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Histoire du véhicule électrique : un long processus de maturation

Article publié le 23 mars 2011

La voiture électrique ne date pas d’hier. A la fin du XIXe siècle, les premiers véhicules motorisés étaient mus par des moteurs électriques...

Histoire du véhicule électrique : un long processus de maturation

Il s’agissait à l’époque de trouver une alternative à la traction animale pour propulser des fiacres. Deux technologies nouvelles s’affrontent : le moteur électrique et thermique. L’allemand Nikolaus August Otto invente le moteur à explosion à quatre temps en 1877, tandis qu’en Belgique Gaston Planté conçoit en 1859 des accumulateurs au plomb pour stocker l’énergie électrique. En 1881, le français Charles Jeantaud fabrique la Tilbury, vraisemblablement la première voiture électrique alimentée par des batteries. Mais l’engin part en fumée après avoir parcouru une centaine de mètres...

Il faudra attendre encore une bonne décennie pour voir circuler les premiers engins électriques dans les rues et assister aux premiers concours de fiacres. Outre quelques riches particuliers qui pouvaient s’offrir un modèle sur mesure, c’est dans les flottes de taxis que le véhicule fait ses débuts, d’abord en Angleterre avec les « taxicab », puis en France et aux Etats-Unis. Le moteur électrique semble alors la solution idéale pour l’automobile. On apprécie son silence de fonctionnement, sa facilité d’utilisation, sa robustesse… autant de qualités qui font encore défaut au moteur à explosion. En France, plusieurs fabricants (Charles Jeantaud, Louis Krieger et Charles Mildé) se partagent le marché, proposant des modèles de tourisme ou utilitaires. En 1899, un record de vitesse est remporté par un engin électrique, la Jamais Contente de Camille Jenatzy, qui franchit les 100 km/h. Tout semble sourire à ce mode de propulsion. 

 

Les limites technologiques

En dépit de ses débuts encourageants, la voiture électrique se voit vite confrontée à ses limites technologiques : performances limitées, autonomie réduite, long temps de charge... Un modèle ordinaire ne pouvait dépasser 20 km/h et parcourir plus de 50 km. Cette faiblesse profite à la voiture thermique qui, entre temps, a beaucoup évolué grâce aux travaux de Gottlieb Daimler en Allemagne. Au début du XXe siècle, alors que le pétrole coule à flots, le moteur à explosion triomphe. Si bien que les principaux fabricants de véhicules électriques vont fermer boutique ou se convertir à la technologie thermique. Cette nouvelle orientation ne résulte pas que d’un choix technique, c’est aussi un problème de moeurs : « pour certains observateurs de l’époque, la voiture électrique manque de virilité. Pas assez puissante, trop silencieuse, elle est d’ailleurs particulièrement appréciée des femmes. Dans une société encore très machiste, le véhicule thermique, fumant et pétaradant, parait au contraire plus sensationnel, plus exclusif. De fait, sa technicité va exclure les femmes et contribuer à faire de l’automobile un objet résolument masculin », rappelle Mathieu Flonneau, historien de l’automobile. Malgré ses qualités indéniables, la voiture électrique est mise à l’écart en Europe. Elle se maintiendra un peu plus longtemps aux Etats-Unis, où un tiers des véhicules sont électriques en 1912. Mais l’apparition de la Ford T à partir de 1908 précipitera sa chute.

 

Les premiers balbutiements

Si la voiture électrique reste dans l’ombre tout au long du XXe siècle, elle n’en demeure pas moins une figure rémanente dans l’évolution automobile, une alternative dont le potentiel n’a pas été exploré à fond. « Son histoire est balbutiante, pleine de rebondissements et marquée par de grands évènements », souligne Mathieu Flonneau. Ainsi, « le véhicule électrique va persister et revenir sur scène à plusieurs reprises, pendant les périodes de crises notamment. Les guerres et autres chocs pétroliers seront l’occasion de relancer la recherche dans le domaine de la propulsion électrique ». Le premier sursaut intervient dans les années 20 : la France, qui s’est constituée un puissant réseau électrique, cherche à s’affranchir de sa dépendance au pétrole. Alors que tramways, métros et autres trolleybus révolutionnent les transports publics, la volonté de convertir les voitures à l’électricité se manifeste à nouveau. C’est dans ce contexte qu’est créée en 1925 la Société des Véhicules Electriques, qui entreprend la construction de camions et chariots avec des spécialistes tels que Sovel ou Vetra. Plusieurs milliers d’engins seront fabriqués. Un marché de niche s’établit dès lors autour du véhicule électrique utilitaire en Europe et aux Etats-Unis. A New York, en 1927, on compte quelque 6000 camions et camionnettes électriques en circulation. Mais le phénomène ne gagnera pas la voiture particulière qui carbure désormais à l’essence.

