Les véhicules hybrides rechargeables ont un rôle important à jouer pour l'électrification des transports personnels

Une étude suédoise parue en décembre 2020 démontre que les domiciles possédant une voiture à essence et une voiture hybride rechargeable font autant de kilomètres électriques que les foyers possédant une voiture à essence et une voiture 100% électrique. Il est à noter que ces derniers sont des véhicules de première génération avec 130 kilomètres d’autonomie, et que selon nos données les foyers avec des véhicules entièrement électriques de 2e génération avec une autonomie de plus de 350 km peuvent remplacer leur 2e véhicule à essence avec celui-ci.

Les véhicules électriques hybrides rechargeables (PHEV) fonctionnent à la fois à l'électricité et aux combustibles fossiles. Alors, sont-ils écologiques? Et dans quelle mesure peuvent-ils aider à se préparer à une éventuelle transition vers des véhicules sans combustibles fossiles? Une étude unique de l'Université de technologie de Chalmers, en Suède, démontre que les PHEV roulent autant à l'électricité que les voitures tout électrique, offrant une autonomie d'environ 130 km.

«En comparant un grand nombre de foyers multi-voitures, nous avons constaté que les familles qui possèdent un véhicule à combustible fossile et un PHEV peuvent parcourir autant de kilomètres purement électriques qu'un ménage possédant un véhicule à combustible fossile et un véhicule tout électrique», dit Ahmet Mandev, doctorant à Chalmers.

Après avoir traité les données de quatre millions de jours de conduite de PHEV, Ahmet Mandev peut également démontrer comment effectuer la recharge pour maximiser la motorisation électrique, tout en minimisant la consommation de carburant et d’émissions.

Malgré le fait que plus de 20 années se soient écoulées depuis que la première voiture PHEV produite en série soit apparue sur le marché, de nombreuses questions demeurent quant à l'utilisation optimale de ces véhicules. Ce sont des questions auxquelles Ahmet Mandev, doctorant au Département des Sciences de l'Espace, de la Terre et de l'Environnement de Chalmers, a voulu répondre avec ses études doctorales, sous la direction du Professeur Associé Frances Sprei.

Pour mieux comprendre leur rôle dans l'électrification des transports. Il est essentiel d'en apprendre le plus possible sur leur potentiel électrique, afin de pouvoir déterminer quels instruments politiques, lois, règlementations et subventions seraient les plus efficaces pour ces véhicules », déclare Ahmet Mandev.

Dans la première des études incluses dans sa thèse de licence The Role of Plug-in Hybrid Electric Vehicles in Electrifying Personal Transport - Analysis of Empirical Data from North America, il a traité et analysé une année de données de conduite de 71 familles en Californie.

«Il est généralement facile de répartir la proportion de kilométrage d’un PHEV quant au pourcentage d’utilisation du moteur électrique ou du moteur à combustion interne. Mais cette étude a la particularité d’avoir examiné le pourcentage d’utilisation des ménages et pour ce faire, nous avons cartographié toutes les familles qui possédaient des voitures à énergies diverses. Ensuite, nous avons évalué le nombre de kilomètres parcourus par ménage en utilisant l'énergie entièrement électrique et ensuite nous les avons comparés aux ménages qui possèdent une voiture entièrement électrique, ou un PHEV, associé à un véhicule conventionnel », explique-t-il.

Comme toujours quand il est question de véhicules électriques, l'autonomie est un facteur important. L'étude a démontré que les ménages possédant un véhicule tout électrique et une voiture conventionnelle parcourent en moyenne 45% de leur kilométrage en utilisant l’énergie électrique, tandis que les ménages disposant d'un PHEV et d'une voiture conventionnelle ont atteint en moyenne 46% de roulement électrique. Ceci malgré le fait que l'autonomie des véhicules entièrement électriques était de 130 km pour la voiture électrique, la Nissan Leaf a été utilisée dans le cadre de cette étude et un peu moins de la moitié d’autonomie pour l'hybride rechargeable, soit environ 56 kilomètres.

«La raison pour laquelle le PHEV fonctionne mieux, malgré l'autonomie considérablement plus courte, est qu'il est utilisé plus souvent pour les trajets plus longs. Ainsi, au moins une partie de ces trajets est parcourue à l'électricité. Les chiffres démontrent également que les PHEV sont plus souvent utilisés que les véhicules conventionnels. L’autonomie des VEB (véhicules électriques à batterie) et des PHEV a augmenté depuis l’étude, mais les résultats sont toujours pertinents et confirment que les véhicules hybrides rechargeables ont un rôle important à jouer lorsqu’il est question d’électrification des transports individuels. Lors de la prochaine étape, il sera intéressant d’évaluer l'effet de l’augmentation de l’autonomie sur le niveau d'électrification », déclare Frances Sprei.

Le plus important: recharger pendant la nuit

Un autre aspect qu'Ahmet Mandev a évalué a été le mode ainsi que le meilleur moment pour recharger un PHEV afin de maximiser le kilométrage électrique, en minimisant la consommation de carburant afin de réduire au maximum les émissions de gaz. Dans deux autres études, il a eu recours à des données basées sur environ 4 millions de jours de conduite, recueillies sur une période de dix ans à partir du modèle hybride rechargeable la Chevrolet Volt. Dans le cadre de la recherche, Ahmet Mandev a calculé la fréquence de rechargement des véhicules, et peut ainsi prouver pragmatiquement plusieurs données sur les PHEV.

L’élément le plus positif, sans surprise, est l'importance de recharger votre voiture une fois par jour. Mais Ahmet Mandev a fait une autre découverte intéressante.

«Si vous ne rechargez pas votre voiture chaque nuit à 90%, les émissions risquent de tripler, de 1,7 kg de dioxyde de carbone à 5,7 kg pour chaque 100 kilomètres. La consommation de carburant augmente également, passant de 0,7 litre pour 100 kilomètres à 2,5 litres. Ce sont toujours de faibles émissions et de faibles niveaux de consommation de carburant, mais c'est une grande différence pour un si petit changement de comportement », explique-t-il.

Les PHEV évalués dans l'étude atteignent une proportion élevée de 76% des kilomètres parcourus à l'électricité, à condition qu'ils soient complètement rechargés une fois par jour. Ahmet Mandev et Frances Sprei soulignent qu'une recharge pendant la journée a également des effets positifs, mais pour un effet maximal, une recharge complète pendant la nuit est l’option idéale.

«Dans nos études, nous nous sommes concentrés sur l'analyse des données et sur l'élaboration de conclusions sur le mode de recharge et le l’utilisation du mode électrique, mais si l'on devait traduire nos résultats en suggestions politiques, ce serait de donner rapidement à plus de gens la possibilité de recharger leurs véhicules. Actuellement, de nombreuses personnes, par exemple celles qui vivent dans des immeubles à appartements, n'ont pas cette opportunité », déclare Ahmet Mandev.

Dans ses prochaines études doctorales, il prévoit faire des comparaisons internationales, pour voir comment les modèles de recharge et l'utilisation de l’énergie électrique diffèrent entre les pays avec des conditions, des lois et des directives différentes concernant les PHEV. Sur cette base, il sera alors possible de voir quelles orientations politiques et quelles recommandations seraient les plus pertinentes.

Texte et photos: Christian Löwhagen.
Illustration de  Chaowalit Koetchuea, the Noun Project , arrangée par Christian Löwhagen.

La recherche a été financée par le centre suédois d'électromobilité et réalisée en collaboration avec UC Davis en Californie et le Fraunhofer Institute for Systems and Innovations Research en Allemagne.

Chalmers

Contribution: André H. Martel