Les véhicules électriques peuvent parcourir de longues distances

Une préoccupation persistante des consommateurs américains concernant les véhicules électriques (VE) est la capacité de ces voitures et camions à batterie à les emmener où ils veulent sans manquer d’énergie. Personne ne souhaite être coincé longtemps à une station de recharge en plein milieu d’un trajet, ou pire, être bloqué sans station de recharge à proximité.

Une étude approfondie menée par des chercheurs de l’Université du Delaware en collaboration avec l’Université Dalhousie et le Georgia Tech pourrait aider à dissiper une partie de cette « angoisse d’autonomie » liée aux VE.

La recherche, publiée le 21 février dans la revue à comité de lecture Energies, analyse les données enregistrées à partir de 333 voitures à essence sur une période d’un à trois ans et modélise ensuite la capacité des VE avec différentes tailles de batteries, puissances de recharge et emplacements de recharge à effectuer les mêmes trajets.

L’une des préoccupations persistantes des consommateurs américains à l’égard des véhicules électriques (VE) est la capacité de ces voitures et camions à batterie à vous emmener là où vous le souhaitez sans tomber en panne d’électricité. Personne n’a envie d’être bloqué à une station de recharge pendant longtemps au milieu d’un voyage, ou pire, d’être bloqué sans station de recharge à proximité.

Une étude approfondie menée par des chercheurs de l’université du Delaware avec des collaborateurs de l’université Dalhousie et de Georgia Tech pourrait contribuer à dissiper une partie de cette « angoisse de l’autonomie » associée aux VE. La recherche, publiée dans le numéro du 21 février de la revue à comité de lecture Energies, analyse les données enregistrées par 333 voitures à essence sur une période d’un à trois ans, puis modélise la capacité des VE de différentes tailles de batterie, de puissance de recharge et de lieux de recharge à effectuer les mêmes trajets.

« Ce que nous avons fait, c’est déterminer combien de fois les gens conduisent par an, en distinguant chaque trajet et chaque arrêt, puis nous avons superposé ces données avec tous les VE possibles que vous pourriez acheter« , a déclaré l’auteur principal de l’article, Willett Kempton, professeur de sciences et de politiques marines et d’ingénierie électrique et informatique à l’université de Düsseldorf. « Si vous savez quelle distance vous devez parcourir, nos données sur l’autonomie et la vitesse de chargement vous indiqueront quels VE vous conviendront le mieux.« 

Les conclusions de l’équipe soulignent que, comme les baskets, les VE peuvent vous emmener là où vous voulez aller, et certains peuvent vous aider à le faire plus rapidement – mais l’option la plus chère ne vaut peut-être pas l’investissement.

« L’une des idées fausses qui circulent est que nous ne pourrons pas remplacer l’essence à moins d’avoir des batteries plus grandes et une recharge ultra-rapide », a déclaré M. Kempton. « Mais cette étude nous apprend qu’il existe un segment du marché – entre 25 et 37 % des automobilistes – où les VE dotés de batteries plus petites, combinés à un système de recharge communautaire, peuvent répondre à tous leurs besoins en matière de déplacements en voiture.« 

Cette combinaison de VE à bas prix et de recharge communautaire à bas prix pourrait grandement contribuer à élargir l’accès aux VE à un plus grand nombre de conducteurs américains.

M. Kempton note que cette minorité de conducteurs mieux adaptés aux VE à batterie plus petite représente un éventail diversifié de personnes, dont de nombreux citadins, ceux qui utilisent l’avion ou le train pour des trajets plus longs, certains Américains à faible revenu et certaines personnes âgées, entre autres.

« Si l’on additionne les catégories, ces personnes n’ont pas besoin de plus qu’un véhicule à batterie de taille moyenne« , a déclaré M. Kempton. « Et ce véhicule électrique doté d’une batterie plus petite, qui leur convient, coûtera beaucoup moins cher – jusqu’à 10 000 dollars de moins – qu’un véhicule électrique doté d’une grosse batterie.« 

Sur la base de l’analyse détaillée de l’équipe, M. Kempton a déclaré qu’un véhicule électrique doté d’une batterie plus petite répondrait à presque tous les besoins de conduite de la majeure partie de la population, mais pas à tous, si certaines adaptations sont acceptables. Les recherches de l’équipe ont montré qu’un véhicule de 150 miles (240 km) répondrait aux besoins de la majorité des conducteurs s’ils sont prêts à adapter leurs plans de conduite et de recharge pour des trajets plus longs seulement 3 à 4 fois par an.

Selon la Federal Highway Administration, les véhicules légers aux États-Unis parcourent en moyenne une heure par jour et 35 miles (56 km). Mais ce chiffre peut être trompeur, selon Nathaniel Pearre, de l’université Dalhousie, coauteur de l’étude, qui a réalisé une grande partie de l’analyse statistique.

« La distance quotidienne moyenne parcourue par une personne ne renseigne pas sur la taille de la batterie nécessaire pour le plus long trajet en voiture de l’année« , explique M. Pearre. « Nous sommes partis des données GPS (positionnement par satellite) de chaque voiture et avons calculé tous les trajets et tous les arrêts de l’année. Pendant les trajets, la batterie s’épuise et les arrêts sont l’occasion de la recharger« .