Pendant la deuxième guerre mondiale, les nombreuses restrictions privent la France de pétrole. Il faut trouver des substituts. La piste de l’électricité est à nouveau envisagée pour faire rouler les voitures. C’est l’époque du système D, de la transformation des véhicules existants. Plusieurs constructeurs en font l’expérience : Renault avec sa Juvaquatre, Peugeot et sa 202, Mildé-Krieger et sa Licorne. Le modèle le plus abouti restera sans doute la CGE Tudor, développée par l’ingénieur Jean-Albert Grégoire et produite à 200 exemplaires, qui pouvait parcourir 100 km. Le temps de l’occupation verra aussi l’apparition des premières voiturettes électriques, celles de Jean-Pierre Faure notamment. Mais le soufflet retombe une nouvelle fois, en raison des problèmes d’approvisionnement de certaines matières (cuivre, plomb) nécessaires à la fabrication des batteries, mais aussi à cause d’un arrêté en 1942 interdisant l’électrification des véhicules. Cette période aura toutefois permis de relancer la recherche et l’innovation dans le domaine de la voiture électrique.

 

La renaissance dans l’après-guerre

Durant les trente glorieuses, la voiture individuelle devient un produit de consommation de masse. Le progrès automobile bat son plein ; tout redevient possible y compris la voiture électrique. L’énergie nucléaire et la pile à combustible redonnent espoir et inspirent des concepts-cars futuristes telles que les Simca Fulgur et Ford Nucleon (1958). Cette période effervescente suscite aussi des craintes. « L’image de l’automobile commence à évoluer dans les représentations collectives. Longtemps symbole de liberté et de puissance, elle est associée fréquemment au danger, à la pollution, à la violence », note l’historien Pascal Griset dans son ouvrage « l’Odyssée du transport électrique ». L’urbanisation des villes au profit de la voiture individuelle et les premiers embouteillages incitent à repenser le modèle automobile.

Les constructeurs explorent à nouveaux les vertus de la propulsion électrique, reconnue depuis toujours pour ses qualités en milieu urbain. En 1959, Renault développe aux Etats-Unis une Dauphine électrifiée baptisée Henney Kilowatt ; même initiative en Italie où Fiat réalise un prototype à partir de sa berline 1100. Quelques années plus tard, les voiturettes électriques redeviennent à la mode avec les concepts Ford Comuta et Berliner notamment, sans oublier les premiers scooters électriques. Autant de prototypes qui ne dépassent pas les petites séries, mais qui restent emblématiques d’une époque où l’on cherche de nouveaux repères. « Le modèle de l’auto-macho commence à s’effriter. Dans un monde où la voiture est de plus en plus contestée, le véhicule électrique se dote d’une crédibilité nouvelle. Elle constitue une opportunité pour le monde de l’automobile, la possibilité de se racheter une conduite », analyse encore Mathieu Flonneau.

 

Crise énergétique et prise de conscience

Cette tendance va s’accélérer brutalement avec le premier choc pétrolier de 1973. Un traumatisme qui fait prendre conscience des risques de la dépendance au pétrole et du tout-voiture. La nécessité de trouver des alternatives redevient une priorité pour les Etats. Des organisations se mettent en place un peu partout, l’Electric Vehicule Council aux Etats-Unis, La Tokyo Electric Power Co au Japon, l’Electricity Council en Angleterre ou la Rheinisch Westfälische Elektrizitätswerk en Allemagne. En France, EDF décide de s’impliquer aux côtés des constructeurs, PSA et Renault, pour créer les conditions favorables au développement du véhicule électrique, notamment un réseau de bornes de recharge. En 1974, la société américaine Sebring-Vanguard présente la première voiture électrique de série, la CitiCar, une mini-voiture qui sera produite à quelques 2000 exemplaires jusqu’en 1977. A partir de 1980, Peugeot et Renault présentent chacun un modèle (une 205 et un Express) doté de batteries Saft pouvant atteindre 100 km/h et parcourir 140 km. D’autres constructeurs tels que Toyota mise sur les batteries zinc-brome sur son prototype EV30, tandis que Mercedes expérimente des accumulateurs hautes températures sodium-chlorure de nickel et sodium-soufre.

