par MM. Christian CABAL et Claude GATIGNOL,

Députés

a) Histoire et principe technologique 215

b) Quelle pile pour les transports : PEM ou SOFC ? 217

a) Comment le fabriquer ? 222

b) Où le fabriquer ?  A bord du véhicule ou de manière centralisée ? 228

c) Comment le transporter et le stocker ? 231

d) Les programmes de démonstration 237

INTRODUCTION

En changeant de statut social, c'est-à-dire en passant du produit de luxe rare à un objet massivement distribué et possédé, l'automobile est devenue un élément incontournable de nos sociétés modernes. Le permis de conduire est l'examen le plus passé et le plus réussi au sein d'une classe d'âge, loin devant le baccalauréat, sans que ce succès massif n'ait jamais eu besoin d'un appui des pouvoirs publics. La possession du papillon rose est devenue à la fois le symbole de la majorité et de l'indépendance, et le passeport obligatoire vers l'emploi.

En devenant incontournable, l'automobile est également devenue le sujet de débats idéologiques. Certains ont pu parler de « dépendance à l'automobile » de nos sociétés1, caractérisée par un manque d'alternative au déplacement automobile et à une modification de plus en plus irréversible de l'espace urbain en fonction de ce moyen de transport. En effet, sa diffusion a remodelé les espaces, déconcentré les villes, contribué à la spécialisation des espaces, engendrant une mobilité plus subie que voulue. Dès lors, il faudrait cesser d'adapter la ville à l'automobile, pour contraindre l'automobile à s'adapter à la ville.

Au cœur de ce débat politique se trouvent les nuisances imputées à l'automobile. Les pouvoirs publics doivent répondre à une demande sociale de réduction de la pollution urbaine, de la pollution globale et des nuisances associées, correspondant d'ailleurs à l'intérêt général et aux objectifs de long terme de préservation de la santé publique et de l'environnement. Mais cette demande d'une « voiture propre » est très fortement ambivalente, puisque dans le choix d'achat d'un véhicule, le critère environnemental est placé très loin après le confort, la puissance, le design ou la sécurité. Cette ambivalence est aussi marquée par les images que continue de diffuser l'automobile : le statut social, la liberté, le sport, la séduction... L'Agent 007 ne roule pas en Renault-Dacia Logan.

Le terme de « voiture propre » s'est cependant progressivement imposé. Il est devenu une base de droit mou. Partiellement définie par la loi sur l'air de 1996, la propreté automobile donne droit à certains avantages fiscaux. Elle est aussi devenue un critère contractuel mal défini pour l'achat public, les flottes d'entreprises sensibles au développement durable ou l'action citoyenne et publicitaire de certaines compagnies d'assurances.

Une étude approfondie et une définition fondée sur des bases scientifiques sont donc devenues indispensables pour orienter les choix publics et répondre à la demande de nos concitoyens.

Valorisante, la propreté est pourtant une notion négative. Le dictionnaire Robert définit ce qui est « propre » comme ce qui n'a aucune trace d'ordure, de crasse, de poussière ou de souillure. Une personne propre est une personne qui se lave souvent, dont les vêtements sont débarrassés de toute impureté. Le dictionnaire renvoie d'ailleurs à « blanc, immaculé et pureté ». Le Petit Larousse, quant à lui, retient cette même définition négative : « qui n'est pas tâché ou souillé, qui a été lavé ou nettoyé », mais ajoute « qui ne pollue pas, respecte l'environnement. Usine, voiture propre ». Défini négativement, le propre apparaît aussi comme défini absolument.

Dès lors une voiture peut-elle être considérée comme propre ? Qu'il s'agisse de la pollution locale ou des gaz à effet de serre, une voiture peut-elle éviter tout au long de son cycle de vie, de sa fabrication à sa destruction, d'émettre des polluants, d'avoir un impact sur l'environnement ? La réponse est évidemment négative. Consommatrice d'énergie et de matériaux, elle ne peut se faire propre au sens intégral du terme à moins de ne plus exister.

Le terme « propre », appliqué à l'automobile respectueuse de l'environnement, doit donc être compris comme une notion relative par rapport aux autres véhicules, par rapport à des normes fixées et par rapport à un objectif de minimisation de l'impact et des rejets, la voiture « zéro émission ».

Notion relative, la propreté automobile apparaît aussi comme une notion contingente et évolutive. Ce qui est aujourd'hui le must technologique ne le sera pas demain et ce qui le sera demain ne le sera plus après-demain. La définition elle-même amène à prendre en compte un panel de solutions dans le temps. La voiture « zéro émission » est comme une asymptote2, les progrès techniques permettent de s'en rapprocher mais sans jamais l'atteindre, au prix d'efforts de plus en plus importants et pour des gains marginaux décroissants.

A ces objectifs de santé publique, liée aux émissions polluantes, et de protection de l'environnement, liée aux émissions de CO₂ pour l'essentiel, s'ajoutent trois objectifs complémentaires : la croissance économique, l'indépendance énergétique, le renforcement de l'industrie automobile française.

La recherche de la « voiture propre » ne peut s'abstraire de la volonté de créer un cadre le plus favorable possible à la croissance économique. Il convient à ce titre de rappeler le lien étroit entre la croissance de l'économie, celle des échanges et donc des transports sous toutes leurs formes. La croissance du transport est plus rapide que la croissance économique. La mondialisation et le développement de l'Internet s'accompagnent d'une augmentation de la demande de transport. La mobilité des personnes, comme des idées et des marchandises, est un moteur et une caractéristique essentielle du monde moderne et libre dans lequel nous vivons. Pour vos rapporteurs, l'enjeu n'est pas de diminuer la demande de mobilité mais de trouver les solutions pour que cette mobilité soit moins émettrice de carbone fossile et de polluants. Le doublement du parc automobile mondial d'ici à 2020, passant de 700 millions à 1,5 milliard, en raison de l'enrichissement de la Chine et de l'Inde, peut être une opportunité et non une catastrophe annoncée si ces véhicules sont modernes et donc peu polluants.

Les transports, et tout particulièrement l'automobile, sont pour l'instant entièrement dépendants des combustibles liquides fossiles non disponibles sur le territoire national. Leur caractère stratégique a conduit depuis de nombreuses années les pouvoirs publics à mener une politique de diversification des approvisionnements, d'économie d'énergie et de substitution. Plusieurs filières sont ainsi directement concernées soit comme complément : gaz de pétrole liquéfié, gaz naturel pour les véhicules, électricité, biocarburants agricoles, soit comme solution globale d'avenir : pile à combustible, biomasse... Plus généralement, chercher à disposer dans le futur d'une énergie abondante à prix abordable et la moins polluante possible est un objectif majeur.

La compétitivité de l'industrie automobile française et le confortement de sa position internationale sont deux autres préoccupations majeures. L'industrie automobile représente 90 milliards d'euros de chiffre d'affaires et plus de 300 000 emplois, un solde extérieur positif et un savoir-faire technologique au plus haut niveau mondial. Dans un environnement mondial très difficile où la concurrence est brutale et peut remettre en cause rapidement des positions qui semblaient acquises, chercher à imposer des évolutions contre les constructeurs et au détriment de leur compétitivité serait contreproductif. Il est souhaitable au contraire de développer un partenariat permettant d'atteindre les objectifs environnementaux ou de sécurité des véhicules et en même temps de conforter la base industrielle et technologique nationale, la demande de véhicules plus propres et plus économes se retrouvant sur tous les marchés du monde.

C'est dans cet esprit que l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) a été saisi le 4 mars 2004, en application de l'article 6 ter de l'ordonnance n°58-1100 du 17 novembre 1958 relative au fonctionnement des assemblées parlementaires, par le Bureau de l'Assemblée nationale, à l'initiative du Président du groupe de l'Union pour un mouvement populaire, d'une étude sur « La définition est les implications du concept de voiture propre ».

L'OPECST a désigné vos rapporteurs pour la conduire lors de sa réunion du 13 avril 2004.

L'étude de faisabilité a été présentée et approuvée par l'Office lors de sa réunion du 6 juillet 2004. Le programme de travail a été approuvé par les Questeurs des deux assemblées le 8 septembre 2004. Enfin, à la demande des rapporteurs, les experts du Comité de pilotage ont été nommés par M. Henri Revol, Président, en novembre 2004.

Le libellé de l'étude implique que soient seules comprises dans son champ les voitures particulières (VP) destinées au transport des personnes et aux utilitaires légers dont le poids est inférieur à 2,8 t, conformément à la réglementation européenne. Il s'agit essentiellement de voitures de tourisme possédées par les ménages à 94 %. C'est-à-dire qu'en sont exclus les motocycles et les poids lourds, ainsi que les autres modes de transport. Le but de la saisine est donc de concentrer l'étude sur ce qui est l'outil principal de mobilité de nos concitoyens : la voiture.

L'étude n'avait pas non plus pour objectif d'examiner l'impact environnemental des différents modes de transport les uns par rapport aux autres ni de mesurer l'impact d'éventuels changements modaux.

Par ailleurs, vos rapporteurs ont exclu de leur champ d'étude les éléments touchant aux nuisances de l'automobile au sens large qui, s'ils sont des gênes, ou des conséquences graves, ne peuvent être considérés comme des polluants au sens strict du terme (agent physique, chimique ou biologique provoquant une dégradation dans un milieu donné), notamment les accidents de la route.

Enfin, si vos rapporteurs se sont intéressés à la voiture du futur, ils n'ont pas inclus dans leur étude tous les progrès envisageables en matière d'intelligence embarquée ou de sécurité, sans toutefois ignorer leur impact potentiel sur la pollution par le transport soit à travers la régulation du trafic, soit à l'inverse par l'effet d'alourdissement des véhicules.

Chercher à définir le concept de voiture propre et ses implications pour les voitures du futur a nécessité de la part de vos rapporteurs une analyse approfondie et réaliste des équilibres énergétiques, de la place de l'automobile dans l'économie et de l'évolution du marché et de la demande des consommateurs.

Ensuite, ils ont cherché à progresser vers un écobilan de la voiture en prenant en compte sa phase de fabrication, son usage et sa phase de démolition, la première comme la dernière étape n'étant pas à négliger.

Au cours de l'utilisation de la voiture, deux problèmes différents doivent être examinés séparément : l'impact sur la santé et les questions climatiques.

L'impact sur la santé dépend du niveau des émissions de polluants chimiques locaux des véhicules tels les oxydes d'azote (NOx), les particules (PM) et les hydrocarbures imbrûlés.

L'impact des rejets de l'automobile sur le climat, quant à lui, dépend pour l'essentiel des émissions de gaz à effet de serre, soit dans le cas de l'automobile celles de CO₂, qui, si elles ont un impact global et dans le long terme, ne constituent pas une menace pour la santé.

Enfin, au cours de cette étude, vos rapporteurs ont privilégié la recherche de solutions technologiques aux problèmes posés par l'automobile. Celles-ci apparaissent en effet comme pouvant apporter près des deux tiers des progrès nécessaires pour atteindre les objectifs fixés en matière de pollution et de changement climatique, le tiers restant étant constitué par les changements de comportement et de mode de transport. Ce dernier tiers dépassait toutefois le champ de cette étude.

*

Au cours de leur étude, les rapporteurs ont pu compter sur le concours efficace des experts du comité de pilotage, sur la disponibilité des personnes auditionnées et sur l'efficacité des services de nos ambassades aux États-Unis, en Allemagne, au Royaume-Uni, auprès de l'Union européenne à Bruxelles et enfin au Japon, qu'ils en soient tous vivement et chaleureusement remerciés.

TROUVER LE CHEMIN D'UNE MOBILITÉ DURABLE

L'énergie est redevenue une question fondamentale pour l'économie française. C'est pourquoi, pour la première fois, le Parlement a adopté une loi de programme fixant les orientations de la politique énergétique française (Loi n °2005-781 du 13 juillet 2005).

Elle définit la stratégie énergétique nationale afin de contribuer à l'indépendance énergétique, garantir la sécurité d'approvisionnement, assurer un prix compétitif de l'énergie et préserver la santé humaine et l'environnement, en particulier en luttant contre l'effet de serre (article 1^er).

La loi fixe ensuite à l'État les missions de maîtriser la demande d'énergie, de diversifier les sources d'approvisionnement et de développer la recherche. Il doit en outre favoriser la réduction de l'impact sanitaire et environnemental de la consommation énergétique. L'État s'engage à renforcer progressivement la surveillance de la qualité de l'air en milieu urbain, et donc les normes, en fonction de l'évolution technologique.

La lutte contre le changement climatique est érigée en priorité. La France s'engage à diminuer de 3 % par an en moyenne les émissions de gaz à effet de serre, en cohérence avec l'objectif de division par deux des émissions mondiales d'ici à 2050, ce qui nécessite une division par quatre de ces émissions dans les pays développés.

Afin de maîtriser la demande d'énergie, l'État s'engage à faire évoluer la réglementation au plus près des capacités technologiques, à utiliser la fiscalité pour favoriser les économies d'énergie, à développer le recyclage et la valorisation énergétique et à mettre en place des politiques exemplaires, notamment dans sa politique d'achat de véhicules.

En matière de diversification du bouquet énergétique de la France, l'État se fixe l'objectif qu'à l'horizon 2010, 10 % des besoins énergétiques soient satisfaits à partir de sources d'énergies renouvelables. La loi stipule que le secteur des transports « doit faire l'objet d'une réorganisation profonde, car il constitue la principale source d'émissions de gaz à effet de serre et de pollution de l'air ». L'État soutient donc le développement des biocarburants, encourager la compétitivité de la filière et se fixer l'objectif de l'incorporation de 5,75 % de biocarburants au 31 décembre 2010 contre 2 % aujourd'hui. L'État devra également appuyer l'utilisation des véhicules hybrides et électriques et la recherche sur les piles à combustible et l'hydrogène. L'État s'engage en outre, pour les transports de passagers et de marchandises, à privilégier les transports en commun et les voies ferrées par rapport aux projets routiers ou aéroportuaires.

En matière de recherche, la loi de programme couvre l'ensemble des secteurs sans exclusion. L'accroissement de l'efficacité énergétique, l'augmentation de la compétitivité des énergies renouvelables, les différents modes de production, stockage, transport et utilisation de l'hydrogène sont visés. Sur ce dernier sujet, une mission hydrogène composée de l'IFP, du CNRS, du CEA et du ministère de l'industrie est créée.

Enfin, la loi définit les énergies renouvelables. Ce sont les énergies hydraulique, solaire, éolienne, géothermique, houlomotrice, marémotrice ainsi que celles issues de la biomasse, du gaz de décharge, du gaz des stations d'épuration d'eaux usées et du biogaz. La biomasse est elle-même définie comme « la fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l'agriculture, y compris les substances végétales et animales, de la sylviculture et des industries connexes ainsi que la fraction biodégradable des déchets industriels et ménagers ».

Dans ce cadre, vos rapporteurs ont souhaité tout d'abord revenir sur le lien entre énergie, mobilité et croissance économique, puis analyser les évolutions du marché automobile et enfin examiner s'il était possible d'attendre des progrès technologiques l'essentiel de la solution aux problèmes posés en matière de pollution locale ou globale par le secteur des transports.

L'énergie et la mobilité sont des éléments essentiels des économies modernes. Les États-Unis ont érigé en principe la mise à disposition de leurs entreprises et de leurs citoyens d'une énergie à bon marché et d'importantes structures de transport pour assurer le développement de leur économie et de leur territoire. Ces principes sont en réalité confirmés partout dans le monde, dans les pays émergents comme en Europe.

LA CROISSANCE ÉCONOMIQUE ET LA DEMANDE ÉNERGÉTIQUE

Le lien entre croissance économique et demande en énergie est établi de manière robuste par différentes études. Or, la demande d'énergie sera croissante dans les prochaines années alors même que les ressources pétrolières seront sans doute de plus en plus rares. Nos sociétés, et tout particulièrement les transports routiers, devront donc faire face à de très importants défis.

· Consommation d'énergie/croissance économique : un lien robuste

Au cours de leurs différentes auditions, vos rapporteurs ont pu confirmer qu'existait un lien fort entre la croissance économique et la demande en énergie depuis 40 ans (cf. graphique ci-dessous) :

Le défi est désormais de diminuer non pas forcément la densité énergétique de la croissance mais sa densité en énergie fossile pour diminuer les émissions de CO₂.

· Une demande croissante d'énergie est à prévoir

Dans son rapport, Perspectives énergétiques mondiales 2004, l'Agence internationale de l'énergie prévoit que la demande mondiale d'énergie s'accroîtra de 60 % d'ici à 2030. On peut donc traduire le tableau ci-dessous de la façon suivante :

Les combustibles fossiles resteront largement prédominants. Ils représenteront 85 % de l'augmentation de la demande. Deux tiers de cet accroissement viendront des pays émergents comme la Chine et l'Inde. L'évolution des prix du pétrole aura un impact très important. Bâti sur une hypothèse de prix du baril autour de 25 $, le futur pourrait être sensiblement différent si le prix moyen devait être de 35 $. Alors, l'AIE estime que la demande mondiale pourrait être inférieure de 15 % en 2030.

La consommation de gaz naturel devrait doubler d'ici à 2030. Il en serait de même du charbon.

En revanche, l'énergie nucléaire devrait voir sa part diminuer.

Ce scénario d'accroissement de la demande d'énergie n'est pas, selon l'AIE, compatible avec les engagements de Kyoto des pays développés. Ceux-ci dépasseraient de 30 % leurs objectifs.

Vers 2050, cela peut conduire à une consommation mondiale d'énergie de 25 Gtep/an (scénario A2), contre 15 Gtep/an en 2030 (ci-dessus) et 10 aujourd'hui.

Les études de l'AIE montrent que d'autres scénarios sont possibles en conjuguant efficacité énergétique, maîtrise de la demande et développement des énergies renouvelables. Il serait ainsi possible de limiter l'augmentation en 2050 à 20 Gtep/an, voire de parvenir à limiter la demande mondiale à 13 Gtep/an, dont 7 Gtep renouvelables.

Notons qu'à ce jour le baril de pétrole se maintient au-dessus de 60 $ US.

Il s'agit donc d'ici à 2050 de développer les technologies et les comportements permettant de découpler la croissance de la production de CO₂ et, pour partie, de la demande en énergie.

· Le pétrole va-t-il manquer ?

Les tensions sur les prix du pétrole, liées en grande partie à la croissance de la demande des pays émergents comme la Chine et l'Inde, font désormais douter que le pétrole pourra être l'énergie dominante du 21^e siècle. Plus encore, beaucoup pensent que nous connaissons déjà ou que nous sommes proches du « pic pétrolier ».

Les analyses sur la fin du pétrole qui étaient en vogue au moment du premier choc pétrolier refont surface. En 1973, des analystes prévoyaient la fin du pétrole peu après l'an 2000, ils se sont trompés. Qu'en est-il aujourd'hui ?

La théorie dite du « pic pétrolier3 » modélise les ressources pétrolières mondiales sous la forme d'une courbe en dôme, dite « courbe de Hubbert ». K. Hubbert était géologue et avait réussi à prédire, dans les années 1950, grâce à son modèle, le pic de production de pétrole des États-Unis dans les années 1970.

Selon Hubbert, un pic de découvertes de gisements précède un pic de production conduisant, compte tenu de la hausse prévisible de la demande, à une hausse des prix. Cela se traduit par les courbes suivantes pour les États-Unis (de 1900 à 2020) :

À une certaine date, le monde aura consommé plus de la moitié du pétrole disponible sur notre planète, la production décroîtra ensuite de manière inéluctable tandis que les prix s'élèveront.

Au niveau mondial, le pic de découverte serait 1965, et celui de production 2005 :

Source : www.peakoil.net - Matthew R. Simmons - ASPO Lisbon Meeting 2005.

Le principal tenant de cette théorie est un professeur de physique de l'université d'Upsalla en Suède, M. Kjell Aleklett4. Il prévoit ainsi que dans les 30 prochaines années, seulement 134 milliards de barils seront découverts tandis que la consommation s'élèvera à 1.000 milliards de barils. Il estime également que schématiquement, entre 1955 et aujourd'hui, la tendance s'est complètement inversée. Si à l'époque on découvrait 30 milliards de barils et on en consommait 4, aujourd'hui on en consomme 30 et on en découvre 4.

Source : www.peakoil.net, Kjell Aleklett.

Ces évaluations sont extrêmement contestées. Si tous les experts s'accordent à considérer que le pétrole est une ressource finie, la très large majorité est extrêmement prudente sur l'évaluation des réserves et des capacités de production, compte tenu des graves erreurs de prévision commises dans le passé et de l'évolution des technologies.

L'Agence internationale de l'énergie et de très nombreux experts font une analyse différente.

Adelman et Lynch, du M.I.T., classés parmi les optimistes, rejettent toute prévision d'un quelconque pic de production car ils estiment que par le passé la plupart des prévisions se sont révélées erronées, que ce soit celles sur la production du charbon ou celles sur la production de pétrole. Pour eux, les prix sont l'indicateur « d'une course entre l'épuisement des réserves connues d'une part et le progrès technique d'autre part »5.

L'USGS (United States Géological Survey) adopte une analyse médiane. Recourant à la méthode de Hubbert, il estime que le plafonnement de la production pourrait intervenir entre 2020 et 2030. Ce scénario est fréquemment retenu, notamment par des grandes sociétés pétrolières comme Shell.

L'IFP, quant à lui, exclut une rupture rapprochée compte tenu des ressources connues et des progrès possibles dans l'extraction du pétrole. Les « réserves prouvées » assureraient 40 années de consommation au rythme actuel, selon Olivier Appert, son président. A ces réserves peuvent raisonnablement s'ajouter celles à découvrir, que l'on peut estimer à 40 années supplémentaires. Par ailleurs, l'exploitation des bruts lourds du Canada ou du Venezuela, qui a commencé, assurerait l'équivalent de 20 ans de consommation. Selon lui, la diminution de la production n'interviendra pas avant 2025, voire 2040.

Des progrès très importants sont possibles dans l'extraction. Aujourd'hui guère plus de 30 % du pétrole d'une nappe sont extraits. Dans le futur, cette proportion pourrait dépasser 50 %. A cet égard, une augmentation du taux de récupération de 1 % de l'ensemble des puits actuellement en exploitation permettrait de gagner l'équivalent de 2 à 4 années de réserves. Le potentiel est donc très important.

Plusieurs séries de techniques peuvent être utilisées pour repousser les limites des découvertes et de l'exploitation :

_ maintien de la pression dans le réservoir par injection d'eau ou de gaz,

_ modification de la composition du pétrole (fluidification) par injection de vapeur, de gaz, de CO₂ ou de produits chimiques,

_ utilisation de l'imagerie sismique 4 D en cours d'exploitation,

_ trajectoires de forage complexes (record horizontal de 10 km),

_ sélection des drains les plus intéressants et productifs (completion intelligence),

_ forages off shore de plus en plus profonds. Cette technique est sans doute celle où il est le plus facile, pour un non professionnel, de percevoir les progrès spectaculaires accomplis par les ingénieurs et la possibilité de trouver du pétrole au-delà de l'accessible et du connu. En 25 ans, la profondeur des forages a été multipliée par 7 à 8.

Certes, ces techniques sont coûteuses et transforment le pétrole en un produit de plus en plus technologique et cher, mais elles assureront vraisemblablement la fourniture en pétrole au-delà de plusieurs dizaines d'années.

Il ne s'agit pas pour vos rapporteurs de minimiser la fin prévisible du pétrole. Mais il est prévisible que la fourniture en pétrole sera assurée tout au long du 21^e siècle à des coûts de plus en plus élevés permettant la poursuite de son exploitation et nécessitant de ne l'utiliser progressivement que pour les usages pour lesquels il est indispensable et donnant un certain laps de temps pour que les sociétés puissent s'adapter à ces évolutions.

LA CROISSANCE ÉCONOMIQUE ET LA MOBILITÉ

Si la croissance s'accompagne d'une consommation supplémentaire d'énergie, elle s'accompagne également d'une demande toujours croissante de transport, posant là aussi le problème de réussir à rendre cette croissance de la mobilité compatible avec les objectifs de réduction de la pollution et des émissions de gaz à effet de serre.

· Le lien croissance économique - croissance du transport

Les études montrent un lien fort entre croissance économique et croissance du transport. La mondialisation n'a fait qu'accroître ce phénomène.

Lors de leur mission à Berlin, vos rapporteurs ont pu rencontrer les experts de l'Institut de recherche sur les transports dépendant du DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Institut für Verkehrsforschung). Des travaux y sont menés depuis plus de cinq ans sur l'impact potentiel sur la croissance économique de mesures contraignantes de réduction des émissions de CO₂ dues au secteur du transport.

Il s'agit de savoir quel sera l'impact, d'ici à 2020, de mesures de régulation sur l'évolution du trafic, de l'économie, de l'emploi et des émissions de CO₂. L'étude montre qu'avec un prix du carburant porté par mesure réglementaire à 3 ou 4 €/litre, il est possible conserver une croissance économique et de la rendre plus favorable à l'environnement.

Les résultats sont indiqués dans le graphique ci-dessous. En bleu figure l'évolution prévisible sans intervention en matière (de gauche à droite) de transport de passagers, de marchandises, de valeur ajoutée, d'emploi et de CO₂. La référence est l'année 2000 (base 100).

L'Institut a également cherché à distinguer les facteurs potentiels de progrès dans les deux scénarios permettant de compenser l'augmentation de la demande de transport (passagers en bleu/marchandises en jaune). L'impact de l'intervention publique est importante car elle réduit la croissance économique et stimule notamment fortement certains types de solutions comme les technologies, mais aussi les efforts en matière d'efficacité énergétique et les changements modaux. Si dans le scénario de laisser-faire, l'augmentation de CO₂ est de 60 Mt (- 48 mais + 108), dans le scénario « réglementé », il est possible de parvenir à une réduction des émissions évaluées à 54 Mt.

Ces éléments confirment le lien entre croissance et mobilité et la possibilité de préserver la croissance économique tout en prenant des mesures pour restreindre les émissions de CO₂. Cependant, l'impact négatif des dispositifs envisagés (accroissement du prix des carburants allant très au-delà des prix actuels) sur la croissance n'est guère envisageable en Europe, où la croissance est faible et le chômage élevé.

· La croissance prévisible de la demande de transport

La croissance de la demande de transport sera forte d'ici à 2050. A partir des projections de l'AIE et de l'OCDE, le World Business Council for Sustainable Development6 prévoit une progression de 1,6 à 1,7 % par an du transport de personnes entre 2000 et 2050 et de 2,3 à 2,5 % pour le transport de marchandises.

La croissance du transport s'accompagne mécaniquement d'une hausse de la demande de carburant. Or, il faut rappeler que l'objectif de diviser par quatre les émissions de CO₂ nécessiterait une diminution des émissions de 3 % par an en moyenne d'ici à 2050.

Ces projections ne sont donc pas soutenables au regard des objectifs affichés. Elles font apparaître très clairement la nécessité de ruptures technologiques ou de mesures particulièrement fortes.

LA LIBERTÉ D'ALLER ET VENIR : UN DROIT FONDAMENTAL

· Un mode de développement en question

Face à ces prévisions qui mettent en lumière la difficulté d'atteindre les objectifs fixés pour 2050, la tentation est forte, chez certains experts, de promouvoir des solutions coercitives ayant pour objectif de contraindre les citoyens à abandonner leur voiture particulière pour les transports en commun, voire contraindre à une réduction de la liberté de déplacements trop consommateurs d'énergie, tels les voyages aériens.

Or, la voiture particulière, et plus largement la mobilité, « la liberté d'aller et de venir » est indissociable des sociétés libérales modernes. Avoir une voiture, c'est accéder à l'autonomie, à la liberté de mouvement.

Elle joue un rôle fondamental dans l'évolution des modes de vie vers une plus grande mobilité dans des espaces géographiquement plus vastes et diversifiés mais temporellement plus resserrés, c'est pourquoi elle a pu être qualifiée « d'adaptateur territorial universel »7.

L'automobile et la multimotorisation sont aussi les symboles et les outils du développement du travail féminin et de l'accession à la propriété en milieu périurbain. L'accession des femmes au permis de conduire a sans doute été aussi importante dans leur « libération » que d'autres conquêtes.

Le passage à l'âge adulte se fait en partie par l'obtention du permis de conduire à la majorité, l'automobilité étant très importante dans l'acquisition de l'autonomie8.

La liberté de voyager selon le mode souhaité est le propre des pays libres et démocratiques. Tous les régimes autoritaires ont instauré des passeports intérieurs et des interdictions de déplacement. Les sociétés modernes ont certes besoin des transports pour l'économie mais elles en ont tout autant besoin pour la culture, les échanges humains, les rencontres et les échanges d'idées. Il n'est pas forcément inutile de rappeler que le libéralisme politique et économique a constamment associé aux libertés politiques et économiques la liberté d'aller et venir, droit énoncé par la déclaration des droits de l'homme et du citoyen de 1789.

