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Accueil du site > Actualités > Technologies > Combien de centrales électriques en France pour un parc de voitures (...)

Combien de centrales électriques en France pour un parc de voitures électriques ?

Combien de fois ai-je lu ou entendu que pour faire rouler nos voitures à l'électricité, il faudrais recouvrir la France de centrales électriques ? Ce type de discours arrivant inévitablement à considérer ces voitures comme plus polluantes que les véhicules thermiques classiques à cause de la pollution liée à la production d'électricité. Alors, vrai ou faux ?

Pour répondre à cette question, je vous propose de faire une estimation des besoins en énergie du parc automobile français
si celui-ci était constitué à 100% de voitures électriques.

Comme référence, nous prendrons la BlueCar de Bolloré (1).
Cette voiture utilise des Batteries au lithium de Batscap, des super-condensateurs, un moteur électrique central avec transmission, une électronique de puissance ainsi qu'un système de récupération de l'énergie de freinage.
Elle est assez représentative de la technologie actuelle en matière de voiture électrique.
Les batteries ont une densité énergétique de 110Wh/Kg (2), la blue car contient 250Kg de ces batteries.
Soit un total de 250*110 = 27500Wh = 27,5Kwh. Ceci pour une autonomie de 250Km(1).

(3) Nous fourni les données suivantes :

Parc de voitures essence : 15,5 Millions.
Parc de voitures diesel : 14,7 Millions.
Moyenne de kilométrage par an essence : 9777Km.
Moyenne de kilométrage par an diesel : 16564Km.

On en déduit le kilométrage total :

15,5 10^6 * 9777 + 14,7 * 10^6 * 16564 = 395*10^9 Km (Milliards de kilomètres)

(3) Nous fourni les données suivantes :
Consommation d'énergie primaire des transports : 50,9 Mtep
Dont voitures : 48% soit 0,48*50,9 = 24,43 Mtep d'énergie primaire.

On en déduit la consommation d'énergie primaire pour 100km en moyenne sur le parc français :

(24,43*10^9 (en Kg) / 395*10^9) * 100 = 6,185Kg d'équivalent pétrole pour 100km.

1 tep = 1 tonne d'équivalent pétrole = 41,868GJ (4)
Soit 41,868*10^9/3600 = 11630 000 Wh = 11630 Kwh, Soit 11,630Kwh par Kg d' équivalent pétrole.

On en déduit la consommation moyenne d'énergie primaire en Kwh d'une voiture thermique en France pour 100km :

6,185*11,630 = 71,93Kwh

Pour faire 100km la blueCar consomme :

27,5/250 * 100 = 11Kwh d'énergie dans ses batteries.

Pour disposer de cette énergie, il a fallu charger la batterie avec de l'électricité produite et transportée sur le réseaux français.
Les pertes sur le réseaux sont de l'ordre de 3% (5).
Les rendements charge/décharge des batteries lithium sont très bons, les deux cumulés (pertes réseaux + charge) on peut compter 90%.

Cela fait donc 11/0,9 = 12,22Kwh d'énergie électrique à produire.

On a donc un facteur 71,93/12,22 = 5,88 .

Ce qui veut dire que si notre parc actuel consomme 24,43Mtep d'énergie primaire thermique.
Si ce parc était constitué à 100% de voiture électrique, la consommation d'énergie électrique de ce parc serait de :

24,43/5,88 = 4,15Mtep = 4,15*10^6*11630 000 = 48 264 500 *10^6 W Soit 48,3Twh (Térawatts heure) d'électricité.

Sachant que la production électrique française est d'environ 550Twh (6), cela représenterais une hausse de 8,78% de la production.
A cela s'ajoute le fait que la France exporte 60Twh d'électricité (6) par an et que le parc de centrale nucléaire est sous-exploité à hauteur
d'au moins 40,7Twh (*). La réponse à la question de départ est donc tout simplement non. Dans l'absolu on pourrait même dire que la migration
vers un parc tout électrique ne demanderais la construction d'aucune centrale électrique.

