Le changement climatique était sur le point de créer un cercle vicieux intéressant pour les véhicules électriques. L’électrification des transports peut grandement contribuer à réduire les émissions de carbone qui font monter les températures mondiales. Mais des températures plus chaudes accélèrent également la dégradation des batteries, dont la performance peut être un facteur décisif pour les personnes envisageant l’achat d’un VE.
Dans une nouvelle étude dirigée par l’Université du Michigan, cependant, des chercheurs ont démontré que les batteries se sont considérablement améliorées au cours des dernières années. À tel point, en fait, que leurs gains compenseront plus que largement leur dégradation attendue liée à la chaleur sur une planète en réchauffement.
« Grâce aux améliorations technologiques, les consommateurs devraient avoir plus confiance dans leurs batteries de VE, même dans un avenir plus chaud », a déclaré Haochi Wu, auteur principal de l’étude publiée dans la revue Nature Climate Change. Wu a effectué ce travail en tant qu’étudiant doctorant invité à l’U-M School for Environment and Sustainability, ou SEAS.
L’étude de l’équipe a combiné des simulations de VE avec des modèles de dégradation des batteries et de changement climatique pour comparer l’endurance des anciennes batteries fabriquées entre 2010 et 2018 avec les nouvelles batteries fabriquées entre 2019 et 2023. Dans un scénario où la planète se réchauffe de 2 degrés Celsius, la durée de vie des anciennes batteries diminuerait en moyenne de 8 % jusqu’à un maximum de 30 %. Pour les nouvelles batteries, la baisse moyenne de durée de vie n’est que de 3 % et le maximum est seulement de 10 %.
« Je pense que ces améliorations sont bien connues des experts du domaine. Mais, quand j’ai commencé ce projet, je consultais des forums web et je lisais comment les gens décidaient de leur voiture », a expliqué Wu. « Il subsiste encore beaucoup d’inquiétudes concernant la durabilité des batteries de VE. »
Ces préoccupations étaient en partie alimentées par une série d’incidents il y a environ une décennie où les conducteurs de VE sous des climats plus chauds voyaient la capacité de leurs batteries s’évaporer, a souligné Wu. Mais ces problèmes devraient appartenir au passé, selon l’analyse de l’équipe.
Analyses sous la chaleur
Les chercheurs ont examiné la durée de vie des batteries dans 300 villes à travers le monde sous divers scénarios de réchauffement et ont constaté que les améliorations se confirmaient à l’échelle mondiale. En fait, les villes les plus chaudes, comme celles proches de l’équateur, sont en réalité celles qui pourraient enregistrer les gains les plus importants.
La méthodologie de l’équipe a également retenu l’attention des experts du domaine, ainsi que des éditeurs de la revue ayant publié le travail. Leur cadre a couplé des projections climatiques avec des modèles de dégradation des batteries calibrés expérimentalement et des simulations du comportement de conduite des VE pour créer des profils de batterie haute fidélité à des échelles temporelles granulaires, a expliqué Wu.
« Les auteurs trouvent une manière intéressante de modéliser le rôle important du progrès technologique dans l’atténuation de l’effet négatif du changement climatique », ont écrit les éditeurs de Nature Climate Change. La revue a également invité Wu et Craig à soumettre un briefing de recherche sur leur travail, le rendant ainsi plus visible et accessible à la communauté scientifique.
Il existe cependant quelques mises en garde importantes associées aux résultats de l’étude, a souligné l’auteur principal, Michael Craig, professeur associé au SEAS et au Département de génie industriel et de recherche opérationnelle, ou IOE. Il est important de noter que l’équipe a utilisé deux VE représentatifs pour son travail, la Tesla Model 3 et la Volkswagen ID.3.
« Dans des régions comme l’Europe et les États-Unis, nous avons l’impression de bien maîtriser la technologie des batteries disponible dans ces régions », a ajouté Craig. « Mais lorsque nous examinons des villes en Inde ou en Afrique subsaharienne, par exemple, elles peuvent avoir des parcs de véhicules très différents – et c’est presque certainement le cas. Nos résultats peuvent donc être optimistes pour ces régions. »
Dans ces régions, les impacts du réchauffement seront également plus graves et plus aigus, ce qui met en lumière une autre dimension de la façon dont les inégalités sont exacerbées par le changement climatique. Ce thème est également apparu dans une autre étude récente de Craig et Wu.
Feuilles de route vers la résilience
Publié dans la revue Joule, le projet connexe des chercheurs a été inspiré par une question similaire sur l’impact du réchauffement climatique sur les performances des cellules solaires en toiture. En particulier, ils ont examiné où le changement climatique pousserait les panneaux solaires vers des risques de haute température et des risques d’extrême haute température, qui sont des seuils techniques définis par la Commission électrotechnique internationale, ou IEC. Ces risques de haute température peuvent accélérer la dégradation des panneaux solaires conventionnels, ce qui peut réduire leur fiabilité et provoquer un remplacement plus rapide que prévu.
Ils ont constaté que, selon les normes IEC actuelles, ces risques sont sous-estimés pour plus de la moitié de notre capacité d’installation photovoltaïque en toiture existante et future. Là encore, ces risques seront plus aigus là où le réchauffement sera le plus important, souvent dans des zones à revenu faible ou intermédiaire.
« Du côté du solaire, nous disons que nous savons que le risque arrive, donc nous devons nous y préparer et mettre à jour nos normes. Mais si vous mettez à jour les normes, il existe tout un éventail d’options disponibles pour les développeurs, fabricants et installateurs de panneaux qui peuvent faire face à ce risque », a expliqué Craig. « Tout comme la technologie des VE atténue ce risque, nous pouvons atténuer le risque pour le solaire. Nous avons juste besoin d’un peu de prévoyance. »
Bien que cela ne résolve pas en soi les problèmes d’inégalité, cela signifie que les groupes à la recherche de réponses peuvent se concentrer sur la façon dont la technologie est déployée plutôt que sur son existence.
« Les régions plus vulnérables vont subir un impact négatif plus important du changement climatique, mais nous constatons que les améliorations technologiques peuvent l’atténuer », a souligné Wu. « C’est une bonne nouvelle. »
Article : Technological improvements in EV batteries offset climate-induced durability challenges – Journal : Nature Climate Change – DOI : Lien vers l’étude
Source : UMich
