La situation actuelle du secteur des véhicules électriques

Après des débuts difficiles marqués par plusieurs échecs dans la Silicon Valley, on peut affirmer sans risque que les véhicules électriques (VE) sont là pour rester. Leur part de marché mondiale a explosé ces dernières années, passant de 0,01 % en 2010 à 8,6 % en 2022, soit une multiplication par plus de 800en seulement 12 ans. Cependant, les problèmes fondamentaux qui ont affecté les VE à leurs débuts sont restés globalement inchangés. La grande question est donc de savoir si ces problèmes finiront par rattraper le marché.

Le principal problème des véhicules électriques réside dans la batterie elle-même. Sa production nécessite de grandes quantités de métaux rares, principalement du lithium. La demande en lithium est en forte hausse, le prix de cette matière première ayant doublé entre 2016 et 2018. Le lithium est une ressource limitée, et l’extraction de ce métal rare entraîne une contamination des sols, de l’eau et de l’air. Les véhicules électriques nécessitent également, en général, du cuivre, du cobalt, de l’aluminium, du nickel et du manganèse. Les émissions générées par l'extraction et le traitement de ces métaux, qui s'ajoutent à celles liées à la fabrication du véhicule lui-même, font que la production d'une voiture électrique rejette environ deux fois plus de dioxyde de carbone que celle d'une voiture à essence.

Une fois les véhicules électriques fabriqués, le problème suivant concerne la source d’énergie utilisée pour les recharger. Si une voiture électrique est rechargée à l’aide d’énergie produite par une centrale à charbon, la quantité de CO₂ émise par kWh est multipliée par environ 20 par rapport aux sources renouvelables (en tenant compte des émissions liées à la fabrication). Si les utilisateurs rechargent leur voiture via le réseau électrique national, ils n’auront pas non plus le choix quant au caractère écologique de l’électricité.  L'entretien et la longévité constituent également des sujets de préoccupation. Bien que la batterie puisse conserver 80 à 90 % de sa capacité même après 200 000 miles, son remplacement est coûteux. Remplacer une batterie Tesla hors période de garantie coûte généralement entre 10 000 et 20 000 dollars américains.

Face à ces problèmes, le secteur automobile a deux voies possibles : s'éloigner de la technologie des batteries au lithium (voire de la technologie des batteries en général) ou miser encore plus fortement sur celle-ci. Au fil des ans, plusieurs technologies ont été présentées comme des alternatives à la propulsion électrique pour les voitures, notamment l'hydrogène, les biocarburants et même l'énergie nucléaire. Toutes ces technologies présentent des avantages et des inconvénients qui leur sont propres.

L'énergie à l'hydrogène fait l'objet d'une réflexion sérieuse depuis de nombreuses années. Les piles à combustible à hydrogène produisent de l'électricité en transformant, par un processus électrochimique, l'hydrogène gazeux et l'oxygène en eau, la vapeur d'eau et la chaleur étant les seuls sous-produits de la réaction. Les deux principaux problèmes liés à l'énergie à l'hydrogène sont le stockage du combustible et les coûts liés à l'extraction de l'hydrogène et à la fabrication des piles à combustible. Pour stocker de l'hydrogène de manière pratique dans l'espace limité d'une voiture électrique familiale, il faut le maintenir à des pressions extrêmement élevées. La présence d’un réservoir de gaz inflammable hautement comprimé dans un véhicule soulève également de sérieuses préoccupations en matière de sécurité. Une différence majeure dans les coûts liés à la fabrication des véhicules à hydrogène réside dans la construction de la pile à combustible. Les matières premières sont relativement peu coûteuses, mais le processus de fabrication est onéreux. Le coût de ce processus doit baisser pour que les véhicules à hydrogène puissent rivaliser avec les véhicules électriques. En termes d’investissements, les infrastructures de ravitaillement en hydrogène accusent également un retard de plusieurs décennies par rapport aux réseaux de bornes de recharge électriques.

Le biodiesel est un carburant renouvelable et biodégradable fabriqué à partir d’huiles végétales ou de graisses animales. Le biocarburant est, en principe, neutre en carbone, car le carbone produit lors de sa combustion sera réabsorbé lorsque les plantes repousseront. Cela ne tient toutefois pas compte des apports énergétiques (généralement issus de combustibles fossiles) nécessaires à la culture, à la récolte et à la transformation des cultures utilisées. De plus, l’affectation de terres à la culture de matières premières destinées aux biocarburants prive de terres qui auraient pu être utilisées pour la production alimentaire et le stockage du carbone. Environ 75 % des terres arables mondiales sont déjà utilisées pour la production alimentaire, et avec une population croissante, ce pourcentage devrait encore augmenter. De plus, les cultures destinées aux biocarburants occupent une grande superficie pour un rendement énergétique relativement faible, à tel point que tenter de généraliser l’utilisation de véhicules fonctionnant aux biocarburants à l’échelle mondiale entraînerait une pénurie alimentaire mondiale catastrophique .

Au vu de ces considérations, les experts prévoient que les véhicules électriques alimentés au lithium sont appelés à perdurer. Leur coût a considérablement baissé au cours des dernières décennies – ils sont aujourd’hui 30 fois moins chers qu’au cours des années 1990 –, tandis que leur densité énergétique et leur fiabilité s’améliorent d’année en année. Le recyclage des batteries est également un enjeu à prendre en compte. À mesure que la recherche sur le recyclage des batteries prend de l’ampleur, la balance penche progressivement en faveur du recyclage des métaux présents dans les batteries des véhicules électriques, jugé moins coûteux que leur extraction. La Chine a déjà mis en place des politiques visant à encourager l’utilisation de matériaux recyclés dans la fabrication des batteries. À l’instar des autres facteurs liés aux réseaux de recharge et à la technologie des batteries, le développement de l’industrie du recyclage des batteries sera crucial pour asseoir davantage la domination du secteur des véhicules électriques face aux technologies vertes concurrentes.

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