Il y aura plusieurs millions de voitures électriques sur les routes d’ici la fin de la décennie. Voici les innovations qui vont fortement booster le secteur.
Vous le savez certainement si vous suivez cette rubrique Zone Verte, nous nous livrons régulièrement à de petits exercice de prospective, histoire d’imaginer un peu la mobilité électrique de demain. Non pas que le secteur n’innove pas assez vite et assez fort, mais il est toujours intéressant de se projeter quelques années en avant afin d’anticiper ce que pourrait être la voiture électrique et son écosystème, disons à la fin de la présente décennie, où il y aura très probablement plusieurs millions de véhicules zéro émission en circulation en France et plusieurs dizaines de millions à l’échelle européenne.
Voiture connectée, planificateurs, systèmes sophistiqués de gestion de l’énergie, efficience, réseaux en fort développement… On pourrait croire que la messe est dite que les grandes itérations d’innovation dans le domaine sont déjà derrière nous. Peut-être, mais pas sûr…
Les batteries solides
C’est probablement l’une des technologies sur lesquelles se fondent les plus grandes attentes dans le domaine de l’électrification automobile. Il s’agit donc de batteries qui utilisent un matériau solide en lieu et place du liquide comme électrolyte pour stocker et fournir de l’énergie. Pour essayer de faire simple, les batteries lithium-ion utilisent un mouvement d’électrons entre deux bornes, la cathode (pôle positif) et l’anode (pôle négatif), qui sont plongées dans une substance conductrice appelée électrolyte. Dans le cas des batteries lithium-ion, cet électrolyte est un liquide dérivé du pétrole.
Avec la batterie solide, on utilise un matériau solide, qui peut prendre la forme d’un polymère ou d’une sorte de céramique, à la place de l’électrolyte liquide. Ce n’est pas récent, la technologie existe depuis plus de 30 ans et équipait déjà les Bluecars de Bolloré. Les batteries solides sont considérées comme la prochaine étape de développement des batteries pour les véhicules électriques. Les avantages sont nombreux : plus grande sécurité, durée de vie plus longue, charge plus rapide et une meilleure densité d’énergie par rapport aux batteries au lithium-ion traditionnelles. De plus, contrairement aux batteries au lithium-ion, les batteries solides ne contiennent pas de liquides inflammables et ne peuvent pas fuir ou se décomposer, ce qui les rend plus fiables et sûres pour l’utilisation dans les véhicules électriques.
Alors, pourquoi ces batteries ne sont-elles pas encore utilisées ? Parce qu’elles présentent encore quelques inconvénients. En premier lieu, la technologie n’est pas encore complètement au point. Il est en effet très difficile de concevoir un électrolyte solide qui soit à la fois très stable et très conducteur. D’autre part, elles proposent une durée de vie inférieure, avec un nombre de cycles de recharge presque deux fois inférieur à celui des batteries au au lithium-ion à électrolyte. Enfin, même si la promesse est de baisser les coûts par rapport au lithium-ion, ces derniers restent à grande échelle encore largement supérieurs pour le moment.
Cela étant, de nombreux constructeurs, industriels et même start-up se sont déjà lancés dans le projet. C’est le cas entre autres de Honda, Nissan (qui a déjà fixé une échéance en 2028), BMW, Ford, Volvo, Mercedes et de jeunes entreprises comme QuantumScape ou Prologium. Petite ombre au tableau, Tesla fait cavalier seul en n’ayant apparemment aucun plan sur le sujet, préférant privilégier sa ligne de batteries 4680.
Les batteries à double-chimie
Le V2G et la charge bidirectionnelle
Petit rappel pour ceux qui ne connaitraient pas bien ce qui se cache derrière cet acronyme. Le V2G (Vehicle-to-Grid) est un protocole qui permet à une voiture électrique de fonctionner comme une source d’énergie mobile pour le réseau électrique. Cela signifie que la voiture peut fournir de l’électricité au réseau lorsqu’elle n’est pas utilisée, en utilisant sa batterie. Ce concept a été développé pour aider à équilibrer la demande et l’offre d’électricité dans le réseau, ainsi qu’à réduire les coûts d’électricité pour les propriétaires de véhicules électriques. Les avantages du V2G sont nombreux. Tout d’abord, il peut aider à stabiliser le réseau électrique en fournissant de l’électricité au moment où il y a une forte demande, ce qui peut réduire les pannes d’électricité. De plus, en permettant aux propriétaires de véhicules électriques de gagner de l’argent (ou des crédits ou des points) en « vendant » de l’électricité à leur réseau local.
Au-delà du simple V2G, il y a d’autres technologies similaires, comme le V2H (Vehicle-to-Home) et le V2L (Vehicle-to-Load). Le V2H permet à une voiture électrique de fournir de l’électricité à une maison ou un bâtiment, tandis que le V2L permet à une voiture électrique de fournir de l’électricité directement à une autre voiture électrique (la version 2.0 du bon vieux siphonnage de réservoir en fait).