Il est apparu très clairement à vos rapporteurs, aux cours de leurs différents entretiens, que leurs interlocuteurs les plus prompts à vouloir contraindre nos sociétés à certaines évolutions n'étaient pas sans arrière- pensées. Hostiles depuis toujours aux moyens de transport non collectifs ou non conformes à certaines normes, ils se sont saisis de la pollution ou du réchauffement climatique pour vouloir imposer une société différente. La diminution des émissions ne justifie-t-elle l'interdiction ou la limitation de nombreuses activités ? Ne justifie-t-elle pas l'abandon de notre mode de développement trop consommateur d'énergie et de matière ? Trop technologique ? Trop inégalitaire ? Ne remet-elle pas en cause le niveau même de notre développement ? Des arguments malthusiens resurgissent.

Certes, notre modèle de développement n'est pas exportable tel quel à tous les pays émergents. Mais l'objectif ne peut être de l'abaisser pour permettre à d'autres de l'élever. Si certaines ressources sont finies, la croissance économique et le progrès technologique n'ont pas de limite donnée à l'avance. La poursuite d'un bien-être, d'une protection contre la faim ou la maladie n'ont pas à s'arrêter en Occident pour permettre aux autres nations de les rejoindre. L'objectif qui doit être poursuivi est bien la continuation de notre développement technologique pour être plus économes en énergies non renouvelables et plus économes en ressources. On ne peut vouloir arrêter la croissance ; elle doit être poursuivie avec des technologies non polluantes.

· Un besoin quotidien pour les Français

Les sondages menés par les professionnels de l'automobile comme les études menées par les instituts publics de recherche ou de statistiques confirment la place prépondérante de la voiture dans les déplacements des français.

Fin 2003, le Comité des constructeurs français d'automobiles (CCFA) avait commandé un sondage sur la place de l'automobile en France à l'institut TNS Sofres. L'échantillon de 963 personnes interrogées associait de manière quasi unanime - + 80 % - l'automobile à la mobilité, à la facilité de vie au quotidien et à la liberté. A plus de 60 % avec l'innovation, les loisirs et le plaisir. Cependant, cette image était ambivalente puisque 80 % l'associaient aussi à la pollution et au danger et plus de 70 % aux encombrements.

Par ailleurs, depuis 2000, il y a toujours plus de 70 % des personnes interrogées qui estiment que l'absence d'une voiture dans leur foyer manquerait beaucoup. Plus significative encore est l'analyse qui est faite des conséquences de la disparition potentielle de la voiture : perte de temps (89 %), gêne pour les commissions (84 %), perte de confort dans les déplacements (84 %), diminution des sorties (78 %), diminution des sorties en fin de semaine et en vacances (76 %), sentiment d'isolement (71 %), handicap pour le travail (59 %), difficulté de conduite des enfants (48 %). Logiquement, ils sont donc plus de 80 % à estimer la possession d'une voiture indispensable.

Son usage n'est sans doute pas toujours optimum puisqu'il ressort de ce sondage que dans 78 % des cas, la voiture sert à faire un seul déplacement à partir du domicile, 21 % seulement des déplacements seraient combinés.

Par ailleurs, l'INSEE mène tous les dix ans environ une étude globale sur les transports en Ile-de-France. Pour la dernière étude menée entre octobre 2001 et avril 2002, 10.500 ménages ont été interrogés. La précédente étude avait eu lieu en 1991 et auparavant en 1983 et 1976. Cette enquête a pour but d'appréhender les évolutions de long terme des comportements en matière de déplacements. Elle couvre l'ensemble des trajets et s'adresse à tous les membres de plus de 6 ans des foyers interrogés.

En 2001, les Franciliens ont effectué 35 millions de trajets par jour, soit une progression de 6 % par rapport à 1991. Elle correspond à l'augmentation de la population de 5,9 %. Chaque Francilien a effectué en moyenne 3,5 déplacements par jour. Ce niveau est constant depuis 25 ans.

La marche à pied est le mode de transport qui progresse le plus. Elle représente 34,1 % des déplacements des Franciliens et 46,6 % des déplacements de Parisiens.

En revanche, malgré les investissements publics, la part des transports en commun régresse à 19,4 % contre 20,1 % en 1991. Pourtant, selon le Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF), le nombre de places/km offertes a progressé de 66 %. L'une des explications est sans doute la baisse des déplacements entre Paris et sa banlieue, comprise entre 2 et 10 %, alors que les déplacements entre banlieues augmentent entre 9 et 11 %. Or, le réseau de transports en commun ne s'est pas adapté à cette évolution.

La distance des trajets à légèrement augmenté (5 km contre 4,7) pour l'essentiel en automobile en grande couronne.

L'automobile représente 44 % des déplacements quotidiens, 40 % des trajets entre Paris et la banlieue, 45 % en petite couronne et 60 % en grande couronne. L'utilisation de la voiture est passée entre 1991 et 2001 de 1,51 à 1,54. Le parc automobile a progressé de 1 % par an, contre 3 %/an entre 1976 et 1983 et 2 %/an entre 1983 et 1991. La grande couronne est à l'origine de 75 % de l'augmentation du parc automobile.

Cette analyse sur la région parisienne a été confirmée par le rapport de la Cour des comptes d'avril 2005 sur les transports publics urbains. La Cour y remarquait que le trafic automobile avait augmenté partout sauf à Paris intra muros, où 53 % des ménages n'en possèdent pas.

En dehors des déplacements internes aux agglomérations, il est aussi important de comprendre l'exacte place de l'automobile. C'était l'objet d'une enquête réalisée par la Sofres pour le ministère de l'équipement et des transports en 2004. Elle portait sur les déplacements, à plus de 100 km du domicile, des personnes âgées de 15 ans et plus. Peu d'évolutions sont intervenues depuis 2000. 188 millions de voyages de ce type ont été effectués en 2003, soit 195 milliards de km. 70 % ont été effectués en voiture, 15 % en train et 6 % en avion. En termes de kilomètre parcourus, la voiture représente 51 %, l'avion 31 % et le train 11 %.

81 % des trajets sont effectués pour des motifs personnels et 19 % pour des motifs professionnels.

Globalement, pour tous les trajets inférieurs à 1.000 km sur une journée, c'est la voiture qui est privilégiée. Elle l'est également pour les voyages de plusieurs jours en famille.

Enfin, il convient de rappeler que l'enquête transport de 1994 menée par l'INSEE et l'INRETS avait montré que 72 % des déplacements en voiture concernaient des déplacements de moins de 100 km. Elle représentait 63 % des déplacements de moins de 80 km en France.

Si la demande d'énergie et la demande de transport vont croissant, il n'est guère surprenant de constater qu'il en est de même de la croissance du parc automobile. Un doublement est attendu d'ici à 2020. Les pays émergents souhaitent s'équiper et atteindre les niveaux des pays développés. La demande en moyens de transports individuels est très forte partout dans le monde, quel que soit le niveau de richesse.

Si dans les pays développés le niveau d'équipement est proche de la saturation et que dans certains centres historiques urbains européens on assiste même à la diminution du nombre de ménages possédant une voiture, le parc automobile évolue globalement en qualité, vers plus de confort et plus d'espace, et en quantité.

Cette évolution, qui paraît elle aussi inéluctable, peut-elle devenir compatible avec le respect des grands objectifs environnementaux ?

LE PARC AUTOMOBILE FRANÇAIS : VERS UNE VOITURE DIESEL PAR INDIVIDU ?

Les taux d'équipement des ménages permettent de connaître le nombre de ménages possédant une voiture et le nombre voitures possédées par ménage. Or , sur ce plan, on constate le passage d'une voiture pour la famille à une voiture pour l'individu, chaque adulte en âge d'avoir le permis de conduire en possédant une.

Progressivement, de 1988 à 1998, le taux d'équipement des ménages est passé de 75 à 80 %. Pourtant proche de la saturation, ce chiffre continue de progresser plus vite que le nombre de ménages. Il s'explique en partie par la croissance de la population, la décohabitation, la périphérisation de l'habitat et de l'emploi et enfin la multimotorisation. Aujourd'hui, sur huit ménages équipés, quatre sont bi ou trimotorisés.

Le nombre d'habitants par voiture en France rejoint progressivement le niveau américain : 2,1 habitants par voiture contre 1,7 (chiffre 1998).

On distingue habituellement deux types de parc automobile :

- le parc statique, soit le nombre de véhicules en service sur le territoire,

- et le parc roulant qui prend en compte l'importance de chacun d'eux en fonction du kilométrage annuel parcouru.

L'évolution du parc de véhicules particuliers en France est bien connue grâce à l'étude annuelle publiée par l'ADEME, qui exploite les données de l'UTAC, et par le rapport annuel du CCFA.

Les caractéristiques du parc roulant français peuvent être appréhendées par le tableau suivant :

Les immatriculations en 2004 se répartissent de la manière suivante :

· Répartition diesel-essence

En 2004, sur 2.013.709 immatriculations neuves en France, 69,15 % des véhicules vendus sont des diesel, 30,65 % des essence, 0,14 % des GPL (2.875), 0,03 % des hybrides (669) et 0,02 % des électriques (460).

La progression de la diésélisation est significative puisqu'elle représentait 33 % du marché en 1990. Elle a été quasiment continue depuis lors.

Depuis 1998, le nombre des immatriculations de véhicules GPL ne cesse de décroître. 22 589 véhicules neufs avaient été immatriculés en 1998, contre 2 875 en 2004.

Celui des véhicules électriques reste dans sa fourchette, soit entre 100 et 500 par an depuis 1995.

L'impact de la diésélisation du parc français se retrouve dans la stagnation de la consommation de carburants. En effet, le volume d'essence diminue tandis que le volume de gazole consommé ne croît que faiblement malgré l'augmentation des distances parcourues et l'augmentation du parc.

Sur 2004 et 2005, selon le CCFA, on assisterait à diminution de la consommation liée à la poursuite de la diésélisation mais surtout à la politique menée à fin de faire respecter les limitations de vitesse et la hausse du prix des carburants.

· Vieillissement du parc : une évolution inquiétante pour l'environnement

En dix ans, de 1988 à 2004, l'âge moyen des véhicules est passé de 5,96 ans à 7,6 ans. Cette évolution se poursuit dans la foulée de l'accroissement de la fiabilité.

· Vers une stabilisation du kilométrage parcouru ?

En France, malgré la baisse du kilométrage annuel moyen par véhicule, la moyenne de l'ensemble des VP s'est accrue de 12 % entre 1988 et 1998 en raison de la diésélisation du parc. En effet, un véhicule diesel roule plus qu'un véhicule essence : 18 900 km contre 11 300 km. Or, en 2004, un véhicule diesel roulait 17 400 km et un véhicule essence 10 300. Cette évolution se poursuivra-t-elle dans la durée ? La hausse du prix des carburants continuera-t-elle à avoir cet impact ?

Par ailleurs, malgré cette augmentation, le temps moyen par jour d'usage de la voiture est resté inchangé, soit une heure, en raison de l'accélération des déplacements. Ceux-ci se font par voie rapide et dans un espace périurbain. Le trafic intérieur des VP a d'ailleurs augmenté de 39 % sur cette période (1988-1998).

INÉLUCTABILITÉ DE LA MONTÉE EN GAMME ET EN PUISSANCE ? L'EXCEPTION FRANÇAISE

Dans les pays développés (Europe, Japon, États-Unis) la tendance habituellement constatée est à la hausse des modèles de grande taille, puissants et luxueux, dont la principale illustration sont les « Sport utility vehicles » américains qui semblent devoir envahir le marché européen.

Aux États-Unis, les light trucks représentaient, en 2003, 54 % des ventes. Cette tendance très forte semble s'essouffler sous l'effet de la hausse des prix du pétrole. Les acheteurs américains semblent se tourner vers des véhicules moins gros et moins puissants, mettant d'ailleurs en difficulté les constructeurs automobiles américains mais favorisant leurs concurrents asiatiques.

Dans de nombreux pays d'Europe, la culture de la grande berline est beaucoup plus forte qu'en France. Vos rapporteurs ont été frappés, au cours de leurs missions au Royaume-Uni et en Allemagne, de constater que le marché français était bien plus vertueux que les marchés de nos deux principaux partenaires. Ces deux pays connaissent des niveaux d'émissions de CO₂ beaucoup plus élevés en raison d'un marché automobile tourné encore majoritairement vers l'essence (Royaume-Uni) et vers les grosses berlines. Ces remarques sont également vraies pour les pays du nord de l'Europe. Il est certain que l'influence des constructeurs nationaux est importante. Si Renault et Peugeot, comme Fiat en Italie, sont les pionniers des petits véhicules économes produits en grande série, les constructeurs nationaux britanniques, allemands et suédois apparaissent plus comme les meilleurs représentants de la puissance, du confort et du luxe automobile.

En France, en 2004, le marché a confirmé sa tendance depuis plusieurs années. Le segment économique/inférieur représente 38,24 % et le segment moyen inférieur 35,23 %. Ainsi ces deux classes sont en augmentation et représentent plus de 70 % du marché.

Les évolutions les plus sensibles se font sentir dans les trois autres classes : moyenne supérieure, supérieure/luxe et tous terrains/SUV. Les deux premières sont en régression au profit des gammes inférieures et des SUV qui représentent désormais 8,71 % du marché.

· Évolution du rapport masse-puissance

Le rapport annuel de l'ADEME permet aussi de bien mesurer l'évolution des caractéristiques des véhicules qui influent le plus sur leur consommation et sur leurs émissions de polluants : la masse et la puissance.

Depuis 1984, la puissance moyenne (kW) des véhicules a augmenté de 38 %.

L'augmentation de la puissance des véhicules se traduit aussi par l'augmentation du nombre de véhicules vendus ayant la capacité de rouler au-delà de la limitation de vitesse. L'ADEME retient que 12 % seulement des voitures vendues ont une vitesse maximale inférieure à 160 km/h. Plus des quatre cinquièmes des véhicules vendus disposent donc d'une puissance très supérieure à ce qui serait strictement nécessaire. Il n'existe quasiment plus de véhicules vendus ayant une vitesse maximale inférieure à la limitation de vitesse sur autoroute en France (0,11 %).

Par ailleurs, la masse des véhicules ne cesse d'augmenter depuis 1984, 15 kg/an en moyenne, en raison de l'amélioration de la sécurité et du confort des véhicules mais aussi de l'installation de dispositifs anti-pollution.

L'augmentation du poids étant plus rapide que l'augmentation de la puissance des véhicules, l'ADEME relève pour la première fois depuis 1995 une diminution de la puissance massique (kW/t).

Pour vos rapporteurs, l'examen attentif du marché français est plutôt encourageant puisque les Français s'orientent vers des voitures beaucoup moins puissantes et polluantes que leurs homologues européens. Il reste néanmoins à être vigilants et à poursuivre sur cette tendance, la demande de confort et de sécurité étant très forte et malheureusement peu compatible avec la sobriété des véhicules.

LA SÉCURITÉ ET LE CONFORT SONT-ILS COMPATIBLES AVEC LES ÉCONOMIES D'ÉNERGIE ?

La sécurité et le confort sont des demandes légitimes des consommateurs auxquelles les constructeurs cherchent à répondre, comme d'ailleurs les législateurs nationaux et européens, en adoptant de nouvelles normes. Il est néanmoins nécessaire de prendre conscience de leur impact en termes de poids notamment, ou de consommation d'énergie, et donc de consommation et de pollution.

· L'impact des nouvelles normes et de la demande de confort

Les nouvelles normes antipollution et la demande croissante de confort des consommateurs ont un impact direct sur l'augmentation de la consommation des véhicules ; elles limitent d'autant les économies d'énergie et notamment l'ampleur des améliorations entreprises par les constructeurs sur les motorisations.

M. Pierre Beuzit, directeur de l'ingénierie de Renault l'indiquait très clairement à vos rapporteurs :

Plus précisément à l'horizon 2008, l'évolution de la réglementation et de la para réglementation (ex : EuroNcap) se traduit par une augmentation des émissions de 4,7 g/km, soit concrètement par les évolutions suivantes :

Cette évolution moyenne, déclinée sur deux modèles de la gamme Renault, a un impact direct sur l'augmentation du poids et de la consommation :

· Allumer les phares en plein jour : sécurité contre effet de serre ?

A l'exemple des pays du nord de l'Europe ou de la Hongrie, la France a récemment expérimenté, pour des raisons de sécurité routière, l'allumage des feux de croisement en plein jour. Cette mesure avait pour but, en facilitant la visibilité des véhicules, d'éviter des collisions sur la route, donc des blessés et morts supplémentaires. Mais une telle mesure, a priori favorable en termes de sécurité routière, était-elle neutre en termes de consommation et donc de production de gaz à effet de serre et de réchauffement climatique ?

A bord des automobiles, le courant électrique est fourni par un alternateur qui est entraîné par le moteur et qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. L'alternateur est classiquement constitué d'un rotor, entraîné par le moteur, en fait un électroaimant, qui tourne au centre d'un stator, un anneau fait de bobinage de cuivre. Le mouvement de rotation du rotor produit un champ magnétique qui permet la production d'électricité et recharge la batterie. Cependant, plus l'énergie électrique demandée est importante, plus l'alternateur est sollicité. Le champ magnétique freine les mouvements du rotor de telle sorte que pour fournir plus d'électricité, il faudra plus d'énergie et donc plus de carburant à vitesse constante.

Ainsi, mécaniquement, l'allumage des feux entraîne une surconsommation. Celle-ci est toutefois difficile à estimer précisément car elle varie en fonction du carburant et des besoins électriques du véhicule. Selon l'ADEME, elle varierait de 0,09 litre aux 100 km pour un diesel à 0,3 litre pour fournir 100 Watts. Valeo donne une estimation moyenne de 0,2 l/100 km9.

Plus généralement, c'est l'ensemble des dispositifs de sécurité ou de confort, paraissant aujourd'hui indispensables, qui nécessite une puissance électrique toujours plus importante à bord des véhicules : feux de croisement 110 W, projecteurs anti-brouillard 110 W, lunette arrière chauffante 200 W, calculateurs du moteur et pompe électrique de carburant 250 W, chauffage additionnel électrique 1.000 W10.

LA VOITURE MONO-USAGE EST-ELLE VOUÉE À L'ÉCHEC ?

Attentifs aux évolutions du marché automobile, aux évolutions réglementaires et aux demandes des consommateurs, vos rapporteurs ont aussi cherché à comprendre si le développement d'un véhicule plus spécialisé ne pourrait pas permettre d'optimiser les véhicules et leur usage réel.

En effet, beaucoup des détracteurs de l'automobile reprochent l'inadéquation entre l'objet et le besoin réel des consommateurs. Pourquoi utiliser un véhicule fait pour 5 personnes ou plus, permettant de rouler à 150 km/h ou plus pendant des centaines de kilomètres alors que la plupart des automobilistes sont seuls dans leur voiture pour un trajet quotidien aller/retour toujours identique de quelques dizaines de kilomètres au plus ? Pourquoi en outre posséder une voiture alors même que son usage peut en être limité aux fins de semaines et aux vacances en famille ? Comment concevoir dans l'avenir un véhicule adapté aux besoins permettant d'être protégé des accidents et des intempéries ?

A ces questions récurrentes, il a été souvent répondu par le développement de véhicules plus spécialisés adaptés non pas à tous les usages mais à quelques-uns seulement. On peut penser aux voitures de sport, aux cabriolets, mais aussi aux petites citadines.

Parmi celles-ci, le modèle le plus abouti en termes de recherche de compacité et de performance environnementale est la Smart For Two. En effet, parmi les véhicules à essence et selon les motorisations, elle est classée 3^e (113 g CO₂/km), 5^e (116), 6^e (118), 8^e (120) et 9^e (121) par l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie). Parmi les véhicules diesel, elle s'est classée 1^ère (90 g CO2/km) et 2^e (95).

Ce véhicule est particulièrement compact. Il n'a que 2,5 m de long, ne comporte que deux places et un petit coffre. Ses motorisations sont des 3 cylindres spécifiquement adaptés et sobres. Les moteurs essence sont bridés électroniquement entre 135 et 150 km/h. Le moteur diesel ne consomme que 3,4 l aux 100 km en usage mixte, c'est-à-dire le même niveau que l'objectif affiché par le Gouvernement pour le véhicule familial des années 2010.

Imaginée par Nicolas Hayek, l'inventeur de la Swatch, la Smart For Two est produite depuis juillet 1998 par le groupe Daimler Chrysler. 750 000 voitures ont été vendues à ce jour. Les ventes sont en hausse constante, 80 000 en 1999, 150 000 en 2004. Mais les objectifs initiaux étaient de 200 000 par an. La société a toujours été déficitaire.

L'échec commercial de la Smart s'explique sans doute en partie par son positionnement haut de gamme (entre 9 et 12 000 € neuve) mais également par son côté avant-gardiste. La Smart crée elle-même son propre marché, celui d'une voiture spécifiquement urbaine adaptée à des ménages possédant déjà plusieurs voitures ou ayant pris l'habitude de louer un plus gros véhicule lorsqu'ils en ont besoin. Or ces ménages semblent encore peu nombreux et concentrés dans quelques métropoles (Paris, Rome, Copenhague...).

La société occidentale reste très marquée par l'idée de posséder une voiture dimensionnée en fonction du plus grand dénominateur - les usages exceptionnels plutôt que quotidiens. L'évolution est très lente.

D'autres constructeurs ont cherché à en tirer les enseignements en proposant de très petites voitures, plus polyvalentes et moins chères, comme les C1, 107, Aygo ou Twingo. Les capacités d'emport son plus importantes (5 places), ainsi que les capacités routières. Dès lors elles peuvent être à la fois la 1^ère voiture d'un célibataire ou la 2^e d'un couple. Elles sont plus faciles à vendre et à revendre à l'occasion.

Vos rapporteurs estiment qu'en l'état actuel du marché automobile, les consommateurs ne sont pas prêts à se tourner vers une voiture dédiée à la ville qui permettrait par la même occasion de limiter fortement les pollutions, mais ils constatent une lente évolution qui permettra peut-être dans les prochaines années une évolution des comportements.

Face à ces défis : consommation croissante d'énergie, demande toujours plus forte de mobilité, de confort, de sécurité, des mentalités encore peu sensibilisées à un usage raisonné de la voiture, vos rapporteurs se sont interrogés sur les actions les plus susceptibles d'accélérer la mise sur le marché de véhicules plus propres permettant d'atteindre les objectifs globaux de réduction des émissions. Les actions réglementaires et coercitives à l'encontre des conducteurs ayant notamment pour objectif de leur faire abandonner leurs voitures étaient-elles les seules pertinentes ? Les objectifs ambitieux que se sont fixés la France et l'Europe peuvent-ils être atteints par d'importantes évolutions technologiques ?

Ces questions peuvent être utilement éclairées par l'étude menée sur les transports dans l'arc alpin par l'OCDE. Vos rapporteurs se référeront ici à l'analyse de cette étude rédigée par Bernard Chateau, directeur de l'ENERDATA SA, et Alain Morcheoine, directeur de l'air et du bruit de l'ADEME.

L'ÉTUDE RÉALISÉE SUR L'ARC ALPIN À L'HORIZON 2030

L'étude menée sur les transports dans l'arc alpin est très novatrice et particulièrement intéressante puisque cette région est très vulnérable et que sa configuration géographique rend la gestion des transports complexes et peu sujette à d'importantes modifications. La pollution atmosphérique dans les vallées est bien souvent aussi importante que dans les grands centres urbains du fait de l'encaissement et de la météorologie. Les densités de population y sont aussi comparables puisque très peu de zones sont réellement habitables (13 % seulement au Tyrol par exemple). L'espace utile est peu important et doit être affecté à de multiples usages dont les transports représentent une bonne part. Il est d'ailleurs fréquent que toutes les voies de communication, quel qu'en soit le mode (train ou route), empruntent le même itinéraire. En outre, l'arc alpin reliant deux des zones les plus développées d'Europe (Italie du Nord et bassin rhénan) les échanges y sont très importants et concentrés sur quelques itinéraires souvent congestionnés.

Cette étude a donc été menée, à partir de 1994, par le groupe de prévention et contrôle de la pollution de l'OCDE, au sein duquel la France, l'Autriche, la Suisse et l'Italie ont été étroitement associées.

Pour établir des « transports écologiquement viables », l'OCDE a établi six critères majeurs pour l'année 2030, fondés sur des considérations de santé publique, de grands équilibres écologiques et d'équité sociale :

- critère relatif au CO₂ : réduction des émissions pour stabiliser la concentration de GES au niveau de 1990. Le total des émissions imputables aux transports ne devrait pas dépasser 20 % des émissions totales de 1990.

- critère relatif aux dioxydes d'azote (NOx) et aux composés organiques volatils (COV) : le total des émissions de NOx et de COV liées aux transports ne devrait pas dépasser 10 % au total des émissions du transport en 1990.

- critère relatif aux particules : la réduction des émissions de particules fines (inférieure à 10 microns) serait de 90 % en 2030 par rapport à 1990.

- critère relatif au bruit : une réduction du bruit lié aux transports à un niveau égal ou inférieur à un maximum de 55 dB en période diurne et de 45 dB en période nocturne et à l'intérieur des habitations.

- critère relatif à l'emprise au sol : une réduction, par rapport à 1990, des espaces urbains et non urbains consacrés aux infrastructures de transport.

Cette étude a été menée à partir du résultat à atteindre. Une approche téléologique a été retenue car les prévisions ne peuvent se fonder uniquement sur les phénomènes contemporains, les objectifs ne pouvant être atteints que par des discontinuités, voire des ruptures de tendance. Chateau et Morcheoine citent cette définition de la méthode suivie : « La caractéristique des analyses de type backcasting - téléologiques - est de se préoccuper, non pas du futur susceptible de se produire, mais de quelle façon les futurs souhaitables peuvent être atteints. Elle est ainsi explicitement normative et suppose de travailler à rebours d'une situation particulière future souhaitable vers le présent afin de déterminer la faisabilité physique de ce futur, ainsi que les décisions politiques qui seraient exigées pour atteindre ce point ».

Ainsi, dans l'étude sur l'arc alpin, cinq étapes ont été suivies :

_ définition des objectifs par rapport aux effets sur l'environnement ;

_ description du système actuel de transport ;

_ analyse de différents scénarios ;

_ analyse des impacts des différentes solutions pour obtenir une cohérence entre objectifs, moyens et résultats ;

_ détermination des mesures à prendre.

Évidemment, la construction de ces scénarios pose un certain nombre de difficultés. Dans le cadre d'un scénario tendanciel ne remettant pas en cause les relations en croissance économique et demande de transport, se pose tout de même la question des phénomènes de saturation susceptibles d'apparaître. Il y en a essentiellement deux : la saturation des infrastructures, spécifiques à l'arc alpin, et plus généralement celle de l'équipement en automobile des ménages.

Pour les scénarios non tendanciels c'est-à-dire écologiquement viables, il est nécessaire d'intégrer des ruptures de comportement ou des ruptures technologiques dont l'ampleur n'est pas toujours facile à évaluer. Certains scénarios envisagent par exemple que 60 % du parc automobile pourraient être électriques, alimentés par une pile à combustible (PAC).

Quatre scénarios ont été finalement élaborés pour évaluer la viabilité de transports écologiquement soutenables : un scénario tendanciel dit « laisser-faire », insoutenable écologiquement parlant mais permettant d'étalonner les autres, trois scénarios visant à décrire le champ des solutions possibles et les options des décideurs politiques.

Deux grandes options sont en réalité envisageables : la technologie et la gestion de la demande. Le premier scénario ne se fonde que sur la technologie (TEV 1), le second que sur la gestion de la demande (TEV 2), et le 3^e est une combinaison des deux précédents (TEV 3).

LES DEUX TIERS DE LA SOLUTION SONT TECHNOLOGIQUES

L'examen de ces différents scénarios a permis de donner une indication du modèle de solutions mixtes possibles dans les transports.

Le scénario du laisser-faire mène le système de transport très au-delà de la viabilité écologique. Les émissions de CO₂ seraient 6 fois supérieures à l'objectif (30 % au dessus du niveau de 1990 en 2030), celles de NOx trois fois, celles de COV, comme de particules, au moins deux fois, malgré des progrès significatifs sur le filtrage des émissions (y compris filtres à particules et pièges à NOx) et des voitures moins consommatrices (moyenne de 5 l/100 km).

Le scénario technologique décrit comment les objectifs peuvent être atteints par la seule amélioration des technologies existantes de transport et le développement de moteurs moins polluants. Il s'agit, dans une certaine mesure, d'une « utopie technologique ». Il est néanmoins construit, compte tenu du temps de pénétration dans le parc automobile, sur des technologies commercialisables en 2015 et généralisables en 2030.

L'étude montre la viabilité d'un scénario tout technologique. Mais Chateau et Morcheoine relèvent trois problèmes principaux :

- l'objectif de réduction de CO₂ est très difficile à atteindre et suppose une contribution majeure des voitures électriques alimentées par une PAC dont l'hydrogène serait produit sans CO₂. Cela supposerait non seulement la viabilité de cette technologie mais aussi des investissements massifs et rapides pour la production d'hydrogène soit dans la capture du CO₂ soit dans l'électricité nucléaire.