Cette dynamique nouvelle va conduire à un projet d’envergure en 1995. Peugeot-Citroën décide de commercialiser des modèles Peugeot 106 et Citroën Saxo 100 % électriques en grandes séries. Hélas, sans succès puisque que 10 000 exemplaires seulement seront vendus jusqu’en 2002, un bilan bien inférieur aux objectifs fixés (100 000 unités). A la même époque Renault produira quelques Clio et plusieurs centaines de Kangoo 100% électriques. Problème, tant chez Peugeot-Citroën que chez Renault, les batteries en nickel-cadmium (Ni-Cd) utilisées offrent une autonomie réduite entre 60 et 80 km. Renault proposera d’ailleurs une version de Kangoo « Elect’Road » embarquant un petit moteur thermique additionnel en guise de prolongateur d’autonomie de la batterie. Malgré tout le succès commercial de ces modèles n’est pas au rendez-vous. Aux Etats-Unis, le véhicule électrique connait également un gros échec avec l’abandon par GM, de son modèle EV1 qui devait révolutionner l’automobile américaine. Décidemment, le véhicule électrique peine à décoller à une époque, la fin des années 1990, où le prix du pétrole est retombé à un niveau réel très bas, de sorte que l’attention du grand public et la pression des gouvernements sur les solutions alternatives se relâchent quelque peu.

 

Les révolutions de l’hybride, de la pile à combustible et… des batteries au lithium

Dans les années 90 toujours, un nouveau type de motorisation fait son apparition : la technologie hybride ou l’association d’un moteur thermique avec un moteur électrique. Toyota lance sa première Prius en 1998, modèle qui reste aujourd’hui une référence et un succès commercial. Après de longues années de recherches, GM contre-attaque, ce qui aboutira au modèle hybride rechargeable, la Chevrolet Volt, commercialisée depuis 2010. Le marché s’ouvre lentement mais surement aux modes de propulsion alternatifs.

Au début des années 2000, les batteries disponibles pour la traction électrique sont encore soit au plomb soit au nickel, avec les options Ni-Cd et NiMH (nickel-hydrure métallique). Trop peu performants, ces accumulateurs n’offrent pas des autonomies suffisantes pour une commercialisation de masse. Ainsi la plupart des constructeurs ne voient pas d’autres solutions que de produire l’énergie électrique à bord du véhicule, par l’intermédiaire d’une pile à combustible alimentée par de l’hydrogène. Malgré les difficultés de stockage embarqué de l’hydrogène, la barre des 500 km d’autonomie est désormais atteignable, tout en conservant l’habitabilité du véhicule. Les progrès accomplis sur les piles à combustibles à membrane polymère échangeuse de proton (PEMFC) au cours des deux dernières décennies sont considérables, mais la sortie en série de ces véhicules est régulièrement repoussée. Car les solutions technologiques ne sont pas encore mures, les coûts restent élevés et l’infrastructure de distribution de l’hydrogène très embryonnaire. On estime aujourd’hui l’arrivée des premiers véhicules électriques à pile à combustible pas avant 2015, plus vraisemblablement après 2020.

En attendant, une autre innovation majeure va redonner du sang neuf au véhicule 100% électrique : les batteries au lithium. Issu du monde de l’électronique portable, ce nouveau matériau fait son apparition dans l’automobile pour la première fois en 1996 sur le prototype Nissan Prairie Joy. Plus stables donc plus sûres, dépourvues d’effet mémoire[1], ces nouvelles batteries permettent au véhicule électrique de doubler son autonomie pour atteindre entre 150 et 300 km selon les modèles. Un pas de géant est franchi par rapport aux batteries d’anciennes générations au plomb ou au nickel, ce qui, par voie de conséquence, fait pâlir l’aura de la solution de la pile à combustible à hydrogène comme seule solution pour l’autonomie.

Dès lors, de nouvelles perspectives s’ouvrent pour le véhicule 100% électrique à batterie. Concepts-car et expérimentations à petite échelle s’enchaînent, l’émulation reprend entre constructeurs. La jeune firme américaine Tesla Motors crée l’évènement en 2005 avec sa sportive Tesla Roadster, équipée de packs de batteries Li-ion. Les stars américaines l’adoptent ; désormais, la voiture électrique peut aussi faire rêver. Les premiers modèles de série à batterie Lithium-ion débarquent en 2010 : la Think City de la petit firme scandinave Think, les Citroën C-Zero et Peugeot Ion ainsi que la Nissan Leaf, élue voiture de l’année 2011. L’Alliance Renault-Nissan, qui a investi 4 milliards d’euros dans son projet de VE, s’apprête à lancer quatre modèles Renault sur le marché : la berline Fluence Z.E., l’utilitaire Kangoo Z.E. et le quadricycle urbain Twizy en 2011, la citadine ZOE en 2012. De son côté, l’industriel breton Bolloré, qui a remporté l’appel d’offre parisien Autolib’, mise quant à lui sur la technologie des batteries au Lithium-Polymère avec sa BlueCar dessinée par Pininfarina. Jamais l’offre et la concurrence n’ont été aussi importantes et les enjeux si lourds autour du véhicule électrique. L’heure du VE a peut-être enfin sonnée.