Si les voitures équipées de la charge bidirectionnelle disponibles sur le marché se comptent encore sur les doigts d’une main (KIA EV6, Hyundai Ioniq 5, Nissan Leaf…), de nombreux constructeurs commencent à s’intéresser sérieusement à la question, comme Renault, ainsi que de jeunes entreprises, comme Dreev, filiale d’EDF. Probablement l’une des technologies les plus prometteuses des prochaines années.
La guerre des systèmes d’exploitation (tiens, tiens… )
Certes, une voiture n’est pas un ordinateur, mais sur certains aspects elle s’en rapproche beaucoup, notamment chez certaines marques un peu californiennes…
De quoi aiguiser les appétits de certains géants du logiciel, qui n’ont pas attendu très longtemps pour se pencher sur la question. D’abord en fournissant une surcouche de services et applications via le téléphone, comme Apple CarPlay ou Android Auto, puis en proposant de véritables OS intégrés beaucoup plus profondément dans la gestion électronique des voitures. C’est le cas notamment avec Android Automotive, dont la dernière version la plus évoluée équipe non sans une certaine réussite la Renault Mégane e-Tech, et dans une version moins aboutie, les dernières générations de Volvo, dont les électriques. Mais Google ne restera pas longtemps seul sur ce territoire puisqu’Apple va prochainement fournir un système similaire, qui prendra en main toute la gestion logicielle des voitures, et pas seulement l’affichage d’applications sur l’écran central.
Alors, peut-on imaginer qu’à terme, les constructeurs s’en remettent intégralement à des Google ou des Apple (et peut-être d’autres à venir, Amazon, Microsoft ?), et que les cockpits de nos voitures finissent par s’uniformiser selon un standard unique ? Peut-être pas, mais il est fort à parier qu’il y aura quelques briques logicielles en provenance de la Silicon Valley dans la plupart d’entre elles.
La recharge sans fil, statique ou dynamique
Une autre avancée qui pourrait se développer dans les prochaines années est la recharge sans fil. Grâce à la technologie de recharge par induction, un peu comme la recharge sans fil des smartphones et des appareils ménagers, les voitures électriques pourraient un jour se recharger simplement en se garant à sur certains emplacements dédiés. Cette technologie comprend avant tout un avantage pratique d’usage et d’ergonomie. Quoi de plus fastidieux en effet que de devoir sortir un câble – souvent sale – de sa voiture, de le manipuler (5 mètres et 5 kilos en moyenne) pour se recharger, et de recommencer la manœuvre quand on part ? Brancher un véhicule électrique n’est pas une charge énorme, mais ne pas le brancher est certainement plus facile. Les infrastructures de recharge pourraient ainsi se développer plus rapidement et plus facilement qu’auparavant, puisqu’elles pourraient être ajoutées aux infrastructures existantes, comme les aires de stationnement, les bordures de route, et bien sûr le garage des particuliers.
Marginale, la recharge sans fil ? Pas vraiment si l’on écoute les experts et prévisionnistes sur le sujet. selon une étude qui vient de paraître, l’avenir du marché des systèmes de recharge sans fil pour VE semble prometteur avec des opportunités dans les voitures particulières et le segment commercial. Le marché mondial des systèmes de recharge sans fil pour véhicules électriques devrait connaître un taux de croissance annuel moyen de 50,9 % entre 2021 et 2027, avec des leaders déjà solidement implantés comme Witricity, qui se prédit un avenir radieux.
Mais la recharge sans contact ou par induction n’est plus réservée aux véhicules électriques en stationnement. La chaussée peut également être dotée d’une infrastructure énergétique qui permettrait de se recharger un roulant. Quelques expériences sont menées, comme celle-ci, dans la ville allemande de Balingen, qui pourrait représenter un aperçu de ce que pourrait être le futur de la recharge de véhicules électriques. Un kilomètre de route qui sera le cadre de la première expérience publique de « recharge sans fil » dans le monde, avec pour objectif de montrer que cette technologie considérée comme ambitieuse et futuriste peut maintenant fonctionner dans le monde réel.
Parmi les avantages, bien sûr la possibilité de recharger sans s’arrêter, et par conséquent celle d’installer des batteries moins imposantes, et donc moins lourdes, dans les voitures.
En conclusion
Autonomie, recharge, intelligence embarquée, autant de pistes à suivre de près pour se faire une idée de l’évolution de la voiture électrique durant cette décennie. Il y aura d’autres innovations, concernant cette fois plus directement les véhicules et leur techno embarquée, nous y reviendrons dans un prochain Zone Verte.