- le développement du trafic serait difficilement conforme avec l'objectif de réduction de l'emprise des infrastructures de transport.

- l'objectif de réduction du bruit serait également très difficile à atteindre.

Le scénario reposant sur la gestion de la demande de transport montre comment l'objectif peut être atteint grâce à la réduction de la demande de transport et la modification de la répartition modale des trafics en faveur de modes non polluants (rail, voie d'eau, transport en commun, vélo, marche à pied). Une telle évolution exigerait des changements structurels importants.

Un tel scénario pose toutefois plusieurs problèmes majeurs :

- il nécessite « un énorme changement des comportements, des mentalités et des priorités sociales, dont on peut douter de la réelle acceptabilité sociale et politique ».

- il nécessite de « modifier profondément les schémas d'urbanisation et d'aménagement du territoire vers une densité plus forte, en particulier dans les grandes agglomérations [...] Les distances quotidiennes de voyages devraient être massivement réduites pour correspondre aux distances de marche/vélo et les zones d'habitation/travail/shopping devraient se concentrer le long des itinéraires de transport en commun ».

- l'objectif de réduction des émissions de CO₂ reste cependant le plus difficile à atteindre. Il exigerait en particulier un transfert très important de la route vers le rail. Cela nécessiterait en outre une électricité supplémentaire sans CO₂. Une telle évolution rendrait très difficile le respect de l'objectif de réduction de l'emprise des infrastructures et de réduction du bruit.

La viabilité écologique peut, enfin, être atteinte en combinant inflexions de la demande de transport et ruptures technologiques, c'est le troisième scénario.

La réalisation de ce scénario nécessiterait une coopération internationale. Il nécessiterait également un développement important d'une production sans CO₂ d'électricité. Il serait néanmoins possible d'atteindre les objectifs avec des véhicules fonctionnant avec des PAC et des reformeurs embarqués et non de l'hydrogène direct. Un développement important des infrastructures ferroviaires est inévitable. De même, les mentalités, les comportements et priorités sociales devront changer. Des transformations dans l'urbanisation devront être opérées.

Selon l'étude de l'OCDE, les efforts à faire sont aux deux tiers technologiques (66 % pour la France). Le reste des progrès doit être accompli à hauteur de 13 % par une réduction de la demande de transport, à 11 % par substitution modale et à 11% par un meilleur facteur de charge des mêmes modes de transport.

Ce scénario n'impose pas de révolution dans la demande de transport puisque la croissance de trafic envisagée par rapport à 1990 est de 50 % pour les marchandises et 60 % pour les passagers. Les reports vers le fer n'imposent pas de recul de la route mais un développement possible des infrastructures spécifiques.

Ce scénario imposerait trois grandes catégories de mesures :

- limiter la croissance du volume de transport par rapport au scénario de laisser-faire ;

- influencer un changement de mode de transport vers des modes moins polluants.

- réduire les effets négatifs des véhicules.

Le pouvoir politique devrait dès lors recourir à un ensemble d'outils visant à internaliser les coûts externes des transports, fixer des normes d'émissions conformes aux objectifs, mobiliser les fonds pour mettre à disposition des modes de transports moins polluants, associer le secteur privé, éduquer le public et investir dans la recherche.

En définitive, cette étude, si elle ne peut être considérée comme valable pour tout le système des transports permet de donner des indications très importantes.

Des objectifs très ambitieux, tels que ceux définis par l'OCDE dans cette étude, ne sont pas inatteignables et insoutenables économiquement parlant. Les moyens techniques, économiques et institutionnels actuels ou prévisibles doivent permettre de les atteindre.

De plus pour y parvenir, il n'y a pas une solution mais plusieurs, ouvrant aux décideurs politiques et au débat démocratique un champ réel de possibilités et de choix.

Chateau et Morcheoine estiment que « l'étude montre qu'on ne passe pas à un tel monde écologiquement viable par une révolution du monde d'aujourd'hui, mais par une orientation différente des choix futurs [...] C'est le Lyon-Turin plutôt que le doublement du tunnel routier du Mont Blanc. C'est le pari industriel de la PAC plutôt que la crispation sur le moteur à combustion interne. C'est le développement systématique des tramways et des nouveaux services de transport plutôt que celui des nouvelles rocades et autres voies urbaines rapides ».

L'INDISPENSABLE ÉCOBILAN DE LA VOITURE SUR SON CYCLE DE VIE

Après avoir analysé le contexte général dans lequel se posent les questions de pollution automobile, tout particulièrement l'évolution de la demande énergétique et de transport dont les liens avec la croissance de l'économie sont très forts, puis l'évolution du marché au regard de l'objectif d'une voiture moins polluante et plus économe, et enfin les grands types de solutions possibles et le caractère réaliste d'une option essentiellement technologique, vos rapporteurs souhaitent examiner plusieurs aspects de l'écobilan du véhicule.

En effet, il ne peut être question d'envisager la voiture au cours de sa seule période d'utilisation ou dans un seul lieu. Comme ils l'ont d'ores et déjà souligné, le véhicule électrique présenté comme l'idéal serait, dans bien des pays du monde, plus polluant qu'une voiture diesel moderne. Il en est de même de nombreux véhicules à pile à combustible qui circulent aujourd'hui, comme vos rapporteurs ont également pu le constater dans leurs missions.

C'est pourquoi, avant d'aborder spécifiquement les technologies et les carburants permettant de réduire la pollution locale et les émissions de gaz à effet de serre, ils souhaitent prendre en compte les questions relatives à l'analyse du cycle de vie, la notion de fabrication écologique et enfin le recyclage des véhicules.

L'analyse du cycle de vie (ACV) sert à évaluer objectivement l'impact d'un produit sur l'environnement et ce tout au long de son existence, depuis l'extraction des matières premières qui servent à sa fabrication jusqu'à son élimination finale, en passant par son utilisation. Outil de mesure de l'impact final d'un produit sur l'environnement, elle est destinée à optimiser le processus de fabrication en définissant les conditions les plus favorables. Elle doit permettre d'éviter des phénomènes de déplacement de la pollution au cours du cycle de production et d'utilisation.

C'est un outil indispensable pour développer des stratégies de développement durable.

Son utilisation se généralise à la suite d'une longue histoire de définition et de concertation.

Académie des Technologies - Les Analyses de Cycle de Vie

(Didier Gauthier, Hervé Mazéas, Henri Lecouls)

Les industriels japonais semblent avoir, en la matière, une réflexion plus poussée que les constructeurs européens. Cela s'explique sans doute par l'impulsion donnée par le ministère de l'économie, du commerce et de l'industrie (METI) en 1998 dans le cadre du projet national dédié à l'ACV. Il a permis la constitution de la plus grande base de données au monde11. L'objectif a d'abord été d'établir des écobilans sur de nombreux produits et de mettre ses éléments à disposition de l'industrie.

Cette démarche ACV fait l'objet d'une réglementation internationale de qualité, dite ISO 14001, et de la série 14040 visant à standardiser le périmètre d'investigation, les informations à recueillir sur les intrants, la pondération des émissions et l'agrégation des données, ainsi que les normes d'interprétation.

Cette méthode peut s'appliquer à l'automobile et permet de connaître les parts respectives de la fabrication, de l'usage et de la destruction des véhicules.

L'ANALYSE PAR CYCLE DE VIE : UNE GÉNÉRALISATION INDISPENSABLE

Vos rapporteurs ont eu sur ce sujet des entretiens particulièrement intéressants avec les constructeurs Renault Nissan et Toyota.

· L'analyse du cycle de vie chez Toyota

Chez Toyota, l'analyse du cycle de vie est devenue l'outil de référence pour le pilotage environnemental des futurs véhicules. Il doit permettre à l'ingénieur responsable d'un projet de mettre en œuvre les outils susceptibles de réduire l'impact écologique d'un nouveau véhicule.

Toyota indique prendre en compte sa responsabilité environnementale de constructeur automobile et mesurer l'impact de chaque étape de la vie d'un produit.

L'analyse du cycle de vie a été mise en place à partir de 1997 pour les modèles à motorisation essence du marché japonais. Depuis 2005, un second programme, dit Eco-VAS (eco-vehicule assessment system), vise à élargir le champ d'application et de trouver des solutions plus opérationnelles.

Pour y parvenir, Toyota cherche donc à appréhender l'ensemble des composants et des impacts de chaque produit et de chaque étape conduisant à la fabrication, à l'usage et à la destruction d'un véhicule.

Source : Toyota, W. Tomboy, mars 2005.

L'objectif est de parvenir à disposer des données nécessaires à un bilan coût/avantage pour choisir les meilleures options techniques.

A partir de 2005, Toyota souhaite étendre progressivement le procédé Eco-VAS à l'ensemble de sa gamme. Une telle évolution ne peut se faire que par étapes car il est nécessaire de disposer d'une très grande quantité de données, y compris historiques, sur les modèles précédents. Cette nouvelle contrainte environnementale doit également être intégrée dans les nouveaux projets de conception de véhicule au côté des critères habituels de performance, de coût et de satisfaction des besoins des consommateurs. Elle doit ensuite pouvoir se traduire de manière concrète et opérationnelle, à travers des objectifs identifiés et atteignables, dans le processus de design, prototypage et fabrication, comme un des éléments de perfectionnement. Au final, il s'agit de fournir au consommateur une information environnementale complète et accessible.

En Europe, la nouvelle Yaris est le projet pilote du procédé Eco-VAS. Par rapport au modèle actuel, il s'agit d'étudier le différentiel d'impact dû au changement de certains éléments et d'analyser les données sur la composition des matériaux et les pièces externalisées. Cela implique donc un important travail avec les sous-traitants. Sont particulièrement pris en compte la consommation d'énergie et les émissions de polluants, mais aussi le poids des pièces. Ces recherches vont très loin puisque est, en outre, comptabilisé le processus de production, y compris l'éclairage ou l'air conditionné de l'usine. Sur les pièces externalisées, les investigations portent sur 95 % du poids total des pièces.

Toyota se place donc dans le cadre de la politique du produit intégré (IPP - integrated product policy) qui consiste, selon l'Agence européenne de l'environnement, en une amélioration de l'efficacité économique et environnementale des produits. Elle est fondée sur la prise en considération des impacts des produits sur l'ensemble de leur cycle de vie, depuis l'extraction des ressources naturelles dont ils sont issus, en passant par leur usage, jusqu'à leur mise au rebut comme déchet.

Il s'agit aussi d'anticiper les préconisations de la Commission européenne12, qui souhaite que cette conception se traduise par des mesures concrètes en termes de prix, de demande et d'offre. Dans les prix devraient être intégrés le principe du pollueur payeur, une fiscalité environnementale et enfin la responsabilité du producteur. Au niveau de la demande et de l'offre, une labellisation environnementale doit guider, à terme, les consommateurs, des déclarations environnementales des produits devront être mises à leur disposition et les achats publics devront être plus écologiques.

· L'analyse du cycle de vie chez Renault Nissan

L'audition d'experts de Renault a également permis à vos rapporteurs de constater que ce constructeur était très avancé dans la mise en oeuvre progressive de ce nouveau concept sur l'ensemble de sa gamme et de ses sites de production.

En effet, il est évidemment particulièrement difficile, pour un constructeur automobile qui assemble un produit extrêmement complexe et à longue durée de vie, d'arriver à prendre en compte de manière convenable tous les éléments de la filière.

L'inventaire des intrants est sans doute l'étape la plus exigeante car elle doit être exhaustive. Elle ne peut se faire sans utiliser des données génériques et sans utiliser des règles type d'allocation. Pour une matière première, doivent être examinées l'énergie et la pollution de l'extraction, de la fabrication, de l'utilisation et du traitement en fin de vie : émissions atmosphériques, aqueuses, déchets solides, coproduits, rejets divers.

De la même manière, les émissions de la production, de l'utilisation et de la fin de vie d'une véhicule sont examinées au regard de leur impact sur : le réchauffement climatique, les pluies acides, l'eutrophisation, la création d'ozone photochimique mais aussi de l'épuisement des ressources naturelles, de la quantité de déchets ou de substances toxiques.

Pour Renault, comme pour Toyota, malgré l'extrême complexité de cette démarche, l'outil ACV permet, tout en s'appuyant sur une norme internationale, de définir les voies d'un progrès continu, de quantifier les bénéfices écologiques, d'améliorer la prise de décision et de communiquer efficacement vers les consommateurs.

En effet, il est l'outil d'un management global de l'environnement : les sites industriels de production, les achats et les fournisseurs, la logistique, l'ingénierie, le recyclage et la recherche.

Pour y parvenir, Renault a conclu plusieurs partenariats depuis 2002, avec Elf sur les huiles biodégradables, EUCAR (association de sept constructeurs) pour le recyclage, Plastic Omnium pour les pièces des véhicules, l'ENSAM de Chambéry sur les matériaux renouvelables, et plus généralement la Commission européenne pour la définition des analyses des moteurs et des carburants du puits à la roue.

Cette démarche a été expérimentée sur la Scenic II 1,5 dCi 120 CV. Elle a permis de prendre en compte les différents fournisseurs, les usines de Douai, Cléon et Cacia (Portugal) et la logistique du groupe. Ce sont, dans cet exemple, 3 200 pièces réparties en 360 fonctions qui ont été analysées.

Cela a permis d'aboutir à un « bilan matières » de la composition de la Scenic II :

Cela permet également de connaître l'impact des principaux composants d'une voiture en matière d'effet de serre :

Au-delà même de ces bilans indispensables pour la gestion industrielle même de l'entreprise, l'un des objectifs importants est bien de communiquer en direction du public.

Renault a d'ores et déjà mentionné cette démarche sur son site Internet. Il présente plusieurs éléments de ses différentes voitures (www.developpement-durable.renault.com).

Vos rapporteurs estiment que, dans l'avenir, l'objectif doit être de donner aux acheteurs une information fiable, comparable et rapidement compréhensible.

Aujourd'hui, existent en Europe comme au Japon des étiquetages écologiques certifiés de type I, II et III. Le label dit de type III a pour objectif de fournir aux consommateurs des informations standardisées sur un produit. A titre indicatif, le type II correspond à des déclarations ne relevant que de la responsabilité du fabricant ou du distributeur et ceux de type I des signes officiels de reconnaissance de certains avantages environnementaux.

Au Japon, en avril 2002, a été lancé par le METI et la JEMAI13 le label « eco-leaf 14», symbolisé par une feuille d'arbre verte. Il est fondé essentiellement sur la norme ISO 14001. Le label est constitué de trois parties :

- la PEAD (product environmental aspect declaration), rassemblant les informations essentielles sur le produit et incluant un récapitulatif de l'évaluation de l'impact du cycle de vie ;

- la PEIDS (product environmental information data sheet), présentant les aspects complets de l'évaluation de l'impact du cycle de vie avec des données chiffrées ;

- la PDS (product data sheet), présentant les informations essentielles de la PEIDS.

Vos rapporteurs estiment que seule la démarche d'analyse du cycle de vie est à même de permettre un véritable écobilan des véhicules.

Sa généralisation progressive au niveau industriel est indispensable en France et en Europe pour un management environnemental efficace.

Son objectif doit être aussi de guider l'achat d'un véhicule par un consommateur en lui fournissant une information fiable, exhaustive et facilement compréhensible et comparable.

Vos rapporteurs soutiennent l'innovation que constitue la création d'une étiquette énergie pour les voitures neuves en 2006 (cf. partie IV) mais la jugent insuffisante car elle ne concerne que les émissions de CO₂.

Les consommateurs doivent pouvoir disposer d'informations synthétiques complètes pour guider leur choix.

L'analyse du cycle de vie est à même, dans le futur, d'apporter ces informations à partir des déclarations produits de type III.

C'est pourquoi vos rapporteurs proposent qu'en coordination avec les constructeurs, la France propose à la Commission européenne la création d'un indicateur synthétique à l'horizon 2010 pour les modèles de conception nouvelle mis sur le marché à partir de l'analyse du cycle de vie.

LES PARTS RESPECTIVES DE LA FABRICATION, DE L'USAGE ET DU RECYCLAGE

L'analyse du cycle de vie permet de comparer un modèle par rapport à un autre et de connaître l'importance relative, en termes de consommation d'énergie et de rejets, des principales phases de vie d'un véhicule.

· Les avantages de la Toyota Prius au regard de l'ACV

Ainsi, Toyota a pu établir une comparaison des émissions entre sa Prius de 2^e génération et un modèle diesel et un modèle essence de sa gamme.

Ainsi, cette comparaison met en lumière le gain très net que représente la Prius en matière d'émissions de CO₂, de NOx et de particules sur son cycle de vie, compensant très largement les émissions plus élevées nécessaires à sa fabrication et, dans une moindre mesure, à son recyclage.

En effet, l'usage est de très loin la phase la plus importante. La phase de recyclage est quasiment négligeable.

· L'impact de la Scenic au regard de l'ACV

L'analyse menée par Renault sur les émissions de la Scenic II aboutit à des résultats concordants (durée de vie de calcul de 150.000 km).

En matière d'effet de serre, l'utilisation de la voiture et la production du carburant représente plus de 70 % du total des émissions. Il en est de même en matière de NOx et de SO₂, à l'exception d'impacts spécifiques (potentiel d'eutrophisation et d'ozone photochimique).

Ainsi, s'il est bien entendu nécessaire de veiller aux réductions d'émission lors des phases de production et de recyclage, c'est bien lors de l'usage du véhicule que l'essentiel se joue, du fait de la conception et de l'équipement du véhicule.

La première étape de vie d'une voiture est sa conception et sa fabrication. C'est dès ce stade que doit être prise en compte la nécessité de minimiser son impact sur l'environnement.

éCOCONCEPTION : MATÉRIAUX, LÉGÈRETÉ, DÉMONTABILITÉ...

L'écoconception du véhicule est devenu un impératif pour les bureaux d'études et les industriels comme pour les sous-traitants. Elle touche tous les éléments de la voiture.

Sans avoir ici un développement exhaustif sur le sujet, il est intéressant de relever quelques exemples représentatifs. Les objectifs sont l'allègement, la réduction des coûts, l'isolation thermique, mais aussi la simplification et la démontabilité pour préparer le recyclage.

· Les métaux

Les métaux (acier pour l'essentiel) représentent une part très importante du poids d'une voiture : 40 % de son poids moyen et 90 % de celui de la caisse en blanc (ossature du véhicule). C'est un secteur clef pour les progrès à accomplir en termes d'écoconception.

Pour les aciers, Arcelor a mis au point, dans son centre de recherche de Montataire (Oise), un matériau spécial destiné aux capots, pavillons, hayons, portes et ailes, permettant un allègement de 20 à 40 %. Il s'agit de structures dites « sandwich Usilight »15. Ce matériau est constitué de deux parements en acier revêtu au zinc et d'une âme en polymère capable de supporter les températures atteintes lors de la cataphorèse16. Il s'agit donc de panneaux colaminés combinant la facilité de formage et de mise en peinture de l'acier avec la résistance aux petits impacts du polymère.

Dans le domaine des alliages d'aluminium, Alcan poursuit des recherches pour mettre au point des matériaux susceptibles d'apporter des allègements plus importants que les aciers spéciaux tout en restant compétitifs en termes de coût. En effet, l'aluminium est cher, difficile à travailler et à réparer, nécessite un équipement spécifique des concessions et ne concerne donc que des voitures haut de gamme (Audi A8 et A2, Jaguar XJ...) ou des pièces interchangeables sur les modèles communs. Sont notamment étudiés des intérieurs de porte allégés de 45 % grâce à l'utilisation de tôles en alliage d'aluminium soudées par friction. L'un des défis de l'aluminium est aussi de s'intégrer à des carrosseries en acier, seules quelques pièces étant en aluminium. Alcan travaille ainsi dans son centre de recherche de Voreppe (Isère), sur un alliage d'aluminium, de silicium et de magnésium qui ne se déforme pas lors du recuit de la mise en peinture.

Des recherches sont en cours sur le magnésium, 36 % plus léger que l'aluminium. Son utilisation pose encore de nombreux problèmes : tenue à la corrosion et à l'abrasion, mise en forme. Il pourrait être utilisé dans les moteurs pour former des alliages plus légers.

· Les plastiques

Si l'utilisation des plastiques n'a pas progressé fortement ces dernières années en pourcentage de la masse des véhicules, les recherches se poursuivent pour utiliser des plastiques recyclés (cf. ci-dessous) ou leur permettre de remplacer des pièces plus lourdes.

C'est le cas notamment du polycarbonate qui pourrait remplacer progressivement l'ensemble des vitres des automobiles. Exatec, filiale de Bayer et General Electric, a mis au point un matériau dont la production doit prochainement commencer en République tchèque. L'objectif est de réduire le poids de 50 % par rapport au verre.

Cependant, ces matériaux doivent démontrer leur capacité à résister aux frottements et intempéries tout au long de la durée de vie d'un véhicule. Ils doivent également être aussi performants que le verre en termes d'isolation phonique. Last but not least, ils ont aussi l'obligation de pouvoir se briser en cas d'accident pour permettre le sauvetage des passagers et leur désincarcération.

· L'électronique embarquée

L'électronique embarquée des voitures modernes nécessite de la puissance électrique mais aussi un important câblage, estimé en moyenne entre 1 et 2 km de long et pesant 50 kg. Sur les voitures haut de gamme, le nombre de calculateurs peut être supérieur à 80 et celui des fils électriques à un millier. Les puissances de calcul ont été multipliées par 2.000 en 20 ans. Une Peugeot 607 a une puissance de calcul 100 fois supérieure à un Airbus A 300 lancé en 1975.

Depuis le milieu des années 1980, le multiplexage s'est développé dans l'automobile (CAN - controller area network - chez BMW). Il est constitué de fils transportant l'énergie électrique et de fils transportant les données. Il a permis des progrès significatifs, mais est aujourd'hui dépassé.

Il est envisagé d'une part l'utilisation de courant porteur, et d'autre part un nouveau système de multiplexage plus rapide et efficace baptisé « Flex Ray ». Ce nouveau système doit permettre de fusionner les différents réseaux, séparés aujourd'hui, en place dans une voiture. Il doit entrer en application à partir de 2008.

· Les revêtements des pièces mobiles pour réduire les frottements

Pour améliorer les performances en termes de consommation et d'émissions, l'allègement n'est pas la seule voie possible. De nombreuses recherches sont effectuées sur la réduction des frottements dans les moteurs, qui représentent 41 % des pertes d'énergie.

Les pistons représentent la part principale (44 %) de ces frictions internes, c'est pourquoi les chercheurs du CEA de Grenoble travaillent sur le revêtement des pistons des moteurs. Ils parviennent ainsi à revêtir les parties les plus exposées des pistons de couches microscopiques de métaux ou d'alliages présentant autant de durabilité mais moins de résistance au frottement que l'aluminium. Des revêtements nanostructurés ou par projection d'électrons sont aussi étudiés.

· L'isolation thermique

L'isolation thermique des véhicules est un autre grand défi partout où les systèmes de climatisation se sont développés, en raison de l'impact de ces dispositifs sur la consommation.

De nombreux travaux sont menés sur ce sujet et progressivement introduits sur le marché. Vos rapporteurs ont notamment pu prendre connaissance des recherches et des expériences menées sur ce sujet à l'université de Berkeley (Californie) par la division des technologies environnementales. Ces chercheurs ont expérimenté le rétrofitage complet d'une Ford Taurus de 1999 avec pour objectif de réduire de 70 % ses besoins de chauffage ou de refroidissement par l'utilisation de systèmes d'isolation.

Des isolants en aluminium avec des cellules vides en nids d'abeille emprisonnant de l'air, ne craignant pas l'eau, extrêmement légers et flexibles, ont été mis au point. Ces cellules peuvent aussi emprisonner des gaz rares (xénon, krypton, argon) selon la performance souhaitée, les meilleurs résultats ayant été obtenus avec du xénon. L'intérieur de la voiture a ainsi été presque totalement tapissé de ce matériau.

En outre, les vitres ont été modifiées. Elles ont été équipées d'un double vitrage de polycarbonate ou d'acrylique. Les deux parois, celle en verre et celle en plastique, ont été revêtues à l'intérieur d'un revêtement limitant l'impact du rayonnement solaire.

Le résultat final s'est avéré supérieur aux objectifs puisque le besoin de refroidissement a été réduit de 75 % et celui de réchauffement de 85 %.

· La conception de pièces en vue du recyclage

Deux exemples, celui d'un bouclier de la Renault Mégane et d'un amortisseur d'une Renault Espace IV, illustrent une démarche désormais répandue dans l'industrie automobile pour atteindre les objectifs fixés au niveau européen.

Pour le bouclier de la Renault Mégane, cinq étapes successives sont identifiées par le constructeur pour l'intégrer dans un cycle vertueux prenant en compte l'impact environnemental :

- Connaître et choisir les matériaux : 99 % en polypropylène dont plus d'un tiers en matière recyclée, une innovation de Renault développée avec Plastic Omnium.

- Évaluer la capacité de la pièce à être recyclée en utilisant l'outil de cotation I.R.F (indice de recyclage de la fonction). Le bouclier a obtenu 80 sur 100.

- Intégrer la recyclabilité dès la conception :

_ en supprimant des fixations métalliques pouvant détériorer les couteaux des broyeurs,

_ en choisissant des matériaux séparables par des procédés de tri post-broyage,

_ en permettant aux acteurs du recyclage de démonter le bouclier en 2 minutes.

- Travailler en collaboration avec les acteurs du recyclage pour que le bouclier puisse être réutilisé, par exemple sous forme de granulés pour refaire de la matière.

- Capitaliser cette expérience pour faire progresser la conception des futurs véhicules.

Dans le cas d'un amortisseur d'une Renault Espace IV, la démarche est équivalente :

- Connaître et choisir des matériaux : 82 % acier, 11 % d'huiles, 7 % de plastiques et de caoutchouc (famille des polymères et des élastomères).

- Évaluer la capacité d'extraire le fluide. Les concepteurs utilisent l'I.R.F. La fonction d'extraction des fluides de l'Espace IV a obtenu 76 sur 100.

Source : Renault, Alice de Brauer, 2005

- Intégrer la recyclabilité dès la conception en signalant le point de perçage pour les recycleurs (marquage en blanc sur la photo) pour extraire l'huile en moins de 2 minutes.

- Travailler avec les acteurs du recyclage pour que le fluide puisse être recyclé dans les filières huiles, l'amortisseur soit broyé et suive ensuite la filière des résidus de broyage.

- Capitaliser cette expérience.

éCOFABRICATION : LE BILAN ENVIRONNEMENTAL DES USINES

Après l'étape de conception, l'étape de fabrication du véhicule en usine est importante et fait l'objet d'une réelle attention des constructeurs. Vos rapporteurs en ont recueilli plusieurs exemples.

· L'usine Ford de Rouge

Lors de leur mission aux États-Unis, ils ont pu visiter l'usine Ford historique de Rouge, à Dearborn, près de Detroit (Michigan).

Cette usine est devenue l'un des laboratoires les plus aboutis au monde d'une installation industrielle respectant son environnement. Notamment, le toit de l'usine d'assemblage final de Dearborn est le plus grand toit vivant du monde (454 000 pieds carrés). Il permet de collecter et de filtrer l'eau de pluie grâce à des plantations adaptées, des matériaux poreux et des citernes. Il réduit l'impact de réchauffement de l'usine en réduisant les surfaces bétonnées, il réduit également de 5 % les besoins de chauffage et de climatisation. Sa durée de vie doit être deux fois plus importante qu'un toit d'usine classique.

Ce schéma montre les différentes couches de ce toit vivant :

- le sedum poussant sur un substrat composé de craie, de sable, de tourbe, de composte et de dolomite,

- une laine artificielle destinée à absorber l'eau et nourrir les plantes,

- une couche de drainage,

- une membrane résistante aux racines pour protéger le toit proprement dit.

Parmi les autres innovations du site, Ford a mis en place un recyclage des composés organiques volatiles (COV) présents dans les émanations de peinture. Ces composés sont habituellement capturés et brûlés permettant une réduction de 95 % des émissions, mais ce procédé d'élimination est coûteux en gaz naturel et conduit à émettre du CO₂. Un prototype a été mis en place au début 2003 permettant de concentrer ces gaz, puis de les réformer en un gaz riche en hydrogène. Enfin, ce gaz est filtré et utilisé pour faire fonctionner une pile à combustible afin de produire de l'électricité et de l'eau chaude. Ce système pilote permet d'éliminer 99 % des émissions tout en produisant de l'énergie.

Ce projet est aujourd'hui expérimental mais l'objectif de Ford est d'aboutir à une réduction de 20 % des coûts par rapport au système conventionnel, soit 100 000 $ d'économie d'énergie, mais également 1.600 teCO₂/an. Si ce système était étendu à toutes les usines Ford, l'économie serait de 10 MkW/h.

· L'usine Toyota de Valenciennes

L'usine Toyota de Valenciennes a été conçue selon le concept « green clean & lean factory 21 », c'est-à-dire une usine du 21^e siècle, respectueuse de l'environnement, propre et performante.