[1] L'effet mémoire est un phénomène qui altère la capacité d’une batterie à fournir de l’énergie. Après avoir été déchargée la batterie ne peut plus stocker autant d'énergie. Les batteries lithium dépourvues d'effet mémoire, peuvent être rechargées sans avoir été préalablement déchargées.

Thèmes

Histoire Mobilité durable Véhicule électrique

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commentaires
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par Indianagrenoble (IP:xxx.xx0.221.139) le 23 mars 2011 à 15H41

Documentaire de 92 minutes sur le sujet de la voiture électrique aux US :

Who killed The Electric Car ? en VO ST FR

L’EV1, la voiture électrique de General Motors qui vit le jour dans le mauvais pays... Très bon documentaire en 5 partie :

Partie 1 http://www.dailymotion.com/video/x7...

Partie 2 : http://www.dailymotion.com/video/x7...

Partie 3 : http://www.dailymotion.com/video/x7...

Partie 4 : http://www.dailymotion.com/video/x7...

Partie 5 : http://www.dailymotion.com/video/x7...

On voit très bien que lorsqu’on veut, on peut... tout n’est plus qu’une question de volonté politique...

On voit aussi les lobbies qui ont pression pour que ce produit ne soit pas commercialisé à grande échelle !

Alexandre pour Bebedoo

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par Helios (IP:xxx.xx6.79.178) le 23 mars 2011 à 16H40

Voila une intéressante histoire repiquée depuis de nombreux textes et probablement de quelques Wiki. Là n’est pas le problème...

Ce qui semble une erreur, que les constructeurs continuent de faire, c’est de vouloir concevoir la partie mécanique des automobiles électriques selon le même schéma que le modèle thermique. On comprend bien, cela leur rapporte considérablement plus et fait passer la pilule sur des avancées majeures dont le grand public ne pourra bénéficier.

La réalité c’est que le futur véhicule électrique doit être conçu autour d’UN composant électronique, certes complexe, mais sans aucune difficulté de conception... Ce composant est chargé, a partir de divers capteurs placés dans les roues, sur le volant et sur l’accélérateur à l’instar des capteurs déjà existant (ABS/ESP), de réguler l’électricité fourni aux moteurs de propulsion pour assurer la stabilité comportementale de l’auto...

il va sans dire que chaque roue doit être motrice, c’est a dire qu’elle doit être équipée d’un moteur électrique.

Cela ne pose aucun problème, une voiture de 100 CV (76 kW) embarquera 4 moteurs d’un peu moins de 20 kW par roue. Ces moteurs existent déjà et coutent très peu a la production... trop peu pour justifier le prix exorbitant des véhicules tels que cela est projeté...

Surtout si l’on considère que bon nombre d’équipements doivent disparaitre tels que la boite de vitesse, l’échappement, l’antipollution, le calfeutrage.... ou bien diminuer en dimensionnement tels que les freins. Objectivement, le prix public des vehicules devrait chuter de 30 a 50 % s’il y avait une vraie répercussion des couts.

Outre le frein commercial, il y a aussi le frein fiscal. La TIPP est une source de profit énorme pour l’état. Il va être extrêmement difficile de trouver le moyen de taxer l’electricité pour compenser cette perte surtout qu’il est impossible de différencier les petits électrons qui alimentent votre télé de ceux qui poussent votre voiture.

Bien sur, il y a de nombreuses possibilités, mais aucune n’est vraiment satisfaisante car facilement contournable. Un peu comme internet, ce qui n’est pas a proprement parler matériellement stable, laisse la possibilité d’être détourné.