Je suis conscient que cela peut sembler bizarre et même pour certains forcément faux. Dorénavant, vous savez qu'un parc de voitures électriques consomme peu d'énergie en comparaison d'un parc classique. Dans d'autres articles j'expliquerais pourquoi un tel "miracle" est possible, tout est question de rendement...


Références :

(1) Blue Car sur Wikipédia

(2) Caractéristiques des batteries Batscap

(3) Chiffres clé de la maîtrise de l'énergie (gouvernement français)

(4) Unité tep pour tonne équivalent pétrole (wikipédia)

(5) Pertes réseaux en france (RTE)


(6) Production électrique française (wikipédia)

Annexe :

La puissance électrique nucléaire française est d'environ 63GW (6). Avec ce parc, la france a produit 428,7TWh en 2006 (6). Ce qui correspond à un taux de charge de 428,7*10^12 / (63*10^9 * 365,25 * 24) = 77,6% .
Sachant qu'un taux de charge optimal est de plus de 85%. Cela donne une différence de :

0,85* (63*10^9 * 365,25 * 24) - 428,7*10^12 = 40,7TWh. C'est une fourchette plutôt basse car un taux de charge de 90% est tout à fait normal.


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50 réactions à cet article    


  • Ariane Walter Ariane Walter 31 août 2011 10:47

    merci de cet article sur un point essentiel.

    On m’a dit qe le pb des voitures électriques était le stockage des vieilles batteries. Qu’en est-il exactement ?


    • Lisa SION 2 Lisa SION 2 31 août 2011 11:05

      Tout faux l’article sur base du moteur électrique central : http://199.84.131.196/catacombes/EV1Eulogy.htm ou mieux : http://www.youtube.com/watch?v=mxvPtKKAOtI&feature=player_embedded Bolloré est un imposteur en matière de brevets enterrés, Arrêtez de lui tendrez la perche !


      • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 11:16

        Vous pouvez préciser ? Je ne peux pas voir la vidéo.
        Mais si l’ex de la Blue car vous gêne, on peut la remplacer par la Nissan Leaf si vous préférez et on arrive à des chiffres analogues ;)


      • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 11:12

        Bonjour Ariane, tout dépend du type de batterie.

        Aujourd’hui on va sur des technologies lithium et ces batteries sont recyclables.
        Il y a beaucoup de recherches ces dernières années sur ces technologies grâce au développement de l’électronique mobile (tel portables, ordis, portables tablettes, GPS etc) et des balbutiements de la voiture électriques ( par ex 4000 Nissan leaf ont été livrées aux USA, la première en France).
        Reste à mettre en place l’ensemble de la filière mais vu le prix des métaux utilisés, les industriels auront un intérêt financier évident à recycler les anciennes batteries, ce qui gagent qu’ils le feront.
        Le recyclages des métaux dont le lithium permettra aussi de devoir en exploiter moins ce qui n’est pas un mal car tout activité minière pose pb.


        • Lisa SION 2 Lisa SION 2 31 août 2011 11:26

          Et pourquoi pas une voiture socialiste à moins de 10.000 euros dignement défendue par la future première dame de France :

          Pour Heuliez, le succès de la Mia électrique est une question de survie. Bonne nouvelle pour l’avenir de l’entreprise : le projet semble digne du soutien que lui accorde Ségolène Royal, présidente de la Région Poitou-Charentes. Contrairement à nombre de ses concurrentes, la Mia offre des sensations de conduites dignes d’une voiture de grande série tout en contenant ses tarifs.

          • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 11:35

            Je pense que commercialement parlant vouloir imposer un modèle en particulier est une erreur.
            Les gens ont toujours voulu choisir leur voiture petite ou grande.
            Si on commence à vouloir les contraindre on va perdre la majorité des acheteurs potentiels.
            La voiture électrique pour connaître le succès doit être comme la voiture thermique mais en électrique. Il faut proposer des modèles équivalents et variés de la plus petite à la plus grande.
            Vouloir tout changer et proposer des minis voitures est une erreur, c’est très mauvais pour l’image car ça veut dire « regarder la mini voiture électrique, elle ne pourra jamais remplacer votre Renault espace » .