Ce concept comprend plusieurs facettes :

- l'intégration dans le paysage : plantations, compacité des installations et faible hauteur, préservation des espaces naturels environnants ;

- l'utilisation des nouvelles technologies de traitement des rejets : incinérateur, station d'épuration, osmoseur ;

- l'optimisation de la consommation d'énergie.

Ces options générales sont traduites en objectifs internes de réduction de la consommation d'énergie, des déchets, de la consommation d'eau et de rejets de COV.

L'ensemble du management environnemental de l'usine fait l'objet d'une certification ISO 14001 obtenue en mars 2002.

· L'usine « George Besse » de Douai

Le site Renault de Douai est certifié ISO 14001 depuis 1999. Cette certification engage le constructeur à un audit de certification chaque année et à une amélioration continue des processus. Elle engage également l'industriel à un tenir un tableau de bord de ses consommations et de ses rejets. Pour l'usine « George Besse », les résultats sont les suivants (Source, Alice de Brauer, Renault, septembre 2005) :

- Consommation d'eau en milliers de m3 :

La consommation en eau ramenée au véhicule produit est passée de 4,2 m³/véhicule en 1996 à 2,9 m³/véhicule en 2004. Le volume d'eau prélevé est sensiblement identique à celui de 2003, avec une production de 23 % supérieure. La quantité d'eau potable consommée a diminué de 5.000 m³ en 2004.

- Rejets liquides (métaux toxiques en kg/jour - noir -, matières en suspension en kg/j - vert -, matières oxydables en kg/j - rouge-) :

L'augmentation des émissions dans l'eau de l'année 2004 est due au démarrage d'un bioréacteur à membranes pour l'épuration de l'eau.

- Les émissions de SO₂ (en t - rouge -) et les émissions de GES (teCO₂ - bleu-) :

- Les rejets de COV (en kg/véhicule) :

Les rejets de COV par véhicule ont été réduits par le biais d'efforts réalisés à chacune des étapes du processus d'application des peintures sur les carrosseries et par la mise en place des peintures hydrodiluables. Par ailleurs, des incinérateurs à récupération d'énergie ont été mis en place pour les COV issus des mastics et de la cataphorèse.

La diminution des COV entre 2002 et 2004 est due à l'amélioration des rafales de teintes et à l'optimisation de la récupération des purges des machines à peindre. Ils sont passés de 3,09 kg/véhicule en 2002 à 2.91 kg/véhicule en 2004.

- Les déchets (DIB17 en rouge, DID18 en vert en tonnes) :

Entre 1998 et 2004, l'usine a réduit de 36 % la quantité de DIB au véhicule.

- La consommation d'énergie :

La consommation de gaz et d'électricité par rapport à 2003 est sensiblement identique malgré l'augmentation de la production.

Même si l'analyse du cycle de vie montre que la fin de vie des véhicules ne représente qu'une petite part de l'énergie consommée et des émissions tout au long de la vie, vos rapporteurs ont été très attentifs à ce thème puisque le non-recyclage constitue encore une pollution environnementale et visuelle quotidienne pour bon nombre de nos compatriotes.

Les objectifs en la matière ont été fixés au niveau européen et doivent aboutir à la constitution d'une filière rentable économiquement.

LES OBJECTIFS EUROPÉENS

· La réglementation

Les objectifs de récupération et de traitement des véhicules hors d'usage (VHU) sont fixés par la directive européenne 2000/53/CE.

Elle fixe un taux de réutilisation et de recyclage de 85 % du poids du véhicule en 2006, dont 5 % en valorisation énergétique, et de 95 % en 2015, dont 10 % en valorisation énergétique.

Par réutilisation, la directive entend les pièces qui pourront être démontées, rénovées et remises sur le marché pour leur usage initial.

Le recyclage correspond au traitement des déchets en vue de leur réutilisation comme matière première soit pour l'utilisation première, soit pour une autre, mais à l'exclusion de la valorisation énergétique.

La valorisation énergétique est l'utilisation des déchets combustibles pour produire de l'énergie et/ou de la chaleur.

Ces trois éléments forment les déchets « valorisés », le reliquat est mis en décharge.

La directive fait application du principe du pollueur payeur. Ainsi, le constructeur ou l'importateur doit assurer la reprise sans frais du véhicule et assurer une accessibilité géographique aux centres de collecte pour les voitures neuves à partir du 1^er juillet 2002 et pour toutes les voitures à partir du 1^er janvier 2007.

En France, il y a aujourd'hui 400 démolisseurs agréés et 45 sites de broyage.

Certains pays (Danemark, Pays-Bas, Norvège) ont créé des organismes publics ayant la mission d'agréer les acteurs de la filière et de contrôler l'application des mesures. D'autres pays comme l'Allemagne, l'Italie et le Royaume-Uni ont choisi de laisser les constructeurs s'organiser pour atteindre les objectifs. Les PECO paraissent en retard dans l'application de ces réglementations.

Ces différences de réglementation et d'organisation ne sont pas forcément de l'intérêt des constructeurs et des consommateurs et entraîneront probablement des surcoûts. L'organisation des filières au niveau national apparaîtra sans doute comme non optimale alors que les constructeurs et le marché sont de dimension européenne. Vos rapporteurs estiment que la Commission aura probablement à se saisir à nouveau de ce dossier pour faire émerger une filière homogène en Europe.

En Europe de l'Ouest, ce sont environ 9 millions de VHU par an qui seront à traiter. On évalue les rejets illégaux à 7 % du total19.

A titre de comparaison, au Japon, le nombre de VHU est de 5 millions, dont 1 million est exporté. Le niveau de recyclage actuel se situe entre 75 et 80 %. Les constructeurs automobiles ont pour objectif de porter ce taux à 95 % en 2015. Ils y sont obligés par la loi votée en juillet 2002 visant à limiter les conséquences écologiques des déchets illégaux.

En revanche, la réglementation américaine semble moins avancée. Le gouvernement fédéral n'est pas impliqué dans de tels dispositifs, ces aspects de la protection de l'environnement relèvent des États fédérés. Cependant les taux de recyclage y sont assez conformes à ce qui se pratique en Europe et au Japon. 94 % des véhicules en fin de vie, soit 15 millions, sont traités. Ils sont recyclés à hauteur de 75 % en moyenne. Les constructeurs, l'administration fédérale et les professionnels du plastique se sont associés au sein d'un programme de recherche, le CRADA (Cooperative Research And Development Agreement), sur les années 2004-2009, pour rester au niveau des constructeurs européens et japonais en la matière.

Le Renault Modus est l'un des récents exemples de modèles recyclables à 95 % de leur poids, dont 10 % en valorisation énergétique (objectif 2015). Elle contient notamment 18 kg de plastiques recyclés, soit 20 % du total.

LA MISE EN PLACE D'UNE FILIÈRE ÉCONOMIQUEMENT ET TECHNIQUEMENT VIABLE

· La filière du recyclage

En Europe, les constructeurs ont soit directement à leur charge les frais du recyclage, soit celui-ci est financé à l'achat par les consommateurs par une taxe spécifique (cas des systèmes mutualisés et gérés par un organisme public). La difficulté est de parvenir à l'équilibre financier. Selon les informations recueillies par vos rapporteurs, aux Pays-Bas la taxe à l'achat est de 45 € mais le recyclage y coûterait plus de 125 € par véhicule.

Les constructeurs sont dans tous les cas les acteurs essentiels de ces filières et les consommateurs en resteront inévitablement les financeurs.

Le schéma ci-dessus illustre le rôle de Renault dans la chaîne du recyclage.

· L'exemple du recyclage des pneumatiques

En France, les fabricants de pneumatiques (Bridgestone, Continental, Dunlop, Goodyear, Kléber, Michelin et Pirelli) se sont associés au sein de la société Aliapur, la réglementation française leur imposant de prendre en charge le recyclage de leur production. Ce décret du 29 décembre 2002 impose aux producteurs et importateurs de recycler chaque année le tonnage vendu l'année précédente. Jusqu'à présent, 1/3 était stocké en décharge ou rejeté dans la nature. Il y aurait 5 000 sites orphelins et 1 million de tonnes abandonnées.

Aliapur collecte, regroupe, trie et valorise les pneus usagés. Le coût du recyclage est d'environ 2 à 3 € par pneu payés par le consommateur lors de l'achat pour un véhicule particulier. Broyés, les pneus sont réutilisés pour les sols des terrains de sport et des aires de jeu pour enfants, pour les pièces de caoutchouc destinées à l'industrie, les revêtements des routes afin de réduire le bruit et l'aquaplaning, les murs antibruit, les bétons spéciaux, des pneus plus petits (bacs poubelle, brouettes). Entiers ou découpés en bande, ils servent pour protéger des murs ou des quais, réaliser les tapis antivibratoires des tramways et métros et, enfin, de combustibles dans les cimenteries et les centrales thermiques.

Après sa première année d'existence, la société Aliapur était parvenue à récupérer 96 % de sa production de 2003. Par ailleurs, elle a entrepris d'inventorier les sites orphelins (114 identifiés, 260.000 t) et s'est donné pour objectif d'en traiter 30.000 par an en plus des 220.000 t liées à ses obligations réglementaires.

En 2004, la valorisation énergétique a été le principal débouché, soit 33 %, les granulats 30 %, le rechapage 19 %, le réemploi 8 %, les travaux publics 7 % et les aciéries 3 %.

L'initiative des principaux producteurs ne fait toutefois pas l'unanimité. Un groupement d'intérêt économique, baptisé « France recyclage pneu », réunit des acteurs plus petits et a pour client l'association des importateurs de pneumatiques. Les volumes collectés en 2004 sont beaucoup plus faibles, de l'ordre de 13.000 t. Il est toutefois intéressant d'observer que la valorisation n'est pas la même : 70 % dans les travaux publics, 14 % en valorisation énergétique, 11 % en granulat, 3 % en rechapage et réemploi.

Les deux réseaux ont été financièrement équilibrés en 2004.

Cette première année d'exercice apparaît donc comme un succès. Il doit être pérennisé pour permettre dans un délai raisonnable la résorption des stocks sauvages dont les fabricants de pneumatiques ne peuvent s'exonérer.

La pollution locale due à l'automobile est un sujet extrêmement sensible puisque les experts n'en ont pas la même vision que les Français. Ainsi, dans le sondage Sofres « Automobile et société » de 2000, 60 % des personnes interrogées jugent inacceptable le niveau de la pollution automobile. C'est leur première préoccupation. La qualité de l'air est pourtant, selon les études, meilleure aujourd'hui que par le passé.

C'est en ville que la voiture est la plus contestée. Ainsi pouvait-on lire, sous la plume de Pierre Bonnaure et Véronique Lamblin : « La plupart des déplacements se font avec une seule personne à bord, alors que les véhicules sont le plus souvent dimensionnés pour quatre à sept places. Plus de 50 % des trajets se font sur une distance de moins de trois kilomètres, qui ne permet ni au moteur ni au catalyseur d'atteindre une température normale de fonctionnement [...] La vitesse moyenne en agglomération étant de l'ordre de 13 km/h, le moteur fonctionne cinq à six fois plus longtemps que sur route pour parcourir la même distance, et il tourne à des régimes situés la plupart du temps hors de la plage optimale »20.

Cette appréciation, communément partagée, montre combien l'utilisation de la voiture en ville et la pollution qu'elle engendre est un problème à la fois sociétal et technologique.

Du fait de leur saisine, vos rapporteurs se sont intéressés aux aspects technologiques à partir d'un diagnostic sur la réalité de la pollution et son évolution et sur son impact sur la santé. Ils ont ensuite cherché à mesurer les progrès qui devaient être attendus de la réglementation européenne et des recherches menées sur les moteurs, et du développement de certaines filières alternatives de carburant comme le GNV et le GPL.

A travers l'exemple de l'Ile-de-France, la région la plus densément peuplée et la plus soumise à la pollution des transports, vos rapporteurs ont cherché à dresser un constat, à mesurer les évolutions et plus particulièrement l'impact de l'automobile.

1. LE CONSTAT DRESSÉ PAR AIRPARIF EN ILE-DE-FRANCE

· La qualité globale de l'air en région parisienne

La mesure de la pollution en Île-de-France a été confiée à Airparif. Elle est synthétisée par l'indice journalier Atmo. Il est calculé à partir de la concentration dans l'air de quatre polluants mesurés en continu : dioxyde d'azote, dioxyde de soufre, les particules (PM 10 - depuis 1997) et l'ozone. Chaque polluant est classé sur une échelle de 1 à 10. C'est le plus élevé de ces quatre sous-indices qui est, pour la région considérée, l'indice Atmo de la journée.

Ce travail de mesure permet d'aller au-delà de la simple mesure visuelle et instinctive de la pollution, comme le montre l'exemple de la photo de Montmartre vu depuis le toit d'Airparif, c'est-à-dire à 5 km.

14 juin 2004 à 10 h, indice Atmo « BON 3 », PM10 : 20 µg/m3 :

9 juin 2004, 10 h, indice Atmo « Mauvais 7 », PM10 : 80 µg/m3 :

Ces deux photos permettent déjà d'identifier l'un des problèmes de l'agglomération parisienne : les particules fines en suspension.

Cependant, depuis 1998, le nombre de jours pendant lesquels l'indice Atmo est mauvais est très peu important. On peut affirmer que l'air de la région parisienne est de bonne qualité.

Outre les particules, les pics de pollution en Île-de-France sont de deux types de pics principaux qui peuvent se cumuler comme dans l'exemple ci-dessous : l'oxyde d'azote et l'ozone photochimique.

Les pics de pollution à l'oxyde d'azote interviennent le plus fréquemment l'hiver en zone urbaine, ci-dessous la carte du 17 septembre 2003.

En revanche, les pics de pollution à l'ozone apparaissent en été et essentiellement en zone rurale :

Les mesures précédentes doivent être affinées pour connaître la part du transport routier et plus particulièrement des voitures dans l'ensemble de ces émissions.

· Les émissions des différents véhicules en Île-de-France

Airparif mesure les émissions des différents véhicules : véhicules personnels (VP), utilitaires légers (VUL), poids lourds (PL) et deux roues (2R) dans les conditions réelles de circulation en Île-de-France.

Ces mesures permettent d'effectuer des comparaisons entre les différents moyens de transport. Les émissions sont le plus souvent corrélées au poids du véhicule. Cependant, on peut relever que sur certains types de polluants, les deux roues sont extrêmement peu performants. Ainsi, en matière de composés organiques volatiles (COV) et de monoxyde de carbone (CO), un deux roues émet trois plus qu'une voiture.

· La contribution du transport routier aux émissions de particules fines (PM 10)

En matière d'émissions de particules fines, de taille égale ou inférieure à 10 micromètres, l'opinion commune estime que le transport routier, et tout particulièrement les véhicules diesel, en sont les principaux responsables. Telle n'est pas la réalité : en 2000, le transport routier n'a représenté que 31 % des émissions et les véhicules personnels diesel 12 %.

· La contribution du transport routier aux émissions d'oxydes d'azote

En matière d'oxyde d'azote, la part du transport routier est plus importante : 51 %, dont 23 % pour les véhicules personnels.

· La diminution constatée des émissions de CO

Sur deux points représentatifs de la circulation automobile il est possible de faire apparaître la réduction très significative des émissions de monoxyde de carbone essentiellement dues au transport routier : une division par quatre depuis 1991.

· La diminution constatée des émissions de benzène

De la même façon, le niveau moyen annuel des émissions de benzène mesuré dans un échantillon de stations par Airparif montre une division par quatre depuis le milieu des années 1990.

2. L'ÉVOLUTION PRÉVISIBLE DE LA POLLUTION URBAINE DUE AU TRANSPORT ROUTIER

Malgré ces évolutions constatées très favorables et qui vont se poursuivre, Airparif reste préoccupé par l'évolution à venir de trois polluants : les oxydes d'azote, l'ozone et les particules fines.

· De fortes diminutions d'émission à l'horizon 2010

Cette tendance favorable va se poursuivre ; d'ici à 2010, les réductions d'émission vont être très significatives dans tous les domaines :

_ NOx, - 50 %, une division par trois pour les véhicules particuliers.

_ CO, - 60 % et pour les véhicules particuliers une division par trois.

_ COV, - 70 % et pour les véhicules une division par 10.

_ SO₂, - 80 % et une division par 5 pour les véhicules particuliers.

_ PM 10, - 50 % et une division par 3 pour les véhicules légers.

Seules les émissions de CO₂ sont prévues en augmentation de 10 % par Airparif.

· Évolution prévisible des émissions d'oxydes d'azote

Depuis 1997, la diminution des émissions a été importante puisque, auprès de la circulation, la baisse est de 27 % et, en termes de mesures de fond, de 42 %. En revanche, comme le montrent les deux graphiques ci-dessous, en matière de NO₂ les émissions de la circulation n'ont pas diminué et restent supérieures aux objectifs de qualité de l'air (à gauche, mesure de proximité faite auprès du trafic). En mesure de fond, les résultats sont plus satisfaisants avec une baisse de 22 % (à droite).

D'ici à 2010, les émissions de NOx baisseront fortement, en raison, à plus de 82 %, des progrès du secteur du transport routier.

Cette évolution bénéfice permettra une baisse de 20 à 30 % au plus près du trafic routier mais sera insuffisante pour atteindre à sa proximité les objectifs de qualité de l'air fixés par l'Union européenne à 40 µg/m³.

· Évolution des émissions de COV

L'analyse plus fine de la baisse des émissions de COV montre qu'elle sera due à 54 % au transport routier.

· Évolution de la pollution à l'ozone (O₃)

Contrairement aux oxydes d'azote, Airparif relève une augmentation de la pollution à l'ozone en ville comme dans les zones rurales, jusqu'à un doublement en 10 ans.

L'ozone est un polluant complexe qui résulte de plusieurs d'entre eux (NOx et COV), sous l'action du soleil et de hautes pressions atmosphériques. En outre, ce polluant est partiellement détruit en ville et transporté par les vents, puis stationne dans les zones rurales périurbaines. La France est très soumise à des importations d'ozone venant de la région de Londres ou du bassin rhénan, jusqu'à 60 %.

Ainsi, ce sont des efforts au niveau européen qui permettront de faire reculer la pollution à l'ozone, notamment dans d'autres secteurs que le transport routier.

· L'évolution prévisible des émissions de particules fines

Comme tous les autres polluants, les PM10 vont diminuer significativement mais, comme pour les NOx, des problèmes devraient subsister le long des axes de transport.

Ainsi, pour vos rapporteurs, l'analyse des données sur la région parisienne, région la plus exposée aux pollutions liées au transport, fait ressortir les faits suivants :

- la qualité de l'air y est bonne plus de 80 % du temps,

- la pollution atmosphérique liée au transport est en réduction spectaculaire dans tous les domaines depuis 10 ans et cette réduction s'amplifiera d'ici à 2010,

- le transport, et tout particulièrement les véhicules particuliers sont de plus en plus marginaux dans la pollution globale,

- à proximité des axes de trafic des problèmes subsisteront puisque, en matière de NOx comme en matière de particules, les niveaux seront supérieurs aux objectifs de qualité. En revanche, les objectifs devraient être atteints au niveau régional.

Cette analyse démontre l'urgence de la mise au point et de la commercialisation de systèmes de dépollution éliminant ces deux polluants.

La pollution urbaine a des impacts sur la santé publique qu'il convient de mesurer par des recherches de long terme.

1. LES POLLUANTS AUTOMOBILES ET LEUR IMPACT SUR LA SANTÉ

Il est tout d'abord nécessaire de lister les polluants et leur impact sur la santé.

Globalement, depuis la loi sur l'air, des progrès très importants ont été accomplis dans la connaissance de la qualité de l'air en milieu urbain car elle a imposé un contrôle dans toutes les agglomérations de plus de 100.000 habitants, alors que la directive cadre européenne du 27 septembre 1997 ne l'impose que pour les agglomérations de plus de 250 000 habitants.

Un programme de recherche, Primequal (programme de recherche pour une meilleure qualité de l'air au niveau local - ministères de la recherche, de la santé, de l'environnement, de l'équipement, l'ADEME, le CNRS et l'INSERM) a permis de préciser les prédictions de pics de pollution afin de permettre le respect des normes de qualité de l'air. Il a aussi permis de fixer des seuils d'alerte et des valeurs limites. Sur l'Île-de-France, trois seuils horaires ont été définis en matière de SO₂, NO₂ et O₃. Ce système, tourné vers la prévention du pic de pollution, fait l'objet de contestations par ceux qui considèrent que les niveaux moyens sont plus importants que quelques pics ponctuels.

Selon l'étude de l'Institut français de l'environnement (IFEN) d'août 2004, la manière de mesurer les polluants est imparfaite. Il s'agit dans bien des cas d'indicateurs partiels de la pollution et non d'une mesure complète en fonction des techniques disponibles.

· Les particules

Pour mesurer les particules en suspension, trois types de mesures sont effectuées en fonction du diamètre aérodynamique : taille inférieure à 13, 10 ou 2,5 microns.

Aujourd'hui, les normes européennes ne portent pas sur les PM 2,5 mais sur les PM 10. Ce point est contesté, certains experts souhaitant la mesure de particules plus petites. De plus les mesures sont faites en mesurant la masse des particules et non le nombre des particules les plus fines qui sont les plus dangereuses pour les systèmes respiratoires car elles s'infiltrent profondément.

· Le NO₂ et le NO

Parmi les oxydes d'azote résultant de la combinaison à haute température de l'azote et de l'oxygène de l'air admis, le NO₂ a été retenu dans les mesures pour sa plus grande stabilité.

Le NO se transforme assez rapidement en NO₂ par réaction photochimique.

Les deux oxydes ont cependant un effet distinct. Le NO s'attache à l'hémoglobine, alors que le NO₂ fragiliserait la muqueuse pulmonaire et la rendrait plus fragile aux agressions.

· L'ozone, un indicateur de pollution photochimique

L'O₃ n'est pas émis par les voitures mais il résulte à basse altitude de la transformation de polluants primaires par l'action de la chaleur et de la lumière.

Les concentrations d'ozone ne sont cependant pas les plus importantes en ville puisque les NOx détruisent l'ozone en ville, qui en revanche se concentre dans les forêts périurbaines.

· Le CO

Le monoxyde de carbone est issu de la combustion trop rapide et incomplète des carburants. Sa présence est de plus en plus faible en dehors des embouteillages et des tunnels. Il se diffuse à travers la paroi alvéolaire, se dissout dans le sang et se fixe sur l'hémoglobine en compétition avec l'oxygène. 200 personnes par an environ meurent encore d'intoxication au CO en France mais majoritairement en raison de sources domestiques.

2. UNE CONNAISSANCE CLINIQUE ET ÉPIDÉMIOLOGIQUE À AMÉLIORER

Outre les débats sur la qualité des mesures pour appréhender le risque sur la santé, la quantification physique des dommages sanitaires de la pollution de l'air fait l'objet de controverses scientifiques.

En France, les premières estimations ont reposé sur l'étude francilienne ERPURS (évaluation des risques de la pollution urbaine pour la santé) entre 1987 et 2000. Une seconde étude portant sur 9 villes (PSAS 9 - Programme national de surveillance des effets sur la santé de la pollution de l'air) a été coordonnée par l'Institut de veille sanitaire.

A l'étranger, plusieurs importantes études ont eu lieu : aux Etats-Unis, une étude sur 6 villes et une sur le cancer par l'American Cancer Society (ACS), et l'étude dite tripartite de l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Cette dernière étude, publiée en 1999, a appliqué à la France les résultats obtenus aux États-Unis. Cette méthode d'extrapolation à partir des études américaines est malheureusement fréquente et peut affaiblir significativement les résultats.

Dans le cas de l'étude ERPURS, ce sont des données européennes d'évaluation des risques qui ont été utilisées. L'étude a eu pour objectif de mesurer à court terme les effets des pics de pollution sur les indicateurs de santé : mortalité, hospitalisation, urgence pédiatrique, visites à domicile. Les principaux polluants ont été retenus. Le niveau de pollution retenu a été celui sous lequel se trouvent 5 % des jours les moins pollués de l'année, ce qui est très faible. L'impact a été recherché sur les trois jours suivant l'épisode de forte pollution. Les relations les plus importantes apparaissent avec les particules et le NO₂. En matière d'hospitalisation pour maladies respiratoires, dont l'asthme, les effets sont les plus marqués chez les enfants de moins de 15 ans : + 8 % pour des hospitalisations dues à l'asthme en rapport avec le NO₂, et + 5 % pour des hospitalisations à cause de maladies respiratoires en lien avec les particules fines.

L'étude PSAS 9 menée sur la période allant de 1990 à 1997 a permis d'examiner une population de 11 millions de personnes (Bordeaux, Le Havre, Lille, Lyon, Marseille, Rouen, Strasbourg, Toulouse et Paris). Elle a abouti à un calcul annuel de la mortalité statistique anticipée évaluée à 2 800 décès en raison notamment de l'exposition à la pollution de fond plus qu'aux pics.

Ce type de résultat fait l'objet de controverses puisqu'il est difficile de faire la distinction avec les populations à risque et qu'il est également difficile de mesurer l'anticipation du décès. Ces études ne permettent pas non plus de distinction entre air intérieur et extérieur et bien entendu entre les sources extérieures de pollution.

C'est pourquoi, à des études sur les effets de court terme, certains ont pu préférer des études de long terme permettant mieux de mesurer le poids de l'exposition à une pollution de fond.

Parmi celles-ci, l'étude américaine sur six villes a suivi 8.000 adultes sélectionnés pendant 14 et 16 ans et l'ACS a suivi 500.000 personnes sur 7 ans. Ces deux études ont confirmé un lien entre l'augmentation de la mortalité et l'augmentation de la concentration de particules fines. Cependant, des contre-études menées sur les données recueillies ont conduit à affaiblir les liens démontrés en mettant en avant des facteurs d'incertitude.

L'étude de l'OMS évoquée plus haut et publiée dans The Lancet en septembre 2000 aboutissait pour la France à évaluer à 17.600 les décès anticipés causés en 1996 par les particules fines émises par l'automobile. Cette étude, citée par l'ancien ministre de l'écologie, M. Serge Lepeltier, dans son rapport « Nuisances environnementales de l'automobile : quels vrais enjeux ? »21, est également très contestée. Le ministre indiquait à ce propos : « Ces résultats doivent être considérés avec prudence, dans la mesure où ils proviennent d'un modèle assez grossier et non d'une étude épidiémiologique ». Les chiffres de l'OMS pourraient être 10 fois supérieurs à la réalité.

- L'Agence française de sécurité sanitaire et environnementale (AFSSE) a publié, en 2004, une étude sur l'exposition chronique aux particules fines et mortalité par cancer du poumon et par maladies cardio-respiratoires. Elle avait pour but d'estimer l'impact de la qualité de l'air sur le risque de décéder, dans la situation actuelle et dans plusieurs scénarios d'évolution de la pollution atmosphérique urbaine. Les particules fines sont considérées comme l'indicateur de qualité de l'air et de risque de référence.

Cette étude s'est intéressée à 76 villes et 16 millions de personnes de plus de 30 ans. Elle a cherché à évaluer leur exposition et à leur appliquer les facteurs de risque établis par les études antérieures.

Il en résulte que sur les personnes âgées de 60 à 69 ans, 11 % des cancers du poumon seraient liés à la pollution. Sur l'ensemble de la population considérée, 6 % des cancers seraient liés à la pollution.

Ainsi malgré, la très grande difficulté des études menées sur la pollution, il est possible de constater que :

- Les liens entre pollution urbaine (NO₂, particules notamment) et atteintes de la santé à court terme (maladies respiratoires), mais également à long terme (cancer du poumon, maladies cardio-vasculaires), sont de plus en plus clairement établis.

- Les différentes études indiquent que ce sont les expositions chroniques, correspondant à des niveaux modérés de pollution, qui sont responsables de l'essentiel de l'impact sanitaire.

La poursuite des politiques destinées à maîtriser la pollution atmosphérique urbaine, et particulièrement celle des transports routiers, est nécessaire ainsi que la poursuite des recherches épidémiologiques.

La réduction de la pollution de l'air est un objectif affiché au niveau européen depuis plus de 15 ans. Plusieurs générations de directives se sont succédé en coordination avec les États, les constructeurs automobiles et les pétroliers afin d'aiguillonner les progrès technologiques possibles.

1. DES NORMES EUROPÉENNES TOUJOURS PLUS STRICTES

· L'évolution des normes d'émissions jusqu'à euro IV

L'Union européenne a adopté des normes successives de plus en plus sévères visant à réduire les émissions par kilomètre parcouru, dit « end of pipe », plutôt que d'orienter l'effort vers la réduction du nombre de kilomètres parcourus. Les objectifs de propreté et de sobriété sont pour l'instant dissociés pour lutter contre la pollution. Cette situation pourrait évoluer.

A titre de comparaison, il est intéressant de prendre conscience du retard accumulé sur la réglementation des émissions des deux roues.

Au début des années 1980, un véhicule pouvait produire jusqu'à 50 g/km de CO (essence) ou 0,8 g/km de particules (diesel).