Vous envisagez d’acheter un véhicule électrique ? Gardez ceci à l’esprit

Si vous envisagez d’acheter un VE, quel est le conseil de Kempton ?

« Réfléchissez à vos habitudes de conduite avant d’acheter un VE. « Pensez aux kilomètres les plus longs que vous parcourez en une journée et au nombre de fois où cela se produit. Vous voulez que vos trajets les plus longs correspondent à un véhicule électrique capable de répondre à vos besoins en matière d’autonomie. Si vous ne parcourez pas plus de 100 miles par jour (160 km), vous pouvez acheter un véhicule électrique moins cher qui peut facilement répondre à vos besoins, avec une marge de 150 miles (240 km) par exemple. Ensuite, lorsque vous voudrez faire ce voyage annuel pour rendre visite à tante Sally, qui habite à 500 miles (800 km), vous pourrez emprunter la voiture de votre voisin, prendre le train ou louer une voiture – ou prévoir quelques arrêts, à des stations de recharge fiables, pour recharger votre véhicule.

Une plus grosse batterie n’est pas nécessairement meilleure, prévient-il.

« Réfléchissez au type de véhicule électrique que vous voulez », a déclaré M. Kempton. « S’il s’agit d’une voiture plus chère, et si vous considérez que vous ne conduisez pas beaucoup par jour, surtout si vous vivez dans une zone urbaine, vous n’avez pas besoin d’une batterie aussi grande« , a déclaré M. Kempton.

« Une grande autonomie n’est pas un ajout insignifiant. Ces grosses batteries peuvent ajouter 10 000 dollars ou plus au coût d’un véhicule électrique, et qui veut payer 10 000 dollars de plus que nécessaire ? De plus, il est inutile de transporter le poids supplémentaire de batteries dont on n’a pas besoin.« 

L’amélioration de l’accessibilité des VE va de pair avec la nécessité de disposer d’un plus grand nombre de stations de recharge dédiées. De nombreuses personnes qui sont les meilleurs candidats pour des VE moins chers et dotés de batteries plus petites vivent dans des zones urbaines qui n’ont pas encore de parking réservé aux VE dans leur immeuble ou qui n’ont pas de bornes de recharge dans la rue dans les zones résidentielles.

Il est intéressant de résoudre le problème de l’autonomie, car les constructeurs automobiles ne sont pas les seuls à devoir mettre ces VE à disposition, le secteur public doit également disposer de bornes de recharge publiques judicieusement situées pour permettre l’utilisation de ce type de VE à faible batterie et à faible coût », a déclaré M. Kempton.

« Nous devons donc faire en sorte que le secteur public s’aligne sur ce que fait le secteur privé. Ainsi, lorsque vous conduisez votre véhicule électrique pour aller au travail, rendre visite à un ami ou vous rendre au centre communautaire, vous pouvez trouver des bornes de recharge pour vous recharger lorsque vous vous arrêtez pour un certain temps. Si votre logement nécessite un stationnement dans la rue, il doit également y avoir des bornes de recharge à cet endroit« .

Dans son étude, l’équipe a modélisé une flotte virtuelle diversifiée de VE avec une variété de capacités de batterie et d’autonomie déclarée, avec :

• Chevy Volt 2012 avec une autonomie de 40 miles en mode EV (65 km)
• Aptera 2e avec une autonomie de 100 miles (160 km)
• Renault Zoe 2013 avec une autonomie de 93 miles (150 km)
• Nissan Leaf 2011 avec une autonomie de 71 miles (114 km)
• 2012 Tesla S 40 avec une autonomie de 139 miles (224 km)
• 2023 Chevy Bolt avec une autonomie de 259 miles (416 km)
• Tesla S 85 avec une autonomie de 300 miles (482)
• 2022 Ford Mach-E Rt. 1 avec une autonomie de 312 miles (502 km)
• 2022 GMC Hummer avec une autonomie de 329 miles (529 km)

L’ensemble de données sur les voitures à essence utilisé dans la recherche a été développé par les coauteurs de l’étude, Randall Guensler du Georgia Institute of Technology et Vetri Elango, anciennement du Georgia Tech et maintenant chez Google, avec le soutien du ministère américain des transports. L’étude est basée sur un échantillon aléatoire de 333 conducteurs de voitures à essence dans l’agglomération d’Atlanta.

Nathaniel S. Pearre, coauteur de l’étude, a effectué la majeure partie de l’analyse des données et rédigé certaines parties de l’article. Il a obtenu son doctorat alors qu’il travaillait avec Kempton et est aujourd’hui ingénieur de recherche à l’université Dalhousie à Halifax, en Nouvelle-Écosse.

Légende illustration : Willett Kempton, de l’UD, tient un module de batterie pour véhicule électrique dans son laboratoire de recherche sur le campus STAR (Science, Technology and Advanced Research) de l’UD. M. Kempton et son équipe travaillent en partenariat avec l’industrie pour développer des technologies et des normes internationales qui accélèrent l’électrification des transports et l’intégration des véhicules électriques dans le réseau électrique. Crédit / University of Delaware/ Evan Krape