          • Lisa SION 2 Lisa SION 2 31 août 2011 13:13

            Ulysse,

            c’est comme si vous cherchiez à comparer le vélo d’appartement avec les ballades en forêt de Meudon... ! Pour que s’instaure le véhicule électrique en premier lieu urbain, il y aurait quatre critères à remplir avant tout :

            1_ plus il est léger plus il gagne jusqu’à doubler son autonomie.
            2_ le moteur dans la roue est deux fois plus efficace que le central avec transmissions.
            3_ une crédit d’impôt aidé par le gouvernement pour installer un auvent solaire de garage à domicile assurant l’autonomie hors réseau edf
            4._la restructuration progressive mais obligatoire de tout le parc actuel roulant avec une taxe sur le poids au delà de la tonne.

            Vidéo : 

            http://199.84.131.196/catacombes/EV1Eulogy.htm



          • kitamissa kitamissa 31 août 2011 14:00

            La future première Dame de France ? ah ah ah ...... smiley smiley .....bon bref .....ensuite une voiture socialiste ? une...Trabant ? ...une ...Lada ? .......une Mia !.....rien que le nom,ça donne pas envie d’acheter ce machin fait par le carrossier Heuliez ....


            et celui qui a des gosses, des bagages ,et qui envisage d’aller de Lille à Nice ? comment il va faire avec sa caisse à moins de 10000 € électrique si il faut recharger la batterie touts les 100 bornes, sans compter la clim qui bouffe le diable en énergie !

            vous parlez également de machin solaire sur le toit du garage ..et celui qui n’a pas de garage ,la majorité des gens, ça se passe comment ? 

            ah oui au fait ,c’est quoi les sensations de conduites dignes d’une voiture de grande série ? 

            quelle bagnole de grande série ? parce qu’il y a de vrais veaux dans la grande série !

          • manusan 31 août 2011 11:52

            Roulez à l’huile de mac-do et kebab ça marche très bien dans un moteur diesel, avec une bonne pompe à injection (Bosch) + quelques réglages.

            http://www.oliomobile.org/


            • Bulgroz 31 août 2011 12:12

              Tous vos calculs sont erronés, car il ne prennent pas en compte que la ré-alimentation des véhicules interviendra au même moment, c’est à dire en début de soirée au moment de la pointe de consommation.

              Ce qu’il faut calculer c’est la puissance supplémentaire nécessaire au moment même où les centrales fournissent déjà le maximum de leur puissance.


              • ffi ffi 31 août 2011 12:57

                Effectivement, il faut penser à la synchronisation des temps de charge. Il faudrait prévoir un appareil qui la déclenche la nuit, au moment des heures creuses.

                C’est vrai que la puissance nécessaire peut augmenter beaucoup et le réseau électrique peut alors flancher. C’est l’inconvénient de travailler avec des moyennes annuelles. Le calcul est donc trompeur, en effet. Il faut calculer en puissance de crête (watt-crête). C’est de toute façon ce que fera EDF pour dimensionner ses installations : EDF se garde toujours une réserve de puissance pour éviter que le réseau ne disjoncte.


              • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:29

                Ce calcul a pour objectif de fixer un ordre de grandeur. Cet ordre de grandeur nous montre que la quantité d’électricité à fournir n’est pas du tout un problème insurmontable contrairement à ce que l’on entend dire partout en particulier dans les médias.

                De plus, l’essentiel de cette énergie sera fournie la nuit car les voitures seront rechargées pour beaucoup la nuit ce qui au contraire facilite la gestion réseau.

                Par contre, il y a le risque d’augmenter le pic de consommation du soir quand les gens rentrent du boulot.
                Il existe des tas de solutions pour cela de la smart grid à un simple programmeur. En effet, la voiture devenant un poste de consommation important d’électricité, un ménage aura intérêt à la recharger en heure creuse.