Les normes européennes en matière de pollution locale ont permis des progrès spectaculaires depuis leur adoption en 1970 puis leur renforcement progressif. Elles sont aujourd'hui définies par la directive 70/220/EEC modifiée, les normes Euro IV ayant été fixées par la directives 98/69/EC.

· La préparation des normes Euro V

Depuis le début 2004, la Commission européenne a entrepris la préparation de la norme devant succéder à Euro IV en envoyant un questionnaire et en diffusant ses analyses et les différents scénarios possibles de renforcement des normes et leur balance coût avantage.

La Commission a par ailleurs utilisé le programme d'étude et de recherche « CAFE » (Clean air for Europe), lancé en mars 2001, pour dégager les éléments permettant de fonder un renforcement des normes d'émissions de polluants des différents modes de transport, dont l'automobile.

Les études de la Commission l'ont conduite à estimer que d'ici à 2008 les évolutions industrielles et technologiques permettraient une réduction très importante des émissions de particules de moteurs diesel par la généralisation des filtres (FAP). En revanche, elle a estimé que la technologie de post-traitement, dite « pièges à NOx », des oxydes d'azote n'était pas suffisamment aboutie ou fiable pour permettre une réduction aussi spectaculaire que sur les particules. En la matière, comme pour les moteurs à essence, la Commission a retenu des réductions significatives de l'ordre 20 à 25 % des principaux polluants.

Cette première consultation a permis à la Commission de publier en janvier 2005 un document de travail donnant de premières indications sur les normes futures et surtout encadrant la possibilité, pour les États membres qui le souhaitent, de mettre en place des incitations fiscales pour les véhicules moins polluants que la norme Euro IV entrée en vigueur au 1^er janvier 2005. Il s'agissait d'encadrer les avantages fiscaux accordés à l'équipement des voitures diesel en filtres à particules pour atteindre une émission de 5 mg/km.

Pour être valides, ces avantages doivent respecter cinq conditions :

_ être notifiés préalablement à la Commission ;

_ permettre d'anticiper les normes futures plus restrictives ;

_ n'introduire aucune discrimination sur le marché ;

_ prendre fin dès l'application des nouvelles normes ;

_ être inférieurs au coût - installation comprise - des nouveaux dispositifs.

En juillet 2005, la Commission a confirmé ses intentions en publiant un projet de proposition de directive qui a été soumis pour consultation aux industriels du secteur.

Ces propositions, qui seraient applicables à partir de 2010 pour la norme future Euro V, présentent plusieurs aspects particulièrement importants.

Tout d'abord, la future directive permettra une importante simplification du droit européen puisqu'elle remplacera et annulera la directive de 1970 et tous ses amendements successifs.

Pour les moteurs diesel, la Commission insiste sur deux domaines principaux : les particules et les oxydes d'azote.

La norme Euro V devrait imposer une réduction de 80 % de la masse maximale de particules émises par les moteurs diesel, faisant passer la limite de 25 à 5 mg/km. Cette nouvelle norme conduira à la généralisation rapide des filtres à particules « fermés » - technologie PSA -, c'est-à-dire permettant de réduire les émissions de toutes les tailles de particules. Cette norme étant la limite maximale autorisée, cela correspond, selon la Commission, à un objectif inférieur de 50 % pour les ingénieurs, soit 2,5 mg/km.

La Commission indique également qu'elle souhaite dès que possible introduire une norme supplémentaire portant non plus seulement sur la masse des particules émises mais aussi sur leur nombre et leur taille. Les recherches montrent en effet la dangerosité des particules fines sur la santé et la nécessité de ne pas permettre la mise sur le marché de technologies de filtres dits « ouverts » qui permettraient d'atteindre les normes européennes en termes de masse de particules émises, mais pas en termes qualitatifs (nombre et taille). La Commission conduit un programme de recherche spécifique, le Particulate Measurement Programme (PMP), dont les résultats ne sont pas encore suffisamment consolidés pour permettre l'adoption d'une nouvelle réglementation.

La seconde grande question en matière d'émissions polluantes des véhicules diesel concerne les rejets d'oxyde d'azote. La Commission propose une réduction de 20 % des émissions, portant la limite à 200 mg/km au lieu de 250. Cette évolution devrait pouvoir être atteinte par des évolutions internes des moteurs.

La norme Euro V devrait également conduire à la réduction des émissions des véhicules essence. La Commission propose une réduction de 25 % des émissions d'oxydes d'azote portant la limite à 60 mg/km au lieu de 80 et de 25 % celle des hydrocarbures (HC) en fixant la norme à 75 mg/km au lieu de 100.

La Commission propose également d'introduire une norme limite de particules émises par les véhicules essences à injection directe opérant avec un mélange pauvre, mais ne touchant pas les véhicules à combustion stœchiométrique.

Les constructeurs devront également garantir le bon fonctionnement des dispositifs antipollution sur une durée deux fois plus longue, soit 160.000 km au lieu de 80.000.

Enfin, la Commission prend pleinement en compte l'évolution du marché automobile européen et l'attraction croissante des SUV (sport utility vehicle) et 4 X 4 en proposant la suppression de l'exception touchant les véhicules particuliers de plus de 2,5 t qui peuvent jusqu'à présent ne pas respecter les normes antipollution des VL mais celles des véhicules utilitaires. Ce ne devrait plus être le cas à partir de 2008, la limite étant placée à 2,84 t.

Vos rapporteurs, qui ont pu rencontrer à Bruxelles plusieurs responsables de la Commission travaillant sur ce dossier, approuvent cette proposition de directive.

La généralisation des filtres à particules fermés filtrant tout le spectre des particules est indispensable pour atteindre les objectifs attendus en matière de réduction de la pollution locale et pour ne pas introduire de confusion auprès du public sur l'efficacité de ce dispositif de post-traitement. A cet égard, ils sont préoccupés par les projets allemands d'équipement de véhicules après commercialisation par des filtres à particules. En effet, de telles modifications ne peuvent être réalisées de manière écologiquement satisfaisante et ne permettent pas d'atteindre les objectifs européens en la matière. Les filtres ainsi installés sont d'une technologie très différente des filtres fermés et ne permettent pas une réduction aussi importante des particules fines.

L'introduction d'une norme qualitative en matière de particules est également pleinement cohérente avec les impératifs de santé publique et la nécessité de confirmer le caractère propre des diesels modernes.

Par ailleurs, au regard des normes retenues à l'étranger, notamment aux États-Unis et au Japon, beaucoup plus strictes en matière d'émissions de NOx pour les véhicules diesel comme le montre le diagramme ci-dessus, vos rapporteurs estiment que la réglementation des émissions d'oxydes d'azote doit continuer à évoluer. Il leur paraîtrait souhaitable qu'une date de généralisation des dispositifs de dépollution soit adoptée en liant la norme Euro V avec une future norme Euro VI. Ainsi, apparaîtraient clairement les deux volets de la dépollution des moteurs diesel et leur quasi-alignement sur les normes applicables aux véhicules essence et ce conformément aux conclusions du Conseil des 18-19 décembre 2000.

2. L'ACHÈVEMENT DE LA DÉPOLLUTION DES ÉMISSIONS

Pour satisfaire les normes passées comme pour atteindre les normes futures, les constructeurs ont mis au point ou étudient trois systèmes principaux :

_ la catalyse trois voies,

_ le filtre à particules,

_ les pièges à NOx ou la catalyse quatre voies.

Les traitements post-combustion des gaz d'échappement sont sans doute les plus connus du grand public qui y est directement confronté lors de l'achat ou de l'entretien de son véhicule, et sur lequel une longue pédagogie a été entreprise par les pouvoirs publics ou les constructeurs depuis les pots catalytiques.

· La catalyse trois voies

La catalyse trois voies est en place sur les voitures neuves depuis le début des années 1990. Elle consiste à faire passer les gaz d'échappement par un filtre dans lequel une réaction de catalyse se produit au contact de métaux précieux et transforme ainsi les polluants, une partie des NOx, le CO et les hydrocarbures imbrûlés (HC) en N₂, H₂O et CO₂, selon le schéma ci-dessous :

Source : PSA

Le taux de conversion maximum est atteint si la richesse du mélange air-carburant est égale à 1. Elle demande donc un réglage optimum du moteur pour y parvenir et explique que dans certaines conditions de charge, la catalyse soit moins efficace.

Des recherches sont en cours pour améliorer encore le fonctionnement des catalyseurs qui peuvent mettre quelques minutes pour atteindre la température à partir de la quelle ils commencent à être efficaces et émettre à froid une grande quantité de polluants.

A titre d'exemple, lors du Challenge Bibendum de Shanghaï en octobre 2004, Volvo a présenté une S 60, aujourd'hui commercialisée en Californie, émettant moins de 500 g de polluant tous les 24.000 km. Cette performance est atteinte par une gestion très fine des soupapes d'admission, pour optimiser le mélange air-carburant, de la combustion - débutant par les parois -, et réintroduisant les gaz d'échappement résiduels dans la chambre pour brûler les HC.

· La généralisation progressive des filtres à particules

Selon l'ADEME aujourd'hui seuls 5 % des véhicules diesel commercialisés en sont dotés.

Leur généralisation ne se fera pas sans difficulté, comme l'ont d'ores et déjà montré les problèmes de ressources en matières premières - céramiques notamment - et en capacités industrielles, quelques équipementiers seulement étant à même de fournir le marché.

Leur mise au point et leur généralisation au niveau européen est le résultat des recherches menées par les constructeurs les plus avancés en matière de diesel, et notamment par le groupe PSA Peugeot-Citroën qui propose un FAP extrêmement performant.

Le filtre à particules mis au point par ce constructeur succède au catalyseur trois voies. Il ne s'agit pas seulement d'un filtre supplémentaire mais d'une gestion de l'ensemble du groupe motopropulseur permettant d'optimiser le fonctionnement du filtre - capture et nettoyage- en cohérence avec le régime moteur. En outre est ajouté un additif qui facilite la régénération du filtre à 450°C au lieu de 600.

Ce système, mis au point par PSA, est extrêmement efficace. Les études menées par l'ADEME en situation réelle le confirment.

L'ADEME a équipé après construction des bus, bennes à ordures ménagères et des poids lourds et comparé les performances entre véhicules équipés et non équipés. L'efficacité du système de filtration est apparue très clairement.

Sur les voitures particulières, le filtre à particules est intégré au groupe motopropulseur, il n'existe pas de version non équipée. La comparaison rigoureuse n'a pas été possible. Cependant la comparaison des niveaux réels avec les niveaux requis par les normes Euro III et Euro IV (2005) montre bien la grande efficacité du système sur tous les types de particules.

· Les pièges à NOx et la catalyse trois voies

Le filtrage généralisé des émissions de NOx est le second progrès indispensable des moteurs diesel. Ces pièges sont aujourd'hui expérimentaux. La Commission européenne semble avoir renoncé à en imposer la généralisation rapide, les constructeurs n'étant pas unanimes sur leurs performances et leur fiabilité.

Le fonctionnement de ces pièges repose sur un principe similaire à celui de la catalyse trois voies. Il s'agit de capturer des polluants grâce à l'action catalytique de métaux précieux (platine) puis de les fixer grâce à un autre composant, du baryum, et enfin de libérer un nouveau composé par l'action d'un troisième métal, le rhodium, lors des périodes de régénération du filtre.

Ces filtres ont des problèmes de fiabilité dans le temps et ne peuvent fonctionner tant que les carburants ne seront pas sans soufre, car le soufre conduit au colmatage du piège.

Certains constructeurs travaillent sur la catalyse dite « quatre voies », c'est-à-dire éliminant les quatre polluants que sont les NOx, les HC, le CO et les particules. Ces dispositifs permettent de filtrer les suies et de piéger les Nox sur le même support. Toyota commercialise un système de ce type appelé DPNR pour « Diesel particulate Nox Reduction System ». La principale difficulté est d'éviter que les sites actifs destinés à piégés les NOx ne soient occultés par les suies.

Ce système concerne, comme le FAP, l'ensemble du groupe motopropulseur. Il s'appuie sur une injection directe à rampe commune à 1.800 bars avec multi-injections, un système de contrôle de combustion à basse température avec recyclage des gaz d'échappement, un injecteur de port d'échappement et le système de filtre lui-même. Cet injecteur de port d'échappement est situé à la tête de cylindre. Il injecte du carburant pour réduire les oxydes d'azote dans le pot catalytique, oxyder les particules fines et contrôler la régénération du filtre par le soufre du carburant.

Le système DPNR fonctionne pour partie comme un piège à NOx et un FAP classique avec un mélange pauvre. Les NOx sont oxydés par le métal précieux et sont stockés sous forme de nitrates. L'oxygène libéré par les NOx lors de leur stockage sert à oxyder les particules.

En revanche, lorsque le mélange est rendu plus riche que la stoechiométrie par l'ajout de carburant via l'injecteur de port d'échappement, l'azote et une grande quantité d'oxygène sont libérés du matériau de stockage des NOx. Les NOx réagissent alors avec l'azote et une importante quantité d'hydrocarbures imbrûlés et de monoxyde carbone présents dans le gaz d'échappement, tandis que les particules sont oxydées par l'oxygène libéré par les NOx.

La difficulté est bien entendu de gérer le passage d'un mélange pauvre à un mélange riche. Elle doit notamment permettre d'éviter la formation de fumée.

L'injecteur de port d'échappement est aussi utilisé pour augmenter temporairement la température du catalyseur à plus de 600°C pour régénérer le filtre.

Les essais menés en Europe montrent qu'il est ainsi possible d'atteindre un niveau d'émission de particule inférieur à la future norme Euro V et un niveau d'émission de Nox de 150 mg/km par rapport à une future norme de 200 mg/km.

LA DÉSULFURATION DU CARBURANT

La présence de soufre dans le carburant conduit à émettre de l'oxyde de soufre (SO₂) et des sulfates (une partie des particules) qui ont l'inconvénient d'encrasser les pièges à Nox.

La réglementation nationale, puis européenne, imposent depuis de nombreuses années une réduction progressive de la teneur en soufre des carburants et plus particulièrement du gazole.

Le passage à 10 ppm (particules par million) de soufre dans tous les carburants au 1^er janvier 2009 est obligatoire. Les normes sont aujourd'hui de 50 ppm pour l'essence comme pour le gazole.

La désulfuration est opérée par hydrosulfuration du carburant, c'est-à-dire qu'ils sont transformés sous l'action d'hydrogène chaud (350°C) sous pression (50 à 100 bars) en hydrocarbures et en hydrogène sulfuré. Cette opération a l'inconvénient de faire baisser l'indice d'octane, ce qu'il faut ensuite compenser. Ce complément peut notamment être apporté par de l'ETBE fabriqué à partir d'éthanol.

DE NOUVEAUX MODES DE COMBUSTION

Le coût et la difficulté de mise au point des systèmes de post-traitement conduisent à envisager de nouveaux modes de combustion permettant de réduire en même temps dans le moteur les particules et les Nox.

Trois procédés seront ici évoqués : le NADI de l'IFP, le HCCI et le CAI. Les deux premiers ont trait au moteur diesel.

· Le procédé diesel NADI-IFP

Ce procédé, dit « Narrow angle direct injection », exploite un système de combustion constitué d'un injecteur dont l'angle du cône d'injection est très fermé (60° contre 150°) et une chambre de combustion adaptée. Il permet d'injecter le carburant très tôt dans le cylindre pour augmenter le temps consacré à l'homogénéisation du mélange air-carburant avant que l'auto-inflammation ne se produise (les moteurs diesel fonctionnent en effet par auto inflammation du mélange air-carburant). S'y ajoutent un taux de compression variable et un recyclage des gaz brûlés pour optimiser la combustion. Ce procédé permet de réduire les émissions de NOx dans un rapport de 20 à 100 et les émissions de particules dans un rapport de 5 à 10. Les inconvénients sont l'augmentation du bruit et des émissions de CO et de HC. Ils peuvent être éliminés par des injections multiples et un catalyseur d'oxydation.

· Le diesel HCCI

La combustion homogène HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) consiste à la fois à réduire la consommation et à réduire les polluants, notamment les NOx. Le défi consiste à contrôler le temps d'auto-allumage, la vitesse et la température pour optimiser le mélange et la combustion. Elle conduira à une évolution de la formulation des gazoles. Elle pourrait aboutir vers 2010.

Les photos ci-dessous représentant à gauche une combustion classique et à droite une combustion HCCI permettent d'illustrer le propos. La combustion classique est plus rapide et à plus forte température mais imparfaite, produisant des suies (flammes jaunes), tandis que la HCCI est mieux contrôlée, avec un mélange pauvre, à plus faible température et produit très peu de suies (flammes bleues).

Le potentiel de réduction des Nox est très important, de l'ordre de 100 à 1.

· La combustion essence CAI

La combustion de type CAI (Controlled Auto Ignition) a pour objectif d'allumer le mélange par auto-inflammation et non plus grâce à une bougie. Elle est provoquée par la rétention dans le cylindre de gaz chauds issus de la combustion lors du cycle précédent. Il permet de mieux maîtriser la combustion et de la rendre plus homogène (photos ci-dessous).

Ce mode de combustion pourrait être combiné selon les phases du moteur avec des combustions classiques.

L'une des solutions envisagées et partiellement mise en œuvre est le développement de filières alternatives ne pouvant pas en France apporter une solution globale « clés en main », mais pouvant contribuer à la diversification énergétique pour des usages particuliers en fonction des types de véhicules, de flotte ou de lieu d'utilisation.

Deux voies principales existent aujourd'hui : le gaz naturel véhicule (GNV), le gaz de pétrole liquéfié (GPL).

LE GAZ DE PÉTROLE LIQUÉFIÉ (GPL)

Le GPL souffre de plusieurs graves handicaps. Les quelques accidents (Vénissieux 1999) qui sont intervenus ont donné une très mauvaise réputation à ce carburant. Elle a entraîné le reflux des ventes de voitures neuves en bicarburation et simultanément celle du nombre des points de vente, et des difficultés d'approvisionnement.

La filière avait connu un fort essor à partir de 1995. Mais elle connaît un déclin depuis 2000. Entre 2000 et 2004, les volumes de GPL carburant sont passés de 250.000 tonnes à 150.000 tonnes, tandis que le nombre de clients a stagné, puis décru.

Néanmoins 180.000 véhicules roulent en France et bénéficient d'un réseau de 2.000 stations services, représentant un investissement de 200 millions d'euros.

Aujourd'hui, l'évolution de la législation a rendu le GPL aussi sûr que les autres combustibles. Les soupapes de sécurité sont obligatoires depuis le décret du 7 septembre 2000. S'y s'ajoutent d'autres dispositifs visant à éviter les situations dangereuses liées à une surpression.

Cependant peu de constructeurs ont une offre de voitures neuves équipées en GPL. Les marques qui ont fait les efforts les plus significatifs sont le français Renault (47 % du marché neuf en 2004) et le Coréen Daewoo (désormais Chevrolet - GM) qui offrent des gammes quasi complètes.

La voiture GPL a été considérée comme voiture propre dans la loi de 1996 en raison de ses performances, à l'époque très supérieures en termes de pollution locale. Cet avantage demeure aujourd'hui mais s'est estompé compte tenu des progrès de la dépollution des émissions, du manque d'investissement des constructeurs dans l'optimisation des motorisations et de l'absence de voitures mono-carburation.

Cette situation est traduite par le comparatif présenté par M. Alain Morcheoine (ADEME) lors de l'audition publique organisée par vos rapporteurs le 18 octobre 2005.

Ce comparatif a été contesté par la filière GPL qui estime qu'il minimise l'avantage de ce carburant. Vos rapporteurs ont eu connaissance d'études contradictoires.

Vos rapporteurs estiment que le débat sur le soutien à la filière GPL doit se poursuivre. En effet, la filière a fait depuis 10 ans l'objet d'investissements publics importants, de la part de l'État comme des pétroliers. Un réseau de distribution est en place, la technologie est immédiatement disponible. Les résultats sont décevants mais est-ce le moment d'arrêter ?

Les tensions sur les prix du pétrole et plus spécialement sur le gazole sont en faveur d'un soutien à la diversification énergétique d'autant que le GPL continue, sur des modèles adaptés, de donner un avantage en termes de pollution locale mais aussi d'effet de serre (environ 10 %).

Vos rapporteurs suggèrent une période d'observation supplémentaire de quatre ou cinq ans, à l'issue de laquelle les évolutions des technologies et des prix des carburants permettront éventuellement de constater que la filière est devenue mature, ayant réussi à séduire un public suffisant, ou que la faiblesse de ses avantages ne justifie plus un soutien public.

LE GAZ NATUREL VÉHICULE (GNV)

Source d'énergie fossile et produit pétrolier, le gaz naturel, en fait du méthane, peut être utilisé pour alimenter des véhicules après une compression à 200 bars, soit la pression de bouteilles de plongée sous-marine.

Près de 4 millions de véhicules circulent au GNV dans le monde. Certains pays ont opté de manière très importante pour cette filière. C'est le cas de l'Argentine (1,3 millions de véhicules) ou de l'Iran.

L'utilisation du GNV est relativement facile car, comme pour le GPL, des véhicules à bicarburations essence-GNV peuvent être mis en service. Par sa composition chimique et ses propriétés intrinsèques, le GNV permet quasiment automatiquement une diminution de l'ordre de 20 % des émissions de CO₂, celle de certains polluants locaux et une diminution du bruit, tout en offrant de bonnes conditions de sécurité et un rendement énergétique intéressant, quoique sensiblement inférieur, à celui des carburants classique.

Au sein des produits pétroliers fossiles il permet une diversification conformément aux objectifs nationaux et européens de développement des carburants de substitution au super et au gazole (20 % en 2020).

Les pouvoirs publics et les acteurs de la filière GNV22 ont contractualisé leur action à travers trois protocoles quinquennaux successifs. Un premier protocole (juin 1994-novembre 1999) a accompagné le décollage de la filière et s'est traduit notamment par la mise en service de 350 autobus au GNV. Un second protocole (novembre 1999-juillet 2005) a permis d'amplifier ces premiers résultats. Aujourd'hui ce sont 1.600 autobus et 300 véhicules de service urbains (bennes à ordure notamment - 40 % de la flotte à Paris) et 5.500 véhicules légers et véhicules utilitaires légers (VUL) qui roulent au gaz en France. Mais le total reste modeste avec une flotte totale de moins de 10.000 véhicules.

Un troisième protocole a été signé le 4 juillet 2005 entre l'État et la filière GNV. Il fixe les objectifs communs pour 2010. Dans ce protocole, l'État s'engage à pérenniser les mesures fiscales de soutien à la filière. En 2010, le parc de bus au GNV devrait avoir doublé (3.000), celui des véhicules lourds devrait avoir quadruplé (1.200). Par ailleurs, les cinq prochaines années devraient voir se développer les véhicules légers et utilitaires légers au GNV dans les flottes d'entreprises et chez les particuliers. Un objectif de 100.000 véhicules est retenu. Il y en aurait 20.000 en 2006 et 50.000 en 2008. Pour y parvenir, il est question de développer la distribution privative dans les entreprises et chez les particuliers -. Il y 4 millions de pavillons en France susceptibles de recevoir le compresseur proposé par Gaz de France. Serait également mis en place un réseau de distribution public dans les stations services (Total et Carrefour notamment). 20 stations seraient disponibles en 2006, 200 en 2008 et 300 en 2010.

Pour assurer le développement des VL au GNV, le protocole affirme la volonté des constructeurs de fournir des véhicules assurant une parfaite transparence d'utilisation pour les particuliers et améliorant très sensiblement leur habitabilité et leur autonomie. Dans un premier temps, seuls des véhicules à bicarburation seront proposés puis, à une date non connue, des véhicules dédiés GNV.

Aujourd'hui, peu de véhicules sont disponibles sur le marché français. PSA commercialise des utilitaires depuis 1998 : les Peugeot Boxer et Citroën Jumper, et depuis 2001, les Peugeot Partner et Citroën Berlingo. Depuis 2004, PSA commercialise une C3 GNV à destination des sociétés (2 places). Dotée d'un moteur essence-GNV de 1,4 l et 68 ch, d'un réservoir GNV de 80 litres en plus du réservoir essence, cette voiture permet une autonomie de 250 km en mode gaz et de 700 km en mode essence. Une version 5 places à destination des particuliers sera commercialisée à partir de juillet 2005. Celle-ci disposera de réservoirs à gaz en carbone de 56 litres et non plus en acier, permettant une autonomie en mode gaz de 200 km. Cependant, non conçue dès le départ pour emporter ces réservoirs supplémentaires, la C3 les stocke dans la malle arrière, réduisant très significativement la dimension du coffre et donc la cantonnant à un usage urbain. PSA devrait proposer à l'étranger (Mercosur, Iran, Chine...) une motorisation dédiée GNV en 2006.

Une filiale spécialisée de Renault, SOMAC, a de son côté post-équipé près de 2 500 véhicules (Twingo, Clio, Express et Kangoo) depuis 1996. Ces véhicules ne sont cependant pas disponibles directement au catalogue du constructeur. Les développements futurs en matière de motorisation et de modèles restent d'ailleurs, comme chez PSA, à destination de certains marchés étrangers dans le Mercosur avec des Kangoo, Clio et Mégane tricorps. De même en Iran, une Logan GNV devrait être lancée au second semestre 2006.

Certains constructeurs étrangers sont aussi présents sur ce segment comme Opel avec la Zafira ou le VUL Combo.

Vos rapporteurs restent cependant sceptiques sur la capacité réelle de la filière GNV de se développer pour plusieurs raisons :

- moins d'une dizaine de modèles sont disponibles à l'achat pour les particuliers ;

- les modèles disponibles ne sont que peu polyvalents en raison de la perte d'espace dans le coffre qu'implique la bicarburation et de l'autonomie limitée en mode gaz ;

- les modèles actuels à bicarburation ne permettent pas d'avantages substantiels par rapport aux véhicules diesel modernes équipés de filtre à particules ;

- des modèles dédiés GNV ne se développeront pas en France en dehors des flottes captives en raison de l'absence de réseau de distribution. Compte tenu de l'expérience acquise dans la filière GPL, on ne voit pas pourquoi quelques 300 stations-service en 2010 permettraient le développement du GNV là ou 2.000 stations GPL ne parviennent à donner le sentiment à la population d'un maillage satisfaisant du territoire ;

- il ne paraît pas économiquement rentable, en France, pour les constructeurs automobiles français et les distributeurs pétroliers, de proposer un quatrième type de moteur et de carburant aux côté du diesel, de l'essence, du GPL et voir des flex-fuel. Un quatrième réseau de distribution ne peut que très difficilement être mis en place.

L'EFFET DE SERRE : UN DÉFI POUR LES TRANSPORTS

Les études les plus récentes, notamment du Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), ont permis d'établir une corrélation entre l'évolution du climat et la production anthropique de gaz à effet de serre (GES). Plus particulièrement les GES d'origine humaine seraient à l'origine de l'accélération du réchauffement.

Ce sujet est très complexe. De nombreuses inconnues subsistent. Elles doivent conduire à poursuivre les recherches pour mieux connaître l'évolution du climat, mieux appréhender l'action de l'homme et donc mieux définir les moyens de lutte à mettre en oeuvre.

Le climat futur est soumis à d'importantes incertitudes quant à l'ampleur du réchauffement, à sa rapidité et à ses conséquences sur l'environnement et l'homme. A titre d'exemple, le rôle du méthane est de plus en plus étudié. Parmi les gaz à effet de serre, au côté du CO₂, le méthane joue un rôle très important puisque son pouvoir de réchauffement est 21 fois supérieur. Des recherches récentes ont mis en lumière l'importance des hydrates de méthane gelés (clathrade) dans les sédiments océaniques23, mais aussi dans le permafrost24 et son impact potentiel sur évolutions climatiques futures. Il pourrait constituer un facteur majeur d'aggravation du réchauffement. Il pourrait donc être pertinent d'agir en priorité sur les émissions de méthane d'autant que le cycle de vie des molécules CH₄ est d'une dizaine d'année dans l'air.

Quelles que soient aujourd'hui les incertitudes, un consensus international, à la fois scientifique et politique, a conduit la France et l'Europe à s'engager pour la maîtrise, puis la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans le cadre de la convention cadre des Nations unies sur le climat en 1992, puis du protocole de Kyoto en 1999. Celui-ci est entré en vigueur en 2005 et impose à la France une stabilisation de ses émissions de GES en 2010 par rapport à 1990 et à l'Europe une diminution de 8 %.

Au-delà du protocole de Kyoto, notre pays s'est engagé à diviser par quatre ses émissions à l'horizon 2050. En effet, si l'on veut permettre aux pays du Sud de se développer, tout en divisant par deux les émissions mondiales, les pays développés doivent réduire leurs émission d'un facteur quatre.

C'est donc à l'aune de ces deux engagements, stabilisation en 2010 par rapport à 1990 et division par quatre en 2050, qu'il faut aborder la question de la contribution de l'automobile à l'effet de serre.

Or, l'automobile et plus généralement le secteur du transport apparaissent comme les émetteurs les plus dynamiques et dont la réduction est sans doute la plus difficile en raison du très grand nombre de sources d'émission et de l'inertie du parc automobile.