Parmi ces solutions :

- imposer une norme technique et un format aux systèmes de recharge (tension, fréquence, mouchard) pour faire payer un abonnement électrique spécifique
- imposer une boite noire sur le composant majeur du véhicule et faire payer a la consommation/au kilométrage parcouru lors qu’un relevé imposé (on peut imaginer déléguer a un réseau ce relevé de type mensuel)
- interdire la recharge et imposer l’échange des batteries lorsque celles çi sont vides (avec taxe a l’appui)
- d’autres solutions existent toutes aussi fragiles et surement très mal accueillies par le public.

Rappelons que pour l’instant personne ne semble se soucier du problème sauf les constructeurs dont un m’a laissé entendre que les futurs vehicules haut de gamme (pas les séries de bases) pourraient se recharger au freinage et dans les descentes sans passer par un circuit de gestion fiscal. Vous qui n’êtes pas très riches, rassurez vous, les riches paieront moins d’impôts et auront une autonomie augmentée sur leur jolies voitures.

Hélas, dans tout cela il y a aussi une autre dimension qu’il faut analyser. Lorsque l’éventualité de la mise sur le marché de vehicules électriques était "lointaine" sinon techniquement incertaine, beaucoup d’écologistes sortaient de leur chapeau une orientation politique laissant croire qu’ils soutenaient cette solution. Or, depuis que l’échéance "peak oil" se rapproche, et que l’industrie confirme que le véhicule électrique est pour demain, leur discours a changé, confirmant ce dont on se doutait depuis toujours, c’est que leur orientation est parfaitement auto phobique et que leur désir est de voir disparaitre le vehicule individuel, peu importe la pollution !

Leur point de vue actuel est tourné directement vers la production de l’electricité, ce sur quoi ils ont raison, mais que les systèmes économiques et industriels résoudrons a coup sur... et c’est cela qu’ils ne veulent surtout pas, de peur de voir ressurgir sur nos routes un engouement pour la liberté qu’offre l’automobile, eux qui d’une certaine manière sont plutôt masochistes et carrément dictatoriaux en voulant imposer aux autres leurs propres choix.

Voila, voila, cet article m’a inspiré ce petit discours, a vous d’exprimer le votre, l’auteur a planté le décor… et nous sommes sur ... NATURAVOX !

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(IP:xxx.xx5.239.209) le 25 mars 2011 à 15H08

Très intéressant article mais qui fait l’impasse sur le problème crucial qui a bloqué le développement de l’auto électrique et qui n’a rien d’une conspiration :

L’électricité n’est pas une ressource énergétique.

On ne trouve pas d’électricité sous forme naturelle directement exploitable, il faut la produire par la transformation d’une autre énergie, hydraulique, nucléraire, éolienne, solaire, ou avec un générateur brulant un carburant fossile.

Toutes ces transformations s’opèrent avec un rendement médiocre, qui devient carrément lamentable dès qu’on fait en plus appel à du stockage en batteries.

C’est pourquoi le transport électrique s’est concentré pendant des années sur les trains, trams et trolleys qui sont alimentés par câbles.

La voiture hybride offre un seul avantage : de récupérer un peu de l’énergie potentielle lors du freinage ou des descentes de côtes.

Bref, la voiture électrique ne consomme pas de l’électricité mais une autre énergie qui n’est pas visible car elle n’est tout simplement pas à bord.

Les piles à combustibles sont aussi des solutions illusoires, car il est plus intéressant de bruler l’hydrogène dans un moteur à explosion que de produire de l’élecricité avec.

Meme le moteur à Hydrogène, pourtant bien plus interessant sur le papier car il se passe des batteries lourdes et polluantes, n’est pas une solution car il n’y a pas d’hydrogène à l’état naturel à exploiter.

Bref, la véritable question demeure la source d’énergie et tant que nous utiliserons des ressources fossiles pour la produire - hydrocarbures ou nucléaire - le problème de base demeurera, même si nous abaissons la gourmandise des moteurs avec toutes sorte d’artifices.

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(IP:xxx.xx3.65.100) le 28 mars 2011 à 19H10

Merci pour ce commentaire. Vous devriez proposer un article. Mais la tâche est rude maintenant que les médias ont convaincu une majorité de Français que l’avenir était au véhicule électrique. Électricité, hydrogène, air comprimé,...le choix n’est pas là mais dans le mode de production et de stockage, sur lesquels la recherche aurait du se concentrer. Bon courage, mais une partie des rédacteurs ne faisant pas la différence entre un kW et un kWh.... La tâche est immense.

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par skidrovacu1989 (IP:xxx.xx6.61.25) le 3 juin 2013 à 19H15

These are together termed as the hydrokinetics. Quite a few people today use these house air purifiers to decrease the danger of allergic reactions. discover more

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