                Ne pas oublier non plus que je pars sur une hypothèse d’un parc 100% électrique. Si cela se fait cela ne se fera pas du jour au lendemain non plus.

                Il faudra des infrastructures, plus de stockage sans doute. Mais il ne faut pas oublier que les voitures à pétrole nécessitent aussi des infrastructures importantes pour la distribution, le raffinage du pétrole, l’entretien des moteurs (il y a très peu d’entretien sur un véhicule électrique) etc


              • foufouille foufouille 31 août 2011 12:38

                vu le nombre de vieilles voitures, pas demain la vieille
                et plus de vacances en voiture


                • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:44

                  Pas tout à fait. La Chevrolet Volt a un générateur à essence pour les longs trajets.
                  Une autre solution c’est de remplacer les batteries dans des stations (projet betterplace) .


                • kitamissa kitamissa 31 août 2011 17:24

                  Ben il va en falloir du personnel pour changer les batteries un soir de rentrées de vacances sur l’autoroute !


                  raisonnez un peu,vous avez vu un peu le débit qu’il y a tous les jours en station service sur les autoroutes ? vous croyez qu’ils auront le stock de batteries suffisant,et tous les modèles disponibles ?

                  je crois qu’il faut sortir de ses rêves !...

                • ffi ffi 31 août 2011 12:46

                  Si je prends la consommation totale des transports :
                  50,9 10⁶ Tep
                  Avec 1 Tep = 41,868.10⁹ J = 11,630.10⁶ W.h

                  J’obtiens :
                  50,9 10⁶ x 11,630.10⁶ = 591,967.10¹² W.h = 591,967 TWh.

                  Soit un peu plus que la production actuelle d’électricité, obligeant à doubler le parc.

                  Vous trouvez 10 fois moins en prenant la moitié de la consommation (le parc automobile). C’est parce que vous alignez vos perspectives de consommation sur les données fournies par le constructeur Bolloré.

                  Ceci est peu prudent, car vous ignorez comment sont récoltées ces données. Le gros de la consommation énergétique vient en général des accélérations. Pas sûr que le constructeur ait choisi un parcours accidenté et sinueux pour faire ses mesures. Pour un camion nous aurions de plus des données très différentes.

                  Il faudrait donc prendre un facteur de sécurité.

                  Mais globalement, l’approximation est satisfaisante. Cela veut dire qu’actuellement, sans rien changer, entre 10% et 30% des transports peuvent être alimentés par électricité, ce qui déjà considérable. Cela permet de commencer immédiatement à opérer une transition et donne le temps d’affiner les données pour mieux chiffrer les besoins effectifs.

                  Reste les autres problèmes : temps de charge, autonomie et vitesse réduite. voir ici.

                  C’est pour cela que je m’intéresse aussi à la voiture à air comprimé, avec adjuvent énergétique. L’électricité peut être utilisée pour comprimer l’air, donc la recharge est très rapide. Un carburant quelconque (essence, gazoil, huile, alcool) peut y être ajouté pour augmenter l’autonomie, qui est annoncée de 1500km à 2 litres au 100 en moyenne.


                  • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:34

                    Vous convertissez directement l’énergie primaire des transport en TWH, erreur !

                    Il faut tenir compte du rendement énergie finale/énergie primaire. C’est la que la mobilité électrique tire son épingle du jeu grâce au rendement élevé des moteurs électriques.

                    C’est le rendement qui compte, pas les volumes globaux si l’on veut comparer les filières entre elles. A ce titre, la voiture à air comprimé est derrière le thermique et très loin derrière l’électrique.

                     


                  • ffi ffi 31 août 2011 17:08

                    Je doute que le véhicule à air comprimé ait un moins bon rendement que le thermique, en particulier, lorsqu’il est utilisé en mode bi-énergie : vu que la combustion s’effectue en continue, cela nous rapproche du moteur stirling.

                    Son moteur semble relativement simple, et ce véhicule n’est pas gêné par le poids excessif des batteries. Cela me semble un bon compromis.