Ce constat a conduit vos rapporteurs à analyser en détail les émissions des automobiles, puis les différentes solutions technologiques à moyen ou long terme : amélioration du moteur à combustion interne, biocarburants, hybridation, voiture électrique et hydrogène.

Le secteur des transports est l'émetteur de CO₂ le plus dynamique. Cette situation se vérifie quel que soit le pays du monde mais avec des différences significatives sur le marché des voitures particulières, certains marchés étant orientés vers une stabilisation ou une diminution des émissions. L'examen des émissions doit aussi conduire à prendre en compte les émissions des auxiliaires qui ne sont pas pris en compte dans les cycles d'essai servant à mesurer les émissions, tout particulièrement la climatisation.

Vos rapporteurs évoqueront aussi, en dernier lieu, les mesures susceptibles d'accélérer la prise en compte par le public et les constructeurs de la nécessité de réduire les émissions de CO₂.

1. LES TRANSPORTS DANS LES ÉMISSIONS GLOBALES 

· Au niveau mondial

Dans le monde, les émissions totales de CO₂ représentaient, en 2000, 20 milliards de tonnes. Sur ce total, la production d'énergie en représentait 37 %, l'industrie 20 %, le transport 27 %, le résidentiel et le tertiaire 12 % et l'agriculture 2 %.

Les 27 % d'émissions du secteur des transports sont essentiellement le fait de la route qui représente à elle seule 20 % des émissions.

Au sein de ces 20 %, ce sont les véhicules particuliers qui représentent la plus grande part avec 12 % des émissions totales, les véhicules utilitaires légers 3 % et les poids lourds 5 %.

· Comparaison entre grands pays

Si l'on compare ensuite les grands pays entre eux ou des ensembles de pays, les différences font ressortir les choix énergétiques propres à chacun.

L'Union européenne à 15 émettait, en 2001, 3,2 milliards de tonnes de CO₂ par an contre 5,6 milliards aux États-Unis.

Aux États-Unis, l'énergie représente près de 40 % des émissions (2,2 Mds de t) et les transports plus de 25 % (1,7 Mds de t). Ces deux secteurs sont beaucoup moins importants en Europe. Cela se traduit par une émission de CO₂ par habitant pour le transport de 6,2 tonnes aux États-Unis et de 2,2 tonnes en Europe.

En France, la part du transport dans les émissions totales est plus importante qu'aux États-Unis et que dans tous les pays européens, cependant les émissions de CO₂ par habitant pour le transport sont les mêmes (2,2 tonnes). Cela s'explique par les choix énergétiques français. La France n'émet que 386 millions de tonnes de CO₂ par an contre 846 en Allemagne ou 307 en Pologne, et surtout 58 millions de tonnes dans le secteur énergétique contre respectivement 345 et 178.

· En France

La France est l'un des pays industrialisés qui émet le moins de dioxyde de carbone par habitant, grâce à la place importante du nucléaire et de l'hydraulique dans son bilan énergétique. Mais cette structure de la production limite fortement les possibilités de réduire encore ses émissions par substitution de combustibles dans la production électrique. L'effort doit porter sur les secteurs où les émissions sont les plus diffuses et l'inertie la plus forte : les transports et l'habitat

Sources CITEPA/ADEME

Au regard de la consommation d'énergie25, le secteur des transports paraît également prépondérant. Ils représentaient 25 % de la consommation d'énergie finale en 2000 contre 20 % en 1973 et 66 % de la part de la consommation de produits pétroliers contre 34 % en 1973. Cette évolution s'explique par le fait que les transports restent entièrement dépendants du pétrole, alors que la production d'électricité par l'énergie nucléaire s'est fortement développée.

Au sein du secteur du transport, la part du transport routier a crû plus vite. Il représente désormais 79 % de la consommation d'énergie du secteur contre 71 % en 1973.

Il en résulte que les transports routiers représentaient en 2003 27 % des émissions de gaz à effet de serre et 34 % des émissions de CO₂ (149,1 MteCO₂/an)26.

C'est le secteur qui progresse le plus vite depuis 1990 : +23 %.

A lui seul, le secteur des transports est donc susceptible de compromettre le respect des objectifs de la France aux horizons 2010 et 2050.

Par ailleurs, l'analyse de la répartition géographique et par type de la consommation énergétique des transports terrestres permet de mettre en lumière les différents types de déplacement et flux de trafic.

Le déplacement dans les agglomérations représente 41 % du bilan total, dont 2/3 pour les déplacements de personnes. Il en est globalement de même des transports régionaux.

Les trajets interurbains à longue distance (+ 100 km) représentent 32 % du bilan, dont 2/3 pour le transport routier de marchandises.

Cette consommation énergétique se décline de la manière suivante en termes d'émissions de CO₂ :

2. LES ÉMISSIONS DES VOITURES PARTICULIÈRES EN FRANCE

Les émissions du transport routier sont en France de 135 MteCO₂ et se répartissent de la manière suivante :

Les émissions du transport routier ont en France fortement progressé depuis 1990.

Selon le CCFA, on assiste donc à une stabilisation des émissions qui devrait se poursuivre par une baisse telle que le montrerait l'année 2004.

Les émissions unitaires des voitures particulières sont mesurées sur un cycle d'essai européen normé. Elles sont exprimées en grammes de CO₂ par kilomètre parcouru.

Les émissions par km parcouru sont en baisse sensible depuis 1995. Elles sont passées de 175 g/km en moyenne à 154 g en 2004. Cependant, depuis quatre ans la diminution des émissions stagne27.

Cette évolution est confirmée par l'évolution de la consommation moyenne de carburant. Celle-ci baisse dans les mêmes proportions sous l'effet de la diésélisation du marché et de la baisse de consommation spécifique des nouveaux moteurs diesel.

Les progrès de la motorisation diesel se traduisent très rapidement dans les émissions du parc permettant le développement rapide de véhicules émettant moins de 120 g et de véhicules émettant moins de 140 g. En 2004, 287.692 véhicules émettant moins de 120 g ont été vendus, soit 14 % des ventes. Ce sont les constructeurs français qui sont les plus performants sur ce segment de marché.

Les progrès accomplis et l'effet de la diésélisation apparaissent lorsque l'on compare, en 2004, les ventilations des émissions entre essence (à gauche) et diesel (à droite) :

Ainsi seuls 20 % des véhicules essence vendus en 2004 en France émettent moins de 140 g alors que 40 % des véhicules diesel ont des émissions inférieures à ce chiffre.

Les dix modèles les plus vendus émettant moins de 120 g :

Source ADEME

En dessous de 115 g de CO₂, ce sont 138 207 véhicules diesel qui ont été vendus dont 134 000 par les constructeurs français.

Les dix meilleurs modèles diesel sont :

Ce sont donc logiquement les constructeurs français qui ont les moyennes d'émissions les plus basses sur leurs gammes. La gamme Renault émet en moyenne 148 g et la gamme PSA 149 g en 2004.

Ces données doivent être analysées au regard de l'objectif volontaire des constructeurs européens d'atteindre une moyenne collective de 140 g en 2008 et de 120 g en 2012. L'engagement de 140 g d'émissions correspond à une consommation de 5,2 l de diesel et 5,8 l d'essence aux 100 km. 120 g équivaut à 4,5 l de diesel et 5 l d'essence aux 100 km.

La Commission européenne relevait en juin 2005 que l'ACEA (Association européenne des constructeurs automobiles) avait atteint une moyenne de 163 g/km en 2003, soit un progrès de 11,9 % par rapport à 1995, la JAMA (association des constructeurs japonais) 172 g, soit - 12,2 % et la KAMA (association des constructeurs coréens) 179 g, soit - 9,1 %. Pour la Commission le danger est donc important que les constructeurs n'atteignent pas leurs objectifs en 2008 et plus encore en 2012.

LA PRISE EN COMPTE DES AUXILIAIRES : L'EXEMPLE DE LA CLIMATISATION

Comme l'ont d'ores et déjà indiqué vos rapporteurs, la mesure des émissions de CO₂ des véhicules est faite à partir d'un cycle théorique défini au niveau européen qui ne prend pas en compte le fonctionnement des auxiliaires, tout particulièrement la climatisation. Une étude de l'ADEME a mis très clairement en lumière ce problème28.

Marginale il y a 20 ans en Europe avec moins de 10 % des véhicules neufs équipés, la climatisation est devenue un phénomène de masse. Plus de 90 % des véhicules neufs vendus en Europe en sont équipés. Avec 20 et 25 ans de décalage, le marché européen rejoint ainsi les marchés asiatiques et américains. La progression a été extrêmement rapide puisque le taux d'équipement est passé de 12 % environ en 1990 à plus de 90 % en 2005.

Progressivement c'est donc l'ensemble du parc automobile français qui en est équipé. L'ADEME estime que 2/3 du parc seront équipés en 2010 et 9/10 en 2020.

Les résultats des travaux menés par l'ADEME avec l'UTAC confirment les premières analyses faites en 1996-1997. Les tests ont été effectués avec une température d'air ambiant de 30°C et 50 % d'humidité relative mais sans soleil.

Ces tests ont permis de démontrer une surconsommation comprise entre 12 et 43 % soit 0,7 l à 4 l au 100 km. Les meilleurs résultats sont obtenus par les moteurs diesel atmosphériques et les moins bons par les turbo-diesel.

En cycle extra-urbain, les résultats les plus favorables sont compris en +12 et + 28 % (EUDC).

En cycle mixte (MVEG), les surconsommations sont comprises entre 19 et 36 %.

En cycle urbain, les résultats sont très négatifs : entre 26 et 43 % de surconsommation.

Ainsi, la climatisation utilise à elle seule, voire au-delà, tous les progrès accomplis par les constructeurs en matière d'amélioration des consommations.

L'augmentation de la consommation de carburant se traduit par une augmentation des polluants qui est dans la majorité des cas plus que proportionnelle :

A cette surconsommation de carburant s'ajoutent les pertes de fluides frigorigènes en cours d'utilisation en raison de l'usure ou de fuites dans les raccords, les flexibles, le compresseur, les joints...

L'ADEME a calculé qu'en moyenne, les automobiles sont chargées en gaz refroidissant à hauteur de 775 g. Sur 12 années de vie, ils perdraient par fuite 15 % de cette masse, soit 116 g/an, auxquels s'ajoutent 2 demi-charges lors des maintenances soit 775 g sur 10 ans et une demi-charge émise sur la durée de vie soit 387g. Ainsi, les automobiles françaises équipées de climatisation perdraient chaque année en moyenne sur leur durée de vie 232 g par an.

Or, l'hydrofluorocarbone (HFC) utilisé habituellement le « R134a » a un pouvoir de réchauffement global (PRG) 1 300 fois plus important que le CO₂. Ainsi 1 kg de ce gaz équivaut à 1,3 t de CO₂.

Cela conduit l'ADEME à estimer, dans le meilleur des cas, pour un véhicule roulant 12.000 km/an et dont on serait parvenu à réduire les rejets à 93g/an de HFC (choix des composants les plus performants, très bon entretien), une émission supplémentaire de 10geCO₂/km.

L'ADEME a ensuite cherché à mesurer l'effet global de la climatisation sur les rejets de gaz à effet de serre en cumulant la surconsommation et les fuites de HFC. Cette étude a été corroborée par un travail similaire réalisé au centre d'énergétique de l'école des Mines de Paris.

Ainsi, en France, en 2010, l'usage de la climatisation automobile entraînerait une émission supplémentaire de 4 millions de tonnes équivalent CO₂ (MteCO₂). Or, ces rejets ne sont nullement une fatalité. Ils permettent au contraire d'identifier un gisement de 3 MteCO₂, équivalant à l'application de l'engagement des constructeurs européens ou du respect des limitations de vitesse.

Au niveau européen, l'impact est plus important encore puisque l'ADEME estime que ce sont 31 MteCO₂ qui pourraient être évitées en 2012 si l'efficacité énergétique des systèmes de climatisation était améliorée (diminution de la surconsommation) et 37,4 MteCO₂ si l'entretien et la récupération des fluides étaient mieux organisés.

Si l'ampleur exacte de la surconsommation et son impact sur les rejets de CO₂ ont fait l'objet de contre-expertises de la part du Comité des constructeurs automobiles français (CCFA) qui l'estime globalement à 5 % de la consommation annuelle à partir d'une surconsommation moyenne en ville de 30 % (1/4 des trajets), de 18 % sur route (1/2 des trajets) et de 12 % sur autoroute (1/4 des trajets), la nocivité du fluide frigorigène est reconnue par tous les acteurs. L'ACEA s'est engagée à réduire l'utilisation des HFC de 20 % en 2009 puis à les supprimer progressivement d'ici à 2014.

Une directive européenne devait être adoptée avant fin 2005 (approuvée par le Conseil en octobre 2004). Elle imposera la limitation des fuites de fluide frigorigènes et l'abandon progressif du R134a et son remplacement par deux gaz : le CO₂ et le R152a. Elle s'appliquera aux véhicules particuliers et aux utilitaires légers (masse inférieure à 1 205 kg). Ainsi, à partir du 1^er janvier 2007 pour les nouveaux types de véhicules et du 1^er janvier 2008 pour tous les véhicules neufs, le fluide frigorigène utilisé devra avoir un PRG inférieur à 150 ou un taux de fuite inférieur à 40 g/an ou 60 g/an pour les doubles évaporateurs. A partir du 1^er janvier 2011, la climatisation de tous les nouveaux types de véhicules et du 1^er janvier 2017, de tous les véhicules neufs, devra utiliser un fluide frigorigène dont le PRG est inférieur à 150.

Par ailleurs, au niveau national, le Gouvernement doit prochainement adopter un décret imposant que seuls les professionnels et les garages agréés puissent intervenir sur les climatisations. Ces professionnels obtiendront l'agrément à la suite d'une formation et après s'être dotés d'un matériel permettant de récupérer les fluides frigorigènes. Ils seront les seuls à pouvoir acheter ces fluides et devront restituer les fluides récupérés lors des entretiens et en fin de vie.

L'utilisation du CO₂ nécessite une évolution importante des systèmes de climatisation. En effet, il devra passer dans le système d'une pression de 35 bars à 130 ou 150 bars, opération au cours de laquelle il gagne ou perd environ 150°C. A de telles pressions, l'étanchéité devra être parfaite. Ces systèmes sont aujourd'hui coûteux.

L'équipementier Delphi a présenté en octobre un prototype abouti d'un système de climatisation fonctionnant à base de CO₂. Comme dans un système classique, le CO₂ doit absorber la chaleur en s'évaporant et la libérer en se condensant. Ainsi, le refroidissement se déroule en quatre phases. Lors d'une première étape le gaz est comprimé à 130 bars et atteint 165°C (au lieu de 20 bars et 90°C avec du R134a). Le gaz est ensuite envoyé dans un refroidisseur où un échange se produit avec l'air extérieur. Le gaz ainsi refroidi est ensuite détendu à environ 30 bars, se liquéfie et atteint 0°C. La dernière étape est l'évaporation qui permet le rafraîchissement de l'habitacle. L'une des particularités du prototype de Delphi est d'utiliser le gaz, après évaporation, pour contribuer au refroidissement avant le détendeur et ainsi économiser de l'énergie. Le cycle inverse permet le réchauffement.

L'autre gaz envisagé, le R152a, reste 130 fois plus nocif que le CO₂ mais est un meilleur réfrigérant. Son utilisation nécessitera également une très bonne étanchéité puisque, constitué en partie d'hydrogène, il présente un risque d'explosion.

Avec ces deux gaz, c'est donc un équilibre qui sera recherché entre la surconsommation du véhicule, les nécessités d'étanchéité et de sécurité et la contrainte de coût.

Un autre point du système de climatisation sera amélioré : le compresseur. Actuellement, sur la plupart des véhicules, il fonctionne en continu et absorbe environ 8 CV de puissance. Une nouvelle génération à cylindrée variable devrait permettre une adaptation au refroidissement ou au réchauffement demandée. Une division par quatre de la surconsommation en est attendue.

A la suite des études menées par l'ADEME et celles menées au niveau européen ou à l'étranger, vos rapporteurs tirent donc les conclusions suivantes :

- l'inefficacité des systèmes de climatisation est aujourd'hui particulièrement préoccupante et offre un gisement important de réduction des émissions de GES ;

- la sensibilisation des conducteurs doit être poursuivie activement pour une utilisation raisonnée de la climatisation et une généralisation des gestes d'entretien ;

- l'amélioration de l'efficacité des systèmes et le renforcement de l'étanchéité sont immédiatement nécessaires ;

- la mise au point et la commercialisation de systèmes de climatisation sans HFC doivent être fortement encouragées ;

- la réduction de la puissance des climatisations en raison de la meilleure isolation thermique des automobiles doit être recherchée ;

- les cycles de test européen des véhicules doivent prendre en compte la totalité des auxiliaires et tout particulièrement la climatisation.

LE PLAN CLIMAT ET LA NÉCESSAIRE PROMOTION DE SOLUTIONS NON TECHNOLOGIQUES

· Le plan climat 2004

Le plan climat adopté en 2004 par le Gouvernement a pour objectif de permettre à la France de respecter ses engagements d'ici à 2010 et à l'horizon 2050. Il est structuré en sept chapitres : sensibilisation, transport, bâtiment, industrie, énergie, agriculture et forêt et plans climat territoriaux et État exemplaire.

Dans le cadre des transports, une économie de 16,3 MteCO₂ est visée.

Les mesures 1 à 8 concernent directement l'automobile. Il s'agit de :

_ la réduction des émissions des automobiles conformément aux engagements des constructeurs dans le cadre de l'ACEA, soit 3 MteCO₂ en 2010,

_ la réduction de l'impact de la climatisation des véhicules : 4 MteCO₂,

_ la mise en œuvre de la directive biocarburants : 7 MteCO₂,

_ la création d'une étiquette énergie : 0,2 MteCO₂,

_ le bonus-malus à l'achat : 1 MteCO₂,

_ le respect des vitesses autorisées : 3 MteCO₂,

_ la sensibilisation à l'écoconduite lors du permis de conduire : 0,7 MteCO₂,

_ la recherche - plan « véhicule propre ».

Parmi les mesures du plan climat, plusieurs sont en totalité ou pour partie de nature technologique : baisse de consommation, développement des biocarburants, climatisation, recherche, soit 14 MteCO₂.

Elles seront d'ailleurs particulièrement difficiles à atteindre. Le respect de leurs engagements par les constructeurs est aujourd'hui incertain à l'horizon 2008 et surtout à l'horizon 2012.

L'application de la directive biocarburants est en bonne voie et a même été accélérée par décision du Premier ministre en septembre (voir ci-dessous).

En matière de recherche, le « plan véhicule propre » a été conforté par l'annonce, également en septembre, d'un programme de 100 M€ pour la réalisation d'une voiture familiale ne consommant que 3,5 l/100km. 20 M€ sont disponibles dès 2004.

Cependant, une grande partie de la réussite du plan climat repose sur des mesures non technologiques relevant des comportements individuels : utilisation de la climatisation, conduite économe, attitude à l'achat, respect des limitations de vitesse. 

· Information des conducteurs

Un des axes importants est l'information des conducteurs lors de l'achat et de l'utilisation de leurs véhicules. Plusieurs mesures, approuvées par vos rapporteurs, sont mises en place : la formation à l'éco-conduite, la diffusion de bonnes pratiques, la mise en place d'une étiquette énergie.

- L'adoption d'une conduite souple permet des économies substantielles. L'ADEME estime qu'une conduite agressive en ville peut accroître de 40 % la consommation des véhicules. La plupart des entreprises de transport en commun ou de livraison forment désormais leurs conducteurs. L'impact est important lors des premières semaines suivant les formations puis s'estompe partiellement. Une formation continue et une évolution des comportements est donc nécessaire.

- La diffusion des bonnes pratiques auprès des automobilistes est également extrêmement utile car de nombreux gestes peuvent permettre des économies importantes. L'ADEME, en collaboration avec le CCFA, a diffusé 20 millions d'exemplaires d'une plaquette indiquant comment économiser cinq pleins de carburant par an. Intitulée « Dix conseils pour chasser le gaspi en voiture », elle s'intègre dans la campagne « Faisons vite, ça chauffe » sur le réchauffement climatique. Elle pointe comment, par l'entretien rigoureux de sa voiture (filtre à air, gonflage des pneumatiques) et l'adoption de certains comportements (diminution de la vitesse, usage modéré de la climatisation, suppression de la galerie), il est possible de réduire la consommation de 3 à 40 %.

- La mise en place d'une étiquette énergie dans les concessions, sur le modèle de celles existant pour l'électroménager, a été décidée par le Gouvernement sur proposition de la Commission interministérielle du véhicule propre et économe (CIVEPE). Seront ainsi transposés en France en 2006 des dispositifs existant d'ores et déjà dans plusieurs pays européens, notamment le Royaume-Uni, comme vos rapporteurs avaient pu le constater lors de leur mission dans ce pays.

En France cette étiquette permettra de classer les véhicules en sept classes, de A à G, en fonction de leurs émissions de CO₂.

Classes d'étiquetage CO₂ des véhicules particuliers

Cette classification doit permettre d'influer sur la décision d'achat des automobilistes en leur fournissant une information claire et en leur délivrant un signal. Ils restent entièrement libres dans leur choix.

· Incitation des conducteurs

Au-delà de la simple information, il est nécessaire d'inciter les conducteurs à modifier leurs comportements pour les rendre plus compatibles avec le respect de l'environnement. Plusieurs mesures ont été proposées. Toutes n'ont pas été retenues.

Ainsi, un bonus-malus à l'achat avait été envisagé. Le Gouvernement a préféré moduler le coût de la carte grise de véhicules neufs à partir de 200 g de CO₂/km. Ainsi, au-delà de 200 g, le prix de la carte grise est augmenté de 2 € par gramme et au-delà de 250 g de 4 €. Peu pénalisante, cette mesure se veut être un signal indiquant un achat peu « éco-compatible ». Au regard, de la réglementation européenne, il ne s'agit pas d'une taxe.

Vos rapporteurs sont favorables à l'extension de ce dispositif aux véhicules anciens mais aussi aux véhicules utilitaires légers et aux deux-roues.

Au niveau européen, la Commission européenne a publié, en juin 2005, un projet de directive sur la fiscalité basée sur les émissions de CO₂ des véhicules particuliers. Elle a indiqué sa préférence pour une taxe annuelle de circulation plutôt qu'une taxe unique à l'immatriculation. Il faut d'ailleurs relever que depuis la suppression, en 2001, de la « vignette », qui était en partie fondée sur les émissions de CO₂ (depuis 1998), la France est le seul pays européens à ne plus avoir de taxe à la circulation ou à l'immatriculation.

L'incitation à changer de comportement passe aussi par le respect des limitations de vitesse. Cette mesure à elle seule représente autant que le respect par les constructeurs de leurs engagements, en termes de réduction de consommation soit 3 MteCO₂.

Une réduction de 10 km/h de la vitesse sur autoroute induirait une réduction supplémentaire de 2 MteCO₂. Elle n'a pas été retenue par le Gouvernement qui préfère pérenniser l'évolution des comportements vis-à-vis des limitations de vitesse et mettre en place une « signalisation verte » incitant à diminuer sa vitesse de 10 km/h.

Par ailleurs, il faut rappeler que l'INRETS a montré que l'accroissement de la vitesse de pointe de 10 km/h à la construction d'un modèle se traduisait par une augmentation de consommation de 0,4 à 0,7 l/100 km en ville et de 0,2 à 0,3 l/km sur route. Les propositions commerciales des constructeurs et l'attitude des consommateurs sont donc très importantes.

Au-delà des mesures incitatives prévues par le plan climat, vos rapporteurs souhaitent que les mesures incitatives ne soient pas que des mesures négatives réduisant la liberté des conducteurs et accroissant les taxes.

Il est temps de promouvoir des mesures d'incitation positive donnant un avantage aux automobilistes ayant une attitude éco-compatible. Il leur semble que pourraient être utilement mises en avant : la gratuité du parking dans les centres urbains, la possibilité d'utiliser certaines voies réservées, la possibilité de ne pas réduire sa vitesse lors des pics de pollution, d'utiliser sa voiture en cas de circulation alternée...

· La gestion de la circulation

La gestion de la circulation automobile, notamment en milieu urbain est un facteur très important d'augmentation ou de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Si ce point n'entre pas directement dans le champ de ce rapport, il est important d'en connaître l'impact potentiel pour mesurer ce qui peut être gagné grâce à certains progrès ou peut être entièrement perdu par une mauvaise gestion du trafic ou une politique « anti-voiture » organisant la congestion.

L'exemple d'un poids lourds de 40 t sur un trajet de 10 km est une illustration frappante car l'énergie nécessaire à dépasser la force d'inertie est très importante.

· Les marchés d'émission

Enfin, vos rapporteurs estiment qu'une voie nouvelle devrait être explorée, celle de l'incorporation des véhicules particuliers dans le marché européen des émissions de CO₂.

En effet, dans le cadre du protocole de Kyoto et de la « bulle européenne », la Commission a mis en place un marché d'échange de droits d'émissions de CO₂. Celui-ci permet d'inciter les entreprises à diminuer leurs émissions tout en minimisant le coût pour chaque entreprise et l'économie européenne dans son ensemble. L'industrie automobile y est déjà soumise pour son activité de production.

La question se pose aujourd'hui de savoir quelles mesures devront être prises si, en 2008 ou en 2012, les constructeurs ne respectent pas leur engagement volontaire de réduire collectivement la moyenne des émissions des véhicules vendus en Europe.

Or, vos rapporteurs ont souligné que des progrès très importants ont été accomplis, mais qu'il serait très difficile d'atteindre les objectifs de 2008 et 2012 et que les constructeurs étaient dans des positions très différentes les uns par rapport aux autres.

Vos rapporteurs proposent donc que la Commission européenne lance les études préliminaires pour évaluer les impacts positifs et négatifs de l'incorporation des émissions des véhicules vendus dans le marché des émissions de CO₂.

Si la participation des particuliers à ce marché est impossible, il est en revanche envisageable d'attribuer des quotas d'émission à chaque constructeur en fonction de la structure de ses ventes à partir d'une moyenne de consommation, de kilométrage et de durée de vie. Les constructeurs répercuteraient naturellement l'impact financier de ce dispositif sur les prix de vente. Cela permettrait d'influer à la fois sur les comportements d'achat et sur les choix des constructeurs, les moins vertueux étant pénalisés. Un tel dispositif permettrait de préserver la liberté des constructeurs et des automobilistes, tout en les responsabilisant, et d'éviter une nouvelle réglementation et un nouveau recours à la fiscalité.

Le moteur à combustion interne reste, selon tous les experts consultés, la pierre angulaire de l'automobile pour plusieurs décennies encore. Les voitures futures ressembleront beaucoup à celles d'aujourd'hui mais consommeront moins de carburant grâce à de nouveaux procédés de fonctionnement. C'est ce qu'a démontré l'IFP en cherchant à quantifier les progrès significatifs possibles dans la configuration du cycle européen d'homologation. Il en ressort que la principale source d'économie de carburant est le rendement du moteur (20 % de gain espéré), puis la masse du véhicule (10-15 %), les frottements à l'intérieur du moteur (environ 10 %), l'augmentation du couple spécifique (environ 10 %), puis les frottements et l'aérodynamique générale du véhicule. Ce sont les questions relatives au rendement et au couple que vos rapporteurs vont ici examiner, soit 20-30 % de gains potentiels.

Les moteurs diesel et essence ne sont toutefois pas à placer sur le même plan. En matière de diesel, des progrès considérables ont déjà été obtenus au niveau technique et en terme d'émissions dans le parc automobile. Le succès de cette motorisation repose sur sa diffusion massive, son faible coût et ses performances élevées qui ont un impact mesurable important sur les émissions de gaz à effet de serre. Des progrès supplémentaires sont encore possibles. Les moteurs à essence n'ont pas encore bénéficié de tous les progrès des diesels, c'est un enjeu très important au niveau mondial puisque les États-Unis et le Japon sont des marchés « essence ».

1. LA DIÉSÉLISATION : SOLUTION D'AUJOURD'HUI, SOLUTION DE DEMAIN ?

La diésélisation du parc a permis de diminuer significativement les consommations et les émissions globales de gaz à effet de serre. Cette diffusion progressive d'une technologie performante est représentative du temps nécessaire pour obtenir un impact important sur l'ensemble du parc. Aujourd'hui, deux questions principales se posent : le moteur diesel peut-il encore progresser significativement ? L'offre de diesel pourra-t-elle suivre la demande de diesel ?

· La diésélisation du parc : un gain très important d'émissions

Pour avoir un impact sur les émissions globales de CO₂, il est indispensable qu'une technologie donnée soit diffusée rapidement et massivement sur le marché, c'est-à-dire à un prix raisonnable. La diésélisation du parc automobile en France et en Europe est un très bon exemple.

Les économies de consommation par rapport à l'essence sont comprises entre 20 et 30 %. Selon le CCFA, la diésélisation du parc en Europe permet d'économiser 50 MteCO₂. La diésélisation de 30 % du parc américain permettrait d'économiser 135 MteCO₂, soit l'équivalent des émissions de la route en France.

Le CCFA a par ailleurs effectué les calculs suivants permettant d'évaluer les économies de CO₂ réalisées, en France, en fonction de la diffusion des différentes technologies par rapport à la moyenne européenne :

Par ailleurs, la technologie doit être diffusée rapidement. Le secteur des transports reste soumis à de très fortes inerties, les véhicules les plus récents ne remplaçant que très progressivement les véhicules anciens.

M. Alain Morcheoine a mis en lumière les différents facteurs d'inertie qui limitent le renouvellement du marché 29:

Ainsi, une technologie n'équipera 100 % du parc que 35 ans après son introduction, 50 % après 13 ans (courbe rouge).

La pénétration peut être accélérée par l'adoption d'une nouvelle norme. Cette accélération reste cependant très limitée : seulement trois ans.

PENETRATION D'UNE TECHNOLOGIE
DANS LE PARC DE VOITURES PARTICULIERES

L'utilisation d'une « prime à la casse » ou d'une nouvelle réglementation pour retirer les anciens véhicules de la circulation n'est pas beaucoup plus efficace. Elle ne permet de gagner que 6 mois sur l'équipement de 50 % du parc et 3,5 ans sur l'équipement de 95 %.

PENETRATION D'UNE TECHNOLOGIE
DANS LE PARC DE VOITURES PARTICULIERES

La combinaison de ces deux types de mesures est-elle efficace puisque l'ensemble du parc est équipé/renouvelé au bout de 19 ans au lieu de 35 ? Trois ans et demi sont gagnés sur l'équipement de 50 % du parc et 7 ans sur celui de 95 %.

Historiquement, la progression de la technologie diesel en parts de marché correspond à cette modélisation. En 1980, 9,9 % des voitures neuves étaient diesel en France (7,1 % en Europe), le seuil des 50 % de parts de marché a été franchi en 2001 en France (56,2 %) pour atteindre 69,2 % en 2004. En Europe, 48,2 % des voitures neuves sont diesel en 2004.

Les constructeurs français ont pu pleinement exploiter cette nouvelle technologie et en sont les leaders mondiaux. Le groupe PSA est allié depuis 1998 avec Ford pour produire des moteurs en très grande quantité. L'objectif initial d'occuper le premier rang mondial devant Volkswagen est en passe d'être atteint. Dans le cadre de cette collaboration industrielle portant sur six moteurs, plus de 4 millions d'unités ont été produites entre 2002 et 2004. L'objectif est d'en produire 3,7 millions en 2010 sur les sites français de Trémery (Moselle) et Dagenham (RU).

· Des progrès techniques sont-ils encore possibles ?

Les performances du moteur diesel reposent sur la maîtrise de l'injection directe à haute pression et de la suralimentation permettant le « downsizing ».

Les progrès futurs reposent sur deux voies principales : l'amélioration des techniques actuelles et la mise au point d'un nouveau mode de combustion dit homogène.

L'amélioration de l'injection directe est l'une des voies privilégiées30. Elle permet d'optimiser le mélange air/carburant. Elle est d'autant plus efficace que le carburant est sous pression, injecté de la manière la plus précise possible en termes de quantité et de moment.

Pendant de nombreuses années l'injection était assurée par un système mécanique lié à chaque cylindre qui assurait en même temps la mise sous pression, les quantités et le moment de l'injection n'étaient pas modulables.

Une évolution sensible a été effectuée par les systèmes d'injection électronique qui ont permis de séparer la mise sous pression de l'injection. La mise sous pression est réalisée de manière mécanique à l'intérieur d'un réservoir dit « rampe commune ». Une pression constante est assurée dans la rampe. Les injecteurs sont commandés électroniquement et sont en fait des aiguilles qui libèrent ou non le trou d'injection par une impulsion électromagnétique.

Source : IFP

L'injection électronique a également permis de mettre au point une injection multiple. Au lieu d'injecter en une seule fois le carburant, celui-ci est introduit dans le cylindre en plusieurs fois, de trois à cinq actuellement. Ces injections ont pour objectif de réduire les bruits de cliquetis, de mettre sous pression la chambre, d'assurer le meilleur mélange et la meilleure combustion possible et enfin de maintenir une pression élevée. Elles permettent donc de réduire le bruit, d'augmenter le rendement du moteur et d'en diminuer les émissions polluantes. Ces systèmes sont extrêmement pointus, les injections représentent des volumes très faibles pouvant être inférieurs à 1 mm³ et dans des intervalles de temps très courts, moins d'une centaine de microsecondes. Ces dispositifs ne peuvent fonctionner que grâce à de nombreux capteurs permettant de connaître l'évolution exacte du fonctionnement du moteur (température, pression, position du piston) mais aussi du circuit d'échappement (taux d'imbrûlés...).

Les nouveaux moteurs Ford/PSA tirent partie de ces évolutions. Le moteur destiné aux véhicules utilitaires (2,2 l) bénéficie de cinq injections par cycle et la pression d'injection a été portée à 1.800 bars contre 1.350 précédemment. Il dispose également de la recirculation des gaz de combustion (EGR).

Ils sont représentatifs des progrès à court terme des moteurs diesel qui peuvent désormais atteindre un coupe de 150 NM/l et une puissance de 50 kW/l avec une cylindrée comprise entre 1,2 l et 1,5 l. La réduction de consommation est de l'ordre de 5 à 10 % supplémentaires. Aux progrès de l'injection s'ajoutent ceux de la turbosuralimentation à géométrie variable. Cela permet de récupérer l'énergie disponible à l'échappement sur une turbine pour entraîner un compresseur, qui introduit l'air d'admission sous pression. L'augmentation de la quantité d'air introduite permet de brûler d'avantage de carburant et donc de produire plus d'énergie. Lorsque la turbine est équipée d'un système à géométrie variable, des ailettes orientables dévient le flux des gaz entrants. Leur orientation est pilotée par un calculateur qui optimise la récupération de l'énergie en fonction du régime du moteur. Le couple du moteur est ainsi plus élevé à haut comme à bas régime.

Au cours des prochaines années, les injecteurs à électro-aimant devraient laisser la place à des injecteurs « piézo-électriques » composés par une céramique qui se dilate ou se rétracte sous l'effet d'un fort courant électrique et commande le mouvement de l'aiguille. Ayant une réaction quasiment instantanée, ils pourraient être jusqu'à six fois plus rapides. Ils permettraient des dosages plus précis et des injections plus nombreuses.

De nouveaux progrès sont attendus par une évolution importante du mode de combustion. Il s'agit de la combustion homogène HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition). Cette combustion consiste à la fois à réduire la consommation et à réduire les polluants, notamment les NOx. Le défi consiste à contrôler le temps d'auto-allumage, la vitesse et la température pour optimiser le mélange et la combustion. Elle conduira à une évolution de la formulation des gazoles. Elle pourrait aboutir vers 2010 et améliorer légèrement la consommation en diminuant significativement les émissions de polluants.

M. Philippe Pinchon a ainsi présenté un chemin de progression possible du moteur diesel vers un niveau d'émission plus faible et pouvant s'accompagner de dispositifs de post-traitement.

· Les pétroliers peuvent-ils fournir toujours plus de diesel ?

Compte tenu de ces évolutions, la demande de carburants en Europe s'est très fortement modifiée depuis la fin des années 1990. D'un partage quasiment égal entre essence et diesel compris entre 120 et 140 Mt/an en 1998, la demande de gazole en Europe est désormais supérieure à 200 Mt/an et celle d'essence inférieure à 100 Mt/an.

En France, l'évolution est plus rapide et plus forte. Par rapport à 1990, la demande d'essence à été divisée par deux et celle de gazole multipliée par deux. Aujourd'hui, la demande de gazole est comprise entre 35 et 40 Mt/an et la demande d'essence entre 5 et 10 Mt/an.

Or, il n'est pas possible, avec un baril de pétrole, de produire autant de gazole ou d'essence que le marché le demande. Certains seuils ne peuvent être dépassés ou représentent une dépense énergétique très importante.

Le groupe Total avait soumis le schéma simplifié suivant à vos rapporteurs pour montrer les possibilités et les impossibilités de conversion d'un produit à un autre :

Par rapport aux États-Unis ou au reste du monde, le raffinage européen est déjà tourné en priorité vers la production de diesel qui représentait 43 % du raffinage contre 45 % pour l'essence aux États-Unis :

Il en résulte des échanges de carburant entre l'Europe et le reste du monde.

Les caractéristiques de la demande du secteur des transports et les limitations des techniques de raffinage conduisent à des déséquilibres régionaux entre les productions et les consommations qui conduisent à des importations et des exportations de carburants, qui s'aggraveront d'ici à 2010 selon le groupe Total :

Ces flux de carburants peuvent être schématisés entre la Russie (exportation de gazole vers l'Europe), l'Europe (exportation d'essence vers les États-Unis) et les États-Unis.

Cette situation ne va pas sans créer de dépendance vis-à-vis de certaines zones et des tensions sur le marché. Ainsi le gazole est désormais plus cher que l'essence alors que c'était traditionnellement l'inverse, y compris durant l'été où la demande en essence est la plus forte car les Américains prennent leurs véhicules pour les vacances (driving season).

La diésélisation du parc automobile européen, voire la diésélisation d'autres régions du monde comme les États-Unis n'est pas sans limite malgré son intérêt en termes d'émissions de gaz à effet de serre.

Cette évolution ne peut être soutenable que si elle s'accompagne de nouveaux progrès en termes de consommations, de solutions industrielles de substitution par des carburants de synthèse issus de la biomasse remplaçant les gazoles, mais aussi par des progrès significatifs d'attractivité des motorisations essence ou alternatives permettant un rééquilibrage de la demande.

2. LE MOTEUR À ESSENCE PEUT-IL BÉNÉFICIER DE PROGRÈS AUSSI IMPORTANTS QUE LE MOTEUR DIESEL ?

Si le moteur diesel a d'ores et déjà démontré sa capacité à réduire sa consommation de carburant, c'est aujourd'hui l'enjeu principal des recherches sur le moteur à essence, d'autant plus qu'en dehors de l'Europe la très grande majorité des voitures particulières fonctionnent avec ce carburant, les normes d'émissions de NOx et de particules ayant empêché la diffusion des moteurs diesel.

Plusieurs technologies sont aujourd'hui étudiées pour y parvenir31 :

L'injection directe (IDE) du carburant dans la chambre de combustion au lieu de l'injection indirecte en amont des soupapes d'admission est une première solution. Renault a été le premier constructeur européen à commercialiser un moteur de ce type qui, tout en maintenant un fonctionnement stoechiométrique - nécessaire au fonctionnement de la catalyse trois voies -, utilise une forte recirculation des gaz brûlés.

Réaliser une combustion stratifiée est également étudié. Celle-ci est obtenue par un contrôle poussé de l'injection. Elle permet de positionner un nuage riche en carburant au voisinage de la bougie d'allumage et de remplir le reste de la chambre avec de l'air. Elle ne peut réussir que si la chambre est dessinée en conséquence et si l'injection s'effectue très peu de temps avant l'allumage et au niveau du point mort haut du piston. Les gains peuvent aller jusqu'à 20 % de consommation à faible charge.

Sur le cycle d'homologation européen, la combinaison des deux techniques d'injection directe et de combustion stratifiée sont de l'ordre de 10 à 15 %. Mais cette combinaison n'est pas compatible avec la catalyse trois voies car elle fonctionne en mélange pauvre. Il est alors nécessaire d'équiper le véhicule d'un piège à NOx, d'utiliser un carburant peu soufré (inférieur à 10 ppm). PSA et Volkswagen commercialisent déjà des moteurs de ce type.

Les nouveaux procédés de combustion de type CAI ou « controlled auto ignition » visent à obtenir un niveau d'économie similaire mais en évitant de recourir au piège à NOx. Il s'agit de permettre l'auto-inflammation du mélange air-carburant grâce à l'utilisation de gaz chauds brûlés du cycle précédent. Les recherches en cours visent à maîtriser toutes les phases du fonctionnement, notamment les différents régimes et les transitions CAI- combustion conventionnelle.

Il est en outre possible d'utiliser des systèmes de distribution variable. Il s'agit de faire varier le moment d'ouverture, voire la levée des soupapes d'admission et d'échappement et d'optimiser les réglages du moteur. Les gains sont compris entre 7 et 13 %. Philippe Pinchon relève que les systèmes déjà en fonctionnement utilisent une variation du calage angulaire de l'arbre à cames qui commande les soupapes. Des déconnexions de cylindres sont également possibles. GM et Dephi ont développé un sytème « displacement on demand » permettant de désactiver jusqu'à la moitié des cylindre des V8 pour réduire leur consommation de l'ordre de 8 %. Le système Valvetronic de BMW fait varier la levée de la soupape en continu ce qui permet des gains plus élevés (10 %). Dans le futur, il est question de rendre les soupapes indépendantes de l'arbre à cames et de les commander électroniquement.

Cependant, l'IFP estime que le « downsizing », fondé sur la suralimentation par turbocompresseur et la réduction de la cylindrée est plus prometteur en termes de réduction des émissions de CO₂. M. Pinchon indique notamment que : « l'utilisation de l'injection directe de carburant présente un intérêt considérable. En effet, lorsque le carburant est introduit dans le cylindre indépendamment de l'air, il est possible d'utiliser le flux d'air entrant pour balayer vers l'échappement les gaz brûlés chauds issus du cycle précédent et encore présents dans le cylindre. Ces gaz chauds sont en effet très néfastes à la combustion à pleine charge puisqu'ils ont tendance à générer des cliquetis, combustion anormale qui peut conduire à la destruction du moteur. Sur les moteurs suralimentés, on a tendance à combattre l'apparition du cliquetis par la diminution du taux de compression du moteur, au détriment du rendement. C'est ce qui est généralement pratiqué dans le cas de l'injection directe, ceci explique que les gains attendus soient relativement limités dans ce dernier cas : de l'ordre de 10 à 15 % de réduction de la consommation. L'injection directe apporte plusieurs avantages. Tout d'abord, lorsqu'elle est associée à un système de distribution variable à l'admission, il est possible de balayer les gaz brûlés et donc d'augmenter le couple spécifique à bas régime. En injectant le carburant directement dans la chambre, on profite également du refroidissement provoqué par la vaporisation du carburant : le jet d'injection est correctement positionné, les frigories sont communiquées directement à l'air admis et non aux parois du moteur. Cet effet de refroidissement permet d'augmenter la résistance du moteur au cliquetis et la densité de l'air admis. Ces deux effets ont des conséquences très positives sur le couple spécifique du moteur ».

Au total, l'IFP estime que la combinaison de ces différents systèmes peut permettre d'atteindre une économie de consommation de l'ordre de 25 à 30 % au maximum ainsi qu'une diminution de 50 % de la cylindrée.

En collaboration avec Renault, l'IFP a montré qu'il était possible d'obtenir, avec un moteur à essence de 1,8 l suralimenté, les mêmes performances qu'avec un moteur à aspiration naturelle de 3 l :

Le maximum de gain est atteint, soit 30 %, si est ajouté un système à taux de compression variable permettant de ne limiter le taux de compression qu'à pleine charge.

Une partie de ces dispositifs (distribution variable, suralimentation par turbocompresseur, injection directe et géométrie complexe de la chambre) vont être mis en œuvre sur les nouveaux moteurs à essence produits par BMW et PSA. Le moteur 1,6 l atmosphérique développe une puissance de 85 kW (115 CV) et un couple de 160 Nm à 4.250 tr/min. Le moteur 1,6 l turbocompressé a une puissance maximum de 125 kW (170 CV) et un couple de 240 Nm de 1.400 à 4.000 tr/min.

Vos rapporteurs tirent de ces éléments les conclusions suivantes :

- les moteurs à combustion interne restent pour de nombreuses années l'élément central du groupe motopropulseur des automobiles ;

- le moteur diesel est aujourd'hui la solution la moins polluante, la plus économique et la plus efficace pour réduire les émissions de gaz à effet de serre ;

- la diffusion massive d'une technologie fiable et bon marché est nécessaire pour abaisser réellement les émissions de CO₂, mais elle nécessite au moins 15 ans et ne peut être accélérée aisément ;

- la diffusion du moteur diesel n'est toutefois pas illimitée puisque l'offre de carburant ne pourra pas répondre à toute la demande ;

- les moteurs diesel et essence offrent de réelles possibilités de progression d'ici à 2015, de l'ordre de 10 % pour les moteurs diesel et jusqu'à 30 % pour l'essence ;

- ces gains sont significatifs mais insuffisants pour atteindre les objectifs très ambitieux de réduction des émissions aux horizons 2010 et 2050 ;

- des gains supplémentaires doivent être acquis par des solutions complémentaires relevant des carburants, de l'hybridation et des solutions indépendantes du groupe motopropulseur comme l'allègement des véhicules.

Vos rapporteurs estiment donc qu'il est nécessaire de :

- poursuivre les recherches sur les moteurs à combustion interne et tout particulièrement sur l'essence ;

- poursuivre les recherches sur les carburants à plus faible teneur en carbone ; sont évoqués les biocarburants et le GNV ;

- accélérer les recherches sur l'hybridation des moteurs diesel et essence. C'est notamment l'objet des mesures annoncées par le Gouvernement visant à disposer au plus tôt d'une voiture familiale ne consommant que 3,5 l/100 km.

- ouvrir le débat sur l'équilibre et les priorités à retenir entre la diminution de la consommation grâce aux progrès techniques et les augmentations de la consommation liées aux dispositifs de confort, de sécurité et de post-traitement.

Avec la hausse du prix du pétrole et le lancement très médiatique de la Toyota Prius en Europe, la motorisation hybride a acquis une notoriété inattendue, même si son fonctionnement reste bien souvent mal connu.

Plusieurs questions se posent. Qu'est-ce que l'hybridation ? Quel est son principe de fonctionnement ? Qu'apporte la technologie hybride aujourd'hui ? Quelle est sa diffusion ? Quel est son avenir à moyen et long termes ? Va-t-elle se généraliser ?

1. LE PRINCIPE ET LES DIFFÉRENTS TYPES D'HYBRIDATION

L'hybridation consiste à combiner deux énergies pour assurer la propulsion d'un véhicule. On appelle donc hybride tout véhicule qui, en plus de sa source d'énergie primaire, dispose d'un stockage réversible d'énergie sous une seconde forme (hydraulique avec réserve de pression, cinétique avec volant d'inertie, électrique...)32. Dans la pratique, il s'agit essentiellement du mariage de l'électrique et du thermique, mais cette solution est aussi utilisée pour les voitures à hydrogène qui sont également des hybrides électrique-hydrogène.

L'objectif est de cumuler les avantages des deux modes de motorisation. Sur les véhicules hybrides actuels, la source principale d'énergie est le moteur thermique. L'adjonction d'un moteur électrique et d'une puissante batterie permet d'optimiser le fonctionnement du moteur thermique ou de le remplacer momentanément et donc de réduire la consommation et les émissions. Toute la difficulté est de réussir un fonctionnement bimode harmonieux et pour un coût limité car il ne s'agit pas de la juxtaposition de deux chaînes de tractions fonctionnant en alternance mais de deux chaînes fonctionnant de concert.

Il existe plusieurs niveaux et fonctionnalités d'hybridation du soft au full, généralement dénommés par leur terminologie anglo-saxonne.

Le premier niveau correspond au Stop & start® de Valeo commercialisé sur la Citroën C3. À l'arrêt, un dispositif électrique, un alterno-démarreur, permet la mise en veille du moteur et le redémarrage après relâchement de la pédale de frein. Ce dispositif permet d'économiser entre 6 et 15 % de carburant (8 g de CO₂ /km en moyenne). Citroën avait fait une première expérience de ce type avec le « Dynavolt » en 1998 sur la Xsara. Un système proche existe sur la Lupo de Volkswagen.

Le second niveau est le freinage récupératif. Il consiste à récupérer l'énergie cinétique du véhicule lorsque la voiture freine ou décélère, au lieu de la dissiper sous forme de chaleur dans les freins. Cette énergie est stockée dans une batterie appropriée et restituée ensuite. Cette opération est dans la pratique très difficile à réaliser.

Une troisième fonctionnalité est l'optimisation du moteur thermique. Le principe est de le faire tourner à son niveau de rendement optimal, de stocker l'énergie dans les batteries lorsqu'elle est excédentaire et de la restituer lorsqu'elle est insuffisante, notamment dans les phases d'accélération. Le moteur électrique permet un surcroît de puissance et évite la surconsommation momentanée de l'accélération au moteur thermique. L'hybridation peut donc également permettre de diminuer la cylindrée du moteur thermique.

Enfin, un véhicule hybride peut être propulsé entièrement en mode électrique sans intervention du moteur thermique (fonction E-drive® sur la Toyota Prius).

L'IFP propose ainsi une classification des différents types d'hybrides et une évaluation des puissances électriques nécessaires et des économies potentielles en conduite urbaine :

Ces estimations faites sur cycle urbain sont favorable aux hybrides qui ont les performances le plus élevées dans cette configuration. Les gains sont en revanche plus faibles sur d'autres types de trajets, comme l'a montré François Badin de l'INRETS :

Ces gains doivent d'ailleurs être évalués au regard de leur coût (Source INRETS) :

Parmi les hybrides les plus aboutis, disponibles à l'achat dans les concessions, se trouvent les modèles produits par les constructeurs japonais Honda et Toyota. Leurs technologies ne sont pas identiques quoiqu'elles permettent désormais des performances comparables.

La principale différence perceptible pour le conducteur est le mode de combinaison du moteur électrique et du moteur thermique. Sur les modèles Toyota, les deux moteurs peuvent fonctionner indépendamment, ce qui permet un mode électrique silencieux tandis que le couplage permanent sur la Honda Civic conduit à la fermeture des soupapes du moteur essence mais pas son arrêt complet.

Techniquement, Toyota a choisi une architecture semi-parallèle tandis que Honda a mis en œuvre une architecture parallèle.

Le Toyota Hybrid system (THS) est particulièrement complexe. Ce sont deux moteurs/ générateurs électriques qui sont combinés au moteur thermique permettant un fonctionnement en série (cas de la traction électrique) ou en mode parallèle (apport de couple supplémentaire par un moteur électrique) ou à la fois en mode série et en mode parallèle. Pour parvenir à combiner ces différentes situations sans à-coups, une transmission dite « épiccycloïdale » a été développée. C'est ce mécanisme qui permet un découplage entre la propulsion électrique et le thermique, et donc un mode électrique silencieux.

Honda a choisi une architecture parallèle, c'est-à-dire que le moteur thermique et le moteur électrique partagent le même arbre, ce qui permet d'additionner les couples mais impose un rapport fixe entre leurs régimes. Cette architecture est combinée avec une boîte de transmission continûment variable (CVT) par courroie métallique. Commercialisé pour la première fois en 1999 sur le coupé Insight (2 places, carrosserie en aluminium, 90 g CO₂ / km), le système IMA (integrated motor assist) a été étendu sur la Honda Civic en 2004.

Moteur Honda-IMA - Source : F.Badin INRETS, 2005

Tableau des performances comparées de la Toyota Prius et de la Honda Civic de nouvelle génération :

Entre les deux constructeurs le point commun est cependant l'utilisation d'une électronique de haute puissance puisque le passage au mild hybrid nécessite de dépasser les 60 V. La Toyota Prius se situe, elle, à 500 V.

2. UNE TECHNOLOGIE AUJOURD'HUI EFFICACE, MAIS CHÈRE ET MARGINALE

La technologie hybride a désormais fait la preuve de son efficacité en tant que prototype mais aussi en tant que produit industriel.

En termes d'émissions, son avantage est double puisqu'elle permet de réduire significativement les émissions de CO₂ lorsque l'hybridation est complète. Les deux véhicules de niveau B sur le marché que sont la Prius et la Civic émettent moins de 110 g de CO_2, soit 50 % de moins en moyenne que les véhicules diesel de leur catégorie. Des véhicules diesel font aussi bien ou mieux mais ils sont de classe inférieure.

En termes de polluants locaux également, le gain de l'hybride est très significatif. Les performances de l'hybride sont les suivantes :

Source : Toyota

La technologie hybride, parce qu'elle consiste à combiner une motorisation thermique et une motorisation électrique, est chère. Son surcoût réel et supposé fait l'objet de débats assez vifs entre constructeurs sur son ampleur.

Les constructeurs japonais qui les commercialisent aujourd'hui mettent d'ailleurs en vente leurs véhicules à un tarif supérieur à celui du reste de leur gamme. Lors du lancement à l'automne 2005 de la nouvelle Honda Civic hybride aux États-Unis, le président de l'entreprise indiquait un surcoût de 2.500 $ par rapport à la version essence. En France, la Prius est commercialisée entre 25.000 et 29.000 €.

Une étude comparative récente réalisée par le magazine 60 millions de consommateurs33 permet d'avoir une idée de la différence de coût sur 4 ans. Il consistait à comparer les coûts respectifs d'achat (prime comprise) et d'usage (20.000 km/an) d'une Renault Mégane avec une Toyota Prius. Il en résultait que la Prius, au bout de quatre années, revenait à un coût identique à la version essence, mais était 2.000 € plus chère que la version diesel ou GPL, et 4.000 € plus chère qu'une Renault Kangoo GNV.

Le prix s'explique également en grande partie par le coût des batteries utilisées. Celles-ci sont particulièrement chères et difficiles à mettre au point. Les véhicules actuels sont équipés de batteries nickel-métal hydrure (Ni-MH) de fabrication Panasonic, Matsushita ou Sanyo. Si elles offrent beaucoup de puissance, elles ne permettent pas une grande autonomie. Une étape supplémentaire devra donc être franchie vers plus de performance et un moindre coût grâce à l'utilisation de batteries lithium-ion (Li-ion) produites à grande échelle. A cet égard, la prise de participation, en octobre 2005, de Toyota dans Subaru et Fuji Heavy industries a été interprétée comme la volonté du 1^er constructeur mondial de se rapprocher de l'un des principaux fabricants de batteries Li-ion.

La diffusion des véhicules hybrides est aujourd'hui limitée. Toyota a commercialisé 385.000 Prius dans le monde depuis son lancement en 1997. Fin juillet 2005, il y en avait moins de 2.000 en France et de 19.000 en Europe. Honda a commercialisé 100.000 hybrides depuis six ans.

Le marché évolue cependant rapidement. Entre 2003 et 2004, le marché a doublé. 166.000 hybrides ont été vendus en 2004 dont 78 % par Toyota et 17 % par Honda.

La démarche des constructeurs japonais et surtout de Toyota résulte de la conviction que la technologie hybride est l'une des clefs du futur de l'automobile, cette technologie devenant progressivement incontournable. Dès 1985, Toyota a investi dans ce domaine. Un centre dédié de recherche et de production de composants a été créé en 1989. Ce sont donc près de 20 ans de recherches continues qui permettent les succès technologiques actuels. Par ailleurs, les responsables de Toyota ont pour objectif d'avoir vendu 1 million de voitures hybrides en 2010 et que celles-ci représentent 20 % de leurs ventes en 2015. Toyota a donc entrepris de multiplier les modèles : Prius, RX 400h, Camry, Lexus GS... Ces modèles devraient être produits en Chine comme aux États-Unis.

3. UNE TECHNOLOGIE DEMAIN INCONTOURNABLE ?

Toyota et Honda ont-ils fait le bon choix technologique pour l'avenir ? L'hybride va-t-il devenir une solution commune à tous les véhicules ?

Aujourd'hui marginale dans la rue, la technologie hybride n'est déjà plus ignorée par aucun constructeur. Le salon automobile de Detroit de janvier 2005 en avait donné une première preuve. GM qui expérimente quelques 200 bus hybrides aux États-Unis a présenté deux prototypes intéressants : un SUV GMC Graphyte et une Opel Astra en version diesel hybride. Ces deux véhicules disposent de deux moteurs électriques et non d'un seul comme chez Toyota. Il s'agit d'apporter un complément de puissance au moteur selon le type de conduite. En ville, un moteur électrique est sollicité pour l'arrêt-départ et des accélérations à basse vitesse, l'autre si le véhicule est très chargé ou évolue en terrain accidenté. Ce dispositif est combiné sur le Graphyte avec une désactivation modulable des cylindres, 8, 6 ou 4 pouvant être utilisés selon les besoins. GM évalue le gain de consommation à 25 %. L'Opel est équipé dans le même esprit mais a un moteur diesel de 125 CV, dont la consommation serait inférieure à 8 l/100 km. Ford a, quant à lui, choisi d'acheter la technologie Toyota pour commercialiser très rapidement un SUV hybride, ce qui est le cas du Escape34 dont vos rapporteurs avaient pu voir des exemplaires au cours de leur mission aux États-Unis. Premier SUV hybride commercialisé, il a reçu le prix du « SUV de l'année » outre Atlantique. Ford poursuivra dans cette voie en commercialisant d'ici à 2010 une version hybride de tous ses modèles.