                    Si vous avez des sources pour étayer vos affirmations, je suis preneur.


                  • ffi ffi 31 août 2011 17:31

                    Quelque personne est arrivée à la même opinion que moi. Voir ici.


                  • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 18:00

                    Pour ce qui est de faire rouler la voiture en mode bi-énergie, je ne vois pas bien où peut se situer le gain par rapport à un moteur thermique classique.
                    Vous dites qu’on approche le rendement d’un stirling ? On se demande comment c’est possible autrement qu’en faisant un Stirling. Or, ce type de moteur ne permet pas de faire varier la puissance et la vitesse de rotation fournie, c’est pour cela qu’il est utilisé pour les génératrices.


                  • ffi ffi 31 août 2011 21:21

                    Le rendement du moteur retenu dans l’étude semble faible. Il y est évoqué 30%. Sur Wikipédia, il est avancé entre 40 et 50%. Un compresseur à rendement entre 70 et 80% est annoncé. Soit environ un rendement global compris entre 28% et 40%, ce qui serait tout-à-fait correct.

                    Certes, cela est moins qu’un véhicule 100% électrique. Mais le véhicule électrique est contraint de se déplacer avec de lourdes batteries, ce qui est un très gros gaspillage quand il s’agit de transporter une ou deux personnes. Le stockage de l’électricité n’est pas commode.

                    De plus, l’atout de la voiture a air comprimé est d’utiliser des matériaux usuels, quand la voiture électrique utilise des batteries assez sophistiquées, en général en Lithium, matériau plutôt rare, donc cher, qui plus est explosif au contact de l’eau.

                    La simplicité plaide donc pour l’Air comprimé. La combustion d’un adjuvant énergétique en continue évite de les pertes liées à un cycle moteur.

                    Après, je me base sur les projections de MDI, qui sont alléchantes. Nous verrons bien si cette société est capable de tenir ce qu’elle avance. Si oui, alors le concept vaut la peine.


                  • bretagne 31 août 2011 13:00

                    les voitures electriques ne sont pas climatisées ( je crois) , car clim= trop forte consommation electrique . donc invivables au dessous de la loire 6 mois de l’année . Elles ne sont pas non plus chauffées , d’ou chauffage d’appoint ( au pétrole ?) , le reste du temps .

                    conso plus élevée que prévu , donc


                    • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:36

                      Faux, les voitures électriques peuvent parfaitement être chauffées et climatisées avec une PAC (pompe à chaleur), les « gros » modèles le sont comme la Leaf.


                    • sonearlia sonearlia 31 août 2011 18:49

                      Pas de clim ? pas de problème, il suffit de rouler la fenêtre entre-ouverte comme l’on fessait avant l’arriver de la clim dans les voitures.


                    • JL JL 31 août 2011 18:54

                      Comme on faisait, sonearlia.

                      Mais vous avez raison, c’est ainsi que je procède : je boycotte la clim.


                    • bretagne 31 août 2011 20:53

                      si vous integrez les consos de cette PAC dans vos calculs ( si...) , je retire alors ma remarque


                    • ffi ffi 31 août 2011 13:52

                      Vous calculez en moyenne, mais il faudrait dimensionner le tout en prenant en compte la puissance de crête, sinon le réseau électrique ira de coupure en coupure.


                      • kitamissa kitamissa 31 août 2011 14:04

                        Sans compter la mainmise possible par les Syndicats d’EDF sur tous les moyens d’énergie ,donc chantages permanents à la paralysie générale !


                        • ffi ffi 31 août 2011 14:19

                          Ca, je n’y crois pas trop, car les centrales nucléaires fonctionnent de manière plus ou moins automatique, et tout ouvrier qui abandonnerait son poste aurait un risque trop grand pour sa personne.

                          Ne confondez-vous pas La SNCF et EDF ?


                        • bretagne 31 août 2011 20:56

                          sincérement , combien de coupures dues à des gréves edf avez vous vu depuis dix ans , par exemple ?

                          zéro , je pense . EDF n’est pas la SNCF


                        • AntoineR 31 août 2011 14:23

                          Petites questions annexes :
                           - quel est le surcoût energétique de fabrication d’une voiture électrique ?
                           - quel est le coût énergétique de remplacement des batteries ?

                          Il ne faut pas oublier que pour une voiture, le carburant ne représente qu’un tiers de l’énergie consommer durant toute sa durée de vie (il y a aussi la construction, l’entretien, la destruction).....



                          Le rendement d’un centrale thermique (hors co-génération) n’est que de 30%.
                          Un moteur thermique n’a effectivement qu’un rendement de 30% mais la chaine CENTRALE/TRANSPORT/TRANSFORMATION/MOTEUR ELECTRIQUE c’est du kif kif.

                          A moins de tous vivres à coté des centrales pour se faire chauffer les maisons gratos (on fait quoi en été ?)

                          Faut travailler aussi sur les moments de charge car si tout le monde s’y met en même temps.....


                          • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:42

                            Il faut regarder les valeurs et faire les calculs avant de conclure à quoi que ce soit ;)

                            Déjà le rendement de la production d’électricité n’est pas de 30% mais plus que cela car il n’y a pas que des vieilles centrales à charbon dans le monde. On est autour des 43-46% à l’échelle mondiale car il faut intégrer l’hydraulique et le renouvelable qui sont des sources primaires d’énergie (par définition de l’énergie primaire).

                            Pour le coût énergétique des batteries tout dépend de la technologie utilisée.
                            Mais globalement une voiture électrique est bien plus durable qu’une thermique. (un moteur électrique permet de parcourir 1000 000km). Ce qui fait que même si il y a un surcout au départ à l’arrivée le bilan n’est pas favorable au thermique !


                          • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:46

                            J’ajouterais un point capital.

                            Si le bilan écologique de la voiture thermique dépend de la production électrique, il faut voir que celle-ci peut être améliorée. Le bilan de la voiture thermique restera toujours mauvais qu’on utilise des centrales à charbon ou non.


                          • _Ulysse_ _Ulysse_ 31 août 2011 14:53

                            Pour le coût énergétique d’une voiture thermique on est à environ 80GJ.
                            Si vous parcourez 250 000km avec une consommation moyenne de 6L/100 on trouve :

                            250 000 / 100 * 6 = 15 000 L .
                            Avec une densité de l’ordre de 0,8 ça fait 12T de carburants.
                            Ces 12T de carburant ont nécessité un peu plus pour leur fabrication en pétrole.
                            Disons 13T au total.

                            1 tep faut 42GJ !

                            13*42 = 546GJ on est donc loin du tiers !


                          • ffi ffi 31 août 2011 17:28

                            Le problème est que vous considérez la chose sous l’angle de l’énergie, alors qu’il faut la considérer sous l’angle de la puissance.

                            P = F.v ou P = C.Ω ou P = U.I

                            Du coup, vous prouvez que ça passe en moyenne, la plupart du temps, mais ça ne passe nécessairement à chaque fois.

                            Cela vous obligerait à prendre en compte le « cos φ », car la puissance utilisable venant du réseau est U.I.cos(φ) avec cos(φ) qui doit être environ de 0.7 pour ne pas bousiller les lignes électriques. Ca risque de coûter assez cher de redimensionner les installations électriques de tous les particuliers.


                          • Hétérodoxe 31 août 2011 18:39

                            Ulysse, tu peux me dire où tu as réussi à avoir le coût énergétique de fabrication d’une voiture.
                            Je cherche ça depuis longtemps.


                            • kitamissa kitamissa 31 août 2011 14:27

                              Merde,ça marche pas ! smiley 


                              • Le Yeti Le Yeti 31 août 2011 15:30

                                Juste pour le fun, Magdane 1982 : Samba & sorcière.

                                « Le moteur de la samba, c’est un Peugeot-Matra-Talbot-Simca. Il se sont mis à quatre pour faire un moteur que quand tu le mets en route, tu as l’impression qu’il est fabriqué chez Moulinex. »

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