Le salon automobile de Francfort qui s'est déroulé mi septembre 2005 a confirmé cette tendance. Tous les grands constructeurs allemands ont présenté des prototypes hybrides. Ceux-ci sont plus proches du Stop & Start® que du « full hybrid ». Sur le nouveau SUV Q7, Audi a monté un dispositif de ce type mais beaucoup plus puissant puisqu'il s'agit de mettre en veille et de faire redémarrer un V8 de 4,2 l et 350 CV. BMW a présenté sur un X3 Efficient dynamics un dispositif semblable mais fonctionnant grâce à des supercapacités (condensateurs de haute puissance capables de fournir une forte énergie sur un temps court, souvent constitués de polymères). Il ne bénéficie pas encore d'une récupération de l'énergie au freinage. Mercedes a présenté sa nouvelle classe S en version hybride essence et hybride diesel. Ces prototypes affichent des gains de consommation de 20 et 25 % très supérieurs à ce qui peut être atteint par la seule mise en veille du moteur à l'arrêt.

BMW a annoncé début septembre 2005 qu'il participerait aux recherches communes Daimler-Chrysler / GM sur l'hybride qui ont débuté en 2005. Deux des principaux constructeurs américains ont donc décidé de trouver une réponse commune au défi lancé par Toyota et Honda sur le marché américain dominé par les gros véhicules à essence. Des versions hybrides des SUV Chevrolet Tahoe et GMC Yukon seront commercialisées d'ici à 2007. Porsche a annoncé une collaboration avec Volkswagen pour réaliser et commercialiser d'ici 2008 une version hybride du Cayenne.

En septembre 2005 également, le Premier ministre, M. Dominique de Villepin, a annoncé un plan de recherche doté de 100 millions d'euros en faveur de recherches sur le « véhicule propre », afin de réaliser une voiture familiale ne consommant que 3,5 l. de carburant aux 100 km. Cette dotation permettra simplement de prolonger jusqu'en 2010 les financements du PREDIT dans le cadre du plan « véhicule propre » lancé par son prédécesseur. Cette annonce a été justement interprétée comme un plan de financement public d'une voiture hybride française, vraisemblablement diesel. PSA devrait présenter un prototype de VUL début 2006.

Volkswagen travaille également sur l'hybride diesel. Le prototype d'une Golf Eco.Power a été présenté fin 2004. Doté d'un moteur de 104 CV, il ne consommait que 3,8 l aux 100 km.

L'intérêt pour l'hybride est très fort aujourd'hui. Il est vraisemblable qu'au cours des dix prochaines années le nombre des modèles augmentera fortement, tous les constructeurs en proposant, certains sur l'ensemble de leur gamme. Les ventes devraient progresser fortement mais de manière contrastée selon les marchés. Aux États-Unis et au Japon où le diesel est peu présent, la progression devrait être très forte. Certaines sources35 prévoient une multiplication par 7 de la part de marché, celle-ci passant de 0,5 à 3,5 % d'ici à 2012. Honda prévoit ainsi de vendre 50 % de Civic IMA en plus aux États-Unis par rapport à l'ancienne version, soit 40 000 unités par an.

Il est même possible que le marché américain s'ouvre aux véhicules diesel pour les particuliers plus rapidement qu'aux véhicules hybrides. Ceux-ci ne représentent que 3 % du marché aujourd'hui et pourraient en capter 7,5 % en 2012.

Au Japon, les objectifs du Gouvernement à l'horizon 2010 ne sont pas très différents. Sur 74 millions de véhicules en service, 132.000 véhicules hybrides roulent en 2004. C'est presque trois fois plus qu'en 2001 où ils n'étaient que 50.000. Le Gouvernement prévoit qu'il y en ait 2,1 millions en 2010 sur un parce de 75 millions, soit 2.6 %. Un développement spectaculaire est donc prévu - une multiplication par 42 en dix ans - mais n'en faisant la technologie dominante qu'à moyen terme.

D'autres analystes sont beaucoup plus optimistes et prévoient une croissance extrêmement forte des hybrides sur le marché américain si les prix du pétrole se maintenaient à la hausse. Ils pourraient représenter jusqu'à 20 % de parts de marché36.

En revanche, en Europe, l'hybride devrait progresser plus lentement en raison des performances actuelles des moteurs diesel et de leur faible coût.

La généralisation de motorisation hybride sera donc réelle dans les dix prochaines années, mais elle ne deviendra pas une technologie majoritaire dans les ventes et le parc. Elle restera marginale, comprise entre 5 et 15 % de parts de marché, sans choc pétrolier majeur.

L'hybride est-il pour autant une technologie à négliger ? Bien au contraire, selon vos rapporteurs, la technologie hybride se trouve à la jonction de la plupart des technologies du futur touchant au caractère moins polluant et économe du véhicule. Touchant l'ensemble du groupe motopropulseur, c'est une technologie transversale pouvant être adaptée à toutes les combinaisons de motorisation, y compris la pile à combustible. Les progrès spectaculaires prévisibles en termes de batteries ouvrent la voie d'une hybridation plus complète et proposant une plus grande autonomie électrique. Il est vraisemblable que seule cette technologie permettra une diffusion importante de véhicules essentiellement électriques.

Cette technologie pourra également se combiner aux moteurs thermiques du futur fonctionnant à base de biocarburants issus de la biomasse ou d'autres carburants liquides et fonctionnant de manière extrêmement économe. C'est en effet un concept technologique qui peut assez facilement être transposé sur plusieurs modèles différents d'un constructeur automobile.

Mais il reste à maîtriser le surcoût important de cette technologie par rapport à la propulsion classique pour en permettre la plus large diffusion.

Pour le constructeur Toyota, le schéma « Fuji » illustre bien l'orientation choisie : tout véhicule du futur, quel que soit son type de propulsion, utilisera le procédé d'hybridation. C'est un concept jugé incontournable et transposable à tout type de véchicule.

La voiture électrique a déjà échoué deux fois à supplanter ou même seulement à concurrencer la voiture à moteur à combustion interne. Deux raisons principales peuvent l'expliquer.

La première était l'immaturité de la technologie. Que ce soit au tout début de l'aventure automobile ou au début des années 1990, les performances des voitures électriques étaient trop faibles et leur coût trop élevé pour qu'elles apparaissent comme des concurrentes sérieuses.

La seconde est la quasi-absence de marché pour les voitures mono usage. En effet, l'autonomie des véhicules électriques est jusqu'à présent restée en-deçà des 100 km, de telle sorte que la voiture électrique ne pouvait être qu'une voiture urbaine, limitant très fortement sa capacité de pénétration sur le marché.

Depuis lors les recherches n'ont pas cessé et plusieurs scientifiques et entreprises misent à nouveau sur la voiture électrique compte tenu des progrès accomplis dans le domaine des batteries et de l'architecture des voitures. La démonstration de la viabilité technologique et économique de ces prototypes reste cependant à faire.

Aujourd'hui la question de la voiture électrique est de nouveau d'actualité. Les véhicules électriques se sont progressivement installés dans le paysage urbain. Plusieurs villes ont mis en place une desserte en bus électrique dans les centres historiques (Bordeaux, Rome...). En Asie, les deux roues électriques se développent très rapidement.

En ce qui concerne les voitures, la plupart des personnalités rencontrées par vos rapporteurs aux États-Unis, en Allemagne et au Japon, ne croient pas à un développement important dans les prochaines années en raison de performances toujours limitées. Cependant, les recherches se poursuivent en France et à l'étranger. De nouvelles batteries à base de lithium sont sur le point d'être commercialisées. En France, les véhicules qui en sont équipés sont encore des prototypes mais pourraient être largement diffusés dans les trois prochaines années.

Il est donc nécessaire de faire le point sur l'état de la recherche et les performances potentielles des nouvelles voitures électriques puis d'examiner leurs capacités à constituer une réelle alternative.

POURQUOI LA VOITURE ÉLECTRIQUE A-T-ELLE ÉTÉ UN ÉCHEC DANS LES ANNÉES 1990 ?

La voiture électrique, porteuse de grands espoirs au début des années 1990, n'a pas pu trouver son marché.

La voiture électrique fait partie à part entière de l'aventure automobile depuis le commencement.

Avant la première guerre mondiale, le moteur électrique est une concurrente potentielle du moteur à combustion interne. En 1899, la première voiture à franchir les 100 km/h est une voiture électrique française, la Jamais contente. Des taxis électriques roulaient à Paris et à Londres en 1911. En 1915, un tiers des véhicules américains étaient électriques.

La voiture électrique a été abandonnée dans les années 1930. Les progrès du moteur à combustion interne (fiabilité, démarrage, facilité d'approvisionnement) l'ont rendue obsolète (problème persistant d'autonomie et de recharge des batteries). En effet, l'un des problèmes majeurs des véhicules électriques est le stockage de l'énergie dans des batteries à la fois légères et performantes.

Après ce premier « échec », ce sont les chocs pétroliers et l'évolution de la réglementation californienne qui ont été les éléments déclencheurs d'un retour à la propulsion électrique. L'un des symboles de cette nouvelle génération et de la relance des travaux fut la R5 électrifiée, présentée au G8 de Versailles au début des années 1980.

Les avantages du véhicule électrique suscitent de nouveau l'intérêt :

_ absence de pollution et d'émission locale de gaz à effet de serre,

_ silence de fonctionnement,

_ rendement énergétique élevé du moteur électrique (x 2 ou x 3 celui du moteur thermique),

_ fiabilité mécanique du moteur électrique,

_ indépendance vis-à-vis du pétrole.

Depuis cette époque également, ses promoteurs mettent en avant la pression croissante de la réglementation et de la population qui amènerait à limiter l'accès des automobiles thermiques dans les centres villes.

L'une des difficultés de principe du véhicule électrique est l'origine de l'électricité. Si le véhicule ne pollue pas sur le lieu d'utilisation, qu'en est-il de l'électricité qui l'alimente ? Très peu de pays dans le monde ont une production d'électricité « propre » et exempte de production de gaz à effet de serre. Ainsi, dans la plupart des pays du monde qui n'ont ni ressource hydroélectrique suffisante, ni un nombre important de centrales nucléaires, la voiture électrique émet autant ou plus de gaz à effet de serre qu'un véhicule thermique. En France même, l'origine nucléaire de l'électricité ne va pas sans faire hésiter certains partisans de la voiture électrique...

Le véhicule électrique peut être défini de manière large en fonction des différentes filières de provenance de l'électricité et de son lieu de production (en dehors ou non du véhicule) :

_ au sol à l'aide de centrales électriques ;

_ dans le véhicule par : un moteur thermique (hybride), un reformeur embarqué et une pile à combustible, de l'hydrogène stocké et une pile à combustible.

Cela conduit à proposer de distinguer trois catégories de véhicules électriques :

- les véhicules électriques à batteries. Ils utilisent l'énergie emmagasinée dans les batteries à travers un moteur électrique propulsant le véhicule (BEV : battery electric vehicle) ;

- les véhicules électriques hybrides. Ils sont propulsés à partir de différentes sources d'énergie (fossile et électrique) (HEV : hybrid electric vehicle) ;

- les véhicules alimentés à l'hydrogène. Ils sont propulsés à partir de l'hydrogène soit produit, soit stocké à bord (FCV : fuell-cell vehicle).

Vos rapporteurs ne traiteront ici que du véhicule électrique à batteries.

Au début des années 1990, les recherches menées depuis le premier choc pétrolier ont semblé devoir porter leurs fruits. En effet, la mise au point des batteries Nickel Cadmium était un véritable saut technologique permettant des performances très nettement supérieures à la traditionnelle batterie plomb acide.

A l'époque, les principaux experts et plusieurs industriels français de l'automobile pensaient que les temps étaient mûrs pour un développement rapide de la voiture électrique. La production de 50 000 véhicules par an en France en 1995 était estimée très probable.

Les performances atteintes, 100 km d'autonomie, semblaient suffisantes pour que les consommateurs qui ont un usage quotidien urbain de leur véhicule et effectuent peu de trajets par jour se tournent massivement vers cette technologie. De plus, les évolutions des recherches devaient permettre de commercialiser rapidement de nouvelles batteries plus performantes.

Des politiques publiques très favorables vont être mises en place en France et en Europe :

Elles comprendraient notamment une politique de développement des bornes de recharges et de mise à disposition gratuite.

En effet, les véhicules électriques se rechargent normalement dans des lieux privés à partir d'une prise de 16 A protégée par un disjoncteur différentiel de 30 mA, identique à celui d'une salle de bains. Ce sont les prises installées dans les maisons ou les parkings d'entreprises.

Les bornes mises à la disposition des usagers sur la voie publique sont du même type (16 A). L'électricité peut être facturée mais plusieurs villes ont choisi de les mettre à disposition gratuitement (Paris et La Rochelle). L'électricité n'étant pas soumise à la TIPP, le  « plein » coûte de l'ordre de 1 € aux 100 km. Ces bornes permettent de retrouver une autonomie de 5 km par 10 minutes de charge. Ces bornes, comparables aux bornes domestiques conviennent aux usages actuels de la voiture électrique (longue recharge de nuit et petit complément le jour). La longueur du temps de charge est cependant une telle contrainte et une telle peur - celle de la panne électrique - que d'autres solutions doivent être envisagées.

Des bornes de recharge rapide ont été mises en place dans quelques villes dont La Rochelle. Elles permettent de récupérer 20 km d'autonomie en 10 minutes. Il en existe 90 exemplaires.

Au total, en France, il y aurait environ 850 bornes de recharge.

· Les ventes de véhicules électriques entre1995 et 200037 :

En réalité, ce sont moins de 15 000 véhicules électriques qui auront été produits depuis le début des années 1990 par les constructeurs français. Aujourd'hui une centaine de véhicules électriques sont vendus chaque année. Comment expliquer cet échec technique et commercial ?

Tout d'abord le marché a été surestimé. Très peu de ménages ont les moyens d'acheter une voiture mono usage, uniquement pour la ville. Peu de ménages ont également l'habitude de louer un véhicule pour les fins de semaine et les vacances. Seuls les cadres supérieurs urbains déjà bimotorisés et sensibles à l'environnement pouvaient donc acheter un véhicule électrique. Ce n'était pas suffisant pour vendre 50 000 véhicules par an, surtout quand les produits ne correspondent pas à cette tranche très spécifique de la population. Chacun souhaite pouvoir tout faire avec sa voiture, c'est un outil de liberté individuelle. Or, l'autonomie limitée et le temps de charge excessif des véhicules électriques étaient opposés aux fondements de l'achat automobile.

Ensuite, la préoccupation environnementale de la population était et reste faible au regard des autres critères d'achat d'une voiture : performance, beauté, sécurité, budget...

La troisième raison est le coût trop élevé des batteries. Le surcoût à l'achat étant inacceptable pour le consommateur, des solutions de location ont été proposées mais n'ont pas permis de proposer le véhicule électrique à un coût équivalent de la petite voiture diesel qu'elle était censée remplacer. Ni les consommateurs, ni les administrations n'ont souhaité ou pu investir dans une technologie chère et inadaptée.

En effet, la quatrième raison est l'insuffisance des performances. En effet, l'autonomie de ces véhicules se situe plutôt autour de 80 km que de 100 km. Encore cela doit-il être converti en heures d'utilisation ou être réévalué du fait de l'usage du chauffage ou d'autres équipements de confort. Il était également difficile de connaître l'état de charge exact de la batterie et de mesurer sa durée de vie restante en raison d'effets mémoire indésirables. Plusieurs utilisateurs se sont aperçus que dans un relief mouvementé ou par faible température l'autonomie devenait trop faible pour envisager d'utiliser de tels véhicules.

Le problème technologique est complexe car les capacités des batteries sont liées à la nécessité de les recharger sur le réseau électrique normal. Dès lors elles doivent être rechargées pendant près d'une dizaine d'heures car elles supportent mal les recharges partielles ou rapides. Une fois l'autonomie épuisée, il faut donc attendre une journée ou une nuit entière pour retrouver une voiture avec tout son potentiel. L'échange standard des batteries pose jusqu'à présent des problèmes insolubles car elle n'est pas aussi aisée que celle des chevaux de poste. Il s'agit de 200 à 400 kg à manipuler. De plus, comme il est difficile de connaître leur état exact en raison des effets mémoire, le consommateur ne peut pas être sûr de disposer d'une capacité identique. C'est en définitive beaucoup trop complexe par rapport au plein d'essence dans une station-service.

L'échec de la voiture électrique dans les années 1990 permet de tirer un enseignement principal. Une voiture électrique ne pourra concurrencer avec succès les véhicules thermiques que si elle respecte le principe de transparence, c'est-à-dire proposer aux consommateurs un véhicule ayant les mêmes performances, la même polyvalence et le même coût qu'un véhicule thermique.

LES PROJETS ET LES POTENTIALITÉS

· Les principes d'une pile/batterie

Une pile est un convertisseur d'énergie chimique en énergie électrique grâce au contrôle d'une réaction d'oxydoréduction spontanée, c'est-à-dire l'échange d'électrons entre deux pôles ou électrodes : une anode (oxydation/perte d'électrons) et cathode (réduction, gain d'électrons).

Entre les deux se trouve un milieu, l'électrolyte, permettant le passage des ions mais non conducteur des électrons. C'est un conducteur ionique mais un isolant électrique.

La possibilité d'inverser la réaction permet de créer une batterie. Les caractéristiques principales d'une batterie sont les suivantes :

_ tension (volts),

_ capacité massique (milliampère-heure par gramme/mAh/g),

_ capacité volumique (millampère-heure par litre/mAh/l),

_ puissance massique (watt par kilogramme/W/kg, elle détermine la capacité d'un véhicule à changer de régime et donc à accélérer),

_ densité d'énergie massique (Wh/kg, elle détermine l'autonomie du véhicule),

_ densité d'énergie volumique (Wh/l),

_ stabilité thermique,

_ température d'utilisation,

_ stabilité au cours des cycles de charge et décharge qui commande la durée de vie par le nombre des cycles possibles.

Il existe deux grands types de batteries :

_ Les accumulateurs en milieu aqueux comprenant des systèmes

- acides (batterie au plomb),

- alcalins (nickel-cadmium, nickel-hydrure métallique,
nickel- hydrogène) ;

_ Les accumulateurs en milieu organique (ion-lithium).

· La batterie au plomb

La batterie au plomb ou « acide-plomb » a été inventée en 1839 par Gaston Planté. Elle a notamment permis à Camille Jenatzy, en 1899, d'atteindre la vitesse de 105 km/h et une autonomie de 50 km à bord de la voiture Jamais contente.

Cette batterie utilise le plomb, l'oxyde de plomb (PbO₂) et le sulfate de plomb (PbSO₄). L'électrolyte est une solution aqueuse d'acide sulfurique. Elle peut délivrer une tension élevée (2,1V) mais sa masse réduit son énergie spécifique (35 Wh/kg).

· Les batteries alcalines

Elles ont pour point commun une électrode à base d'hydroxyde de nickel Ni(OH₂) et une solution aqueuse de potasse (KOH) concentrée comme électrolyte.

La réduction du matériau se fait par réduction de l'ion métallique (Ni⁺) tandis qu'un ion (H⁺) est inséré dans la structure du matériau (intercalation). Au cours de la recharge, l'ion métallique libère un électron et un ion H⁺ est désintercalé et expulsé de la structure.

Ces batteries souffrent de deux handicaps : un effet mémoire (limite de la durée de vie) et une instabilité thermodynamique vis-à-vis de l'eau (décharge d'autant plus rapide que la température est élevée).

Les batteries alcalines se différencient par la nature de la deuxième électrode : un gaz (H₂) ou des matériaux métalliques (Ni-Cd ou Ni-MH).

Les batteries Nickel-Cadmium (Ni-Cd) offrent une bonne densité d'énergie (50 Wh/kg) mais une mauvaise stabilité et souffrent de la toxicité des composants.

Les hydrures métalliques fonctionnent grâce à leur capacité à stocker l'hydrogène et à libérer des hydrures (ions H^-). Ces batteries nécessitent des terres rares et une température élevée.

· Les batteries au lithium

Il en existe deux types principaux : lithium-graphite et lithium-polymère.

Le lithium est un métal alcalin très léger (numéro atomique Z=3 et masse molaire 6,94 g/mol). Il réagit violemment au contact de l'eau et s'oxyde en présence d'oxygène ou d'azote, d'où la nécessité d'un électrolyte organique anhydre et d'un conditionnement sous atmosphère inerte. Il faut en outre éviter la formation de filaments métalliques entre les électrodes (dendrites). Ces particularités expliquent les différences entres les deux types de batteries au lithium.

Dans les batteries lithium-graphite (dites lithium-ion), le métal pur est remplacé par un composé d'intercalation, le graphite, accueillant un ion lithium pour six carbones. L'autre électrode est composée d'un autre matériau d'intercalation (LiCoO₂, LiNiO₂ ou LiMnO₄). Les ions lithium circulent donc d'un matériau à un autre.

Cette technologie a un coût élevé mais permet de fortes tensions et une grande densité d'énergie sans effet mémoire.

Les batteries lithium-polymère intègrent tous les matériaux actifs dans un fil plastique poreux « polymère » conducteur ionique.

Les recherches se poursuivent sur les différents types de batteries en fonction de leur usage potentiel.

Les batteries plomb-acide (électrode en pomb, acide sulfurique comme électrolyte) sont une technologie éprouvée et sûre. Elles équipent la totalité des véhicules. Leur coût moyen est faible et compris entre 15-30 €/kWh pour le démarrage et 50-100 €/kWh pour le transport. Son principal handicap est sa faible densité massique en énergie (30 Wh/kg). Parfaitement adaptées au démarrage, elles semblent aussi offrir le meilleur rapport performance/prix pour le « stop & start » demandant peu d'énergie. Des batteries « plomb compressé » verront prochainement le jour et seront certainement utilisées plusieurs années encore pour les applications industrielles et le transport de proximité (petits bus de 22 places).

Source : EDF, 2005.

Les batteries Nickel utilisant une électrode Nickel se subdivisent en deux catégories : Nickel Cadmium (NiCd) et Nickel métal hydrure (NiMH). La batterie NiCd fabriqué par SAFT et placée sur les véhicules électriques produits au cours des années 1990 leur a conféré une autonomie de l'ordre de 70 à 80 km. Sa densité en énergie est 50 % plus élevée que les batteries au plomb. Ce type de batterie va progressivement disparaître en raison de l'évolution des normes environnementales (dangerosité du cadmium). Il était également difficile de connaître précisément son niveau de charge et sa durée de vie dépendait de cycles complets de charge-décharge.

Les batteries Nickel métal Hydrure permettent un nouveau progrès dans les performances. La densité d'énergie est deux fois plus importante (70 Wh/kg) que dans une batterie au plomb. Elles sont pour l'instant essentiellement utilisées dans les véhicules hybrides (Toyota Prius et Lexus RX400 h) et produites par des firmes japonaises (Panasonic, Matsushita, Sanyo). Elles offrent une puissance massique très élevée (1.500 W/kg à 20 °C). Elles sont sûres d'utilisation (sécurité, gestion de la charge, durée de vie), mais onéreuses à fabriquer. Des recherches sont effectuées sur le nickel zinc mais il n'est pas certain que cette technologie soit suffisamment performante pour concurrencer les batteries au lithium.

Les batteries Sodium Nickel Chlorure (NaCl et NiCl₂) - ZEBRA -, de la société suisse MES-DEA, ont pour intérêt d'avoir une densité d'énergie supérieure à 100 Wh/kg. Il s'agit de batteries « chaudes » fonctionnant à 300 °C. Contenant un électrolyte liquide, elles doivent être conditionnées dans un caisson étanche. Elles occupent donc un volume relativement important ce qui les destine à être essentiellement utilisées par les bus électriques et véhicules lourds. Un usage automobile n'est toutefois pas exclu.

Les batteries au lithium (lithium ion et lithium polymère) sont celles qui offrent le plus grand potentiel pour les futures voitures électriques. Elles pourraient fournir une autonomie comprise entre 200 et 300 km. Elles pourraient aussi équiper des véhicules hybrides rechargeables.

Les batteries lithium ion sont des batteries à électrolyte liquide. Peu de sociétés en fabriquent pour assurer l'alimentation de véhicules électriques, l'essentiel des usages étant réservés pour l'instant à l'électronique portable. Selon les modèles ou les sociétés, les batteries ont des caractéristiques variables. La société française SAFT, l'une des plus performantes au monde dans ce secteur, a mis au point des batteries de haute puissance (2 850 W /kg), de moyenne puissance (1170 W/kg) et de haute énergie (420 W/kg et 150 Wh/kg).

Les batteries lithium polymère sont des batteries solides. Tous les éléments sont sous forme de films plastiques pour l'électrolyte et la cathode et métallique (lithium) pour l'anode. Elles sont fabriquées en France par la société BatScap et au Canada par la société Avestor mais pour des usages stationnaires.

Enfin les super condensateurs qui permettent de délivrer une puissance très élevée pendant un faible laps de temps seront sans doute adaptés à des usages spécifiques de transport en commun (tramway - stop & go) et pour l'équipement de voitures mild-hybrid en complément du système d'alternodémarrage.

Logiquement, les deux voies les plus explorées par les constructeurs qui espèrent mettre sur le marché un véhicule électrique polyvalent sont les batteries lithium ion et lithium polymère.

Dassault-Heuliez et Bolloré relancent la réalisation d'une voiture électrique compétitive.

Dans le cadre du programme interministériel PREDIT, la Société de la voiture électrique (SVE) qui résulte de l'association en 2001 du groupe Dassault et de Heuliez, a été aidée par l'État pour construire 30 véhicules électriques et hybrides, et les expérimenter dans les conditions réelles d'utilisation.

SVE a ainsi mis au point trois véhicules successifs Cleanova I, II et III. La Cleanova I était dotée d'une carrosserie propre. La Cleanova II a été élaborée sur la base de la Renault Kangoo, sans toutefois que logo Renault apparaisse. Enfin, la troisième version est fabriquée sur celle de la Renault Mégane Scenic dont le losange est à nouveau présent sur la calandre, petit détail qui a montré au salon de Genève la volonté du constructeur français d'être à nouveau présent dans ce secteur.

Les Cleanova sont équipées de batteries SAFT lithium-ion. Cette technologie est testée depuis près de 10 ans. Elle disposerait d'une autonomie de 210 km en cycle urbain. L'énergie massique est de 150 Wh/kg. La batterie de 25 kWh se recharge sur le secteur (230 V - 16 A) en 7 heures et peut être rechargée à hauteur de 70 % en 30 minutes mais à partir de prises spécifiques (35 kW - 150 A).

Le coût affiché est de 350 €/kWh. Les accumulateurs représenteraient un poids de 250 kg dont le coût à l'achat serait de 11.000 € pour une production de 2000 à 5000 par an.38

SVE a également présenté au Mondial de Paris une Cleanova dotée d'un prolongateur d'autonomie permettant de parcourir plus de 400 km. Cette voiture hybride est d'une puissance électrique de 22 kWh et dispose d'un moteur essence et d'un réservoir de 20 litres.

Source : SVE

SVE espère placer ces véhicules auprès des grands opérateurs publics (Poste, EDF, État et collectivités territoriales) puis auprès du grand public. La commercialisation est envisagée à partir de 2007.

Au-delà de son expérimentation en France, SVE a signé, le 9 octobre 2004, un partenariat avec le chinois Wanxiang pour la vendre dans ce pays notamment à l'occasion des Jeux olympiques de Pékin en 2008. Il est question d'une commande de 70 000 taxis électriques.

Bolloré et sa filiale Batscap sont le deuxième grand acteur en France de ce secteur. La voiture électrique Batscap intitulée BlueCar a été présentée pour la première fois au Salon de Genève en 2005. Ce prototype vise surtout à démontrer la faisabilité et la viabilité de la technologie des batteries lithium polymère. L'architecture de la voiture et la traction électrique ont été conçues avec Matra Auto Engineering, Pininfarina et Philippe Guédon. Celui-ci a d'ailleurs coutume de dire que la Blue Car est la première voiture électrique dans sa conception, toutes les autres n'étant que des « voitures électrifiées » n'ayant pu bénéficier de toutes les avancées permises par la propulsion électrique, notamment en termes d'habitabilité et de capacité de chargement.

La batterie lithium polymère développée par Bolloré est issue du savoir-faire acquis par le groupe dans les papiers minces puis les films plastiques et les condensateurs. Des travaux sont engagés depuis 1993 pour un montant total de 70 millions d'euros. Depuis novembre 2001, EDF collabore à ces recherches et a pris une participation de 20 % dans Batscap.

Cette batterie est composée de multiples unités de base de 2,5 V constituées du bobinage d'un film de 150 µm. Ce film est composé de quatre couches : anode en lithium métallique, électrolyte en polyoxyéthylène et sels de lithium, cathode en oxyde de vanadium, carbone et polymère et d'un collecteur de courant. Ces batteries fonctionnent à une température de 90 °C.

Batscap indique qu'elle sera à même de répondre aux besoins. Elle doit procurer une autonomie supérieure à 200 km, une bonne accélération et une vitesse de pointe de 120-130 km. Son niveau de cha