ParisTech Review

Le plus populaire des moyens naturels de stockage d’énergie, c’est-à-dire les énergies fossiles, est un des contributeurs principaux au réchauffement de la planète. Patrick Pélata, Directeur Général Délégué aux opérations de Renault, explique que « la circulation routière représente un huitième des émissions équivalent-CO2 (CO2 eq) et un quart de leur croissance ; l’industrie automobile doit stratégiquement rompre avec la technologie des moteurs thermiques. »

D’une empreinte écologique à une trace
Les analyses du « puits à la roue » qui permettent d’estimer l’empreinte écologique d’une technologie de locomotion routière ont produit les chiffres suivants : 2 000 CO2 eq par kilomètre (km) pour les véhicules à essence, 135 CO2 eq/km pour les véhicules diesel, 105 CO2 eq/km pour les véhicules hybrides et 60 CO2 eq/km pour les véhicules électriques en Europe (chiffre qui tombe à 12 CO2 eq/km pour ces derniers en France, du fait de son parc nucléaire).

Cependant, du fait de la technologie des batteries, centrale à leur propulsion, les véhicules électriques font face à plusieurs défis.

Défi nº1 : les batteries sont onéreuses
Les batteries des véhicules électriques sont durables mais coûteuses, ce qui signifie que les véhicules électriques vendus le sont avec des batteries louées. Pour s’aligner sur le prix d’achat d’un véhicule diesel, son homologue électrique nécessitera une subvention.

Quand les véhicules diesel sont choisis en lieu de leurs homologues essence, ils le sont pour deux raisons : meilleur coût total au kilomètre parcouru et plus grande autonomie. La première raison vaut aussi pour les véhicules électriques ; la seconde, non.

Défi nº2 : les batteries ne proposent qu’une autonomie limitée
Un plein de diesel permet de parcourir plus de 1 000 km. Un véhicule de série équivalent, mais doté d’un moteur électrique, disposera selon M. Pélata d’une autonomie d’au moins 160 km. En d’autres termes, un trajet de 3 heures (h), par exemple de Paris à Dijon, distants de 300 km, nécessitera une escale de 3 h à Auxerre pour faire le plein.
Cette autonomie, cependant, présuppose en hiver un préchauffage sur secteur du moteur et de l’habitacle durant une quinzaine de minutes (une pratique déjà courante au Canada et en Scandinavie), sans quoi l’autonomie du véhicule électrique peut être entamée d’un bon tiers par grand froid et tomber à 100 km. De même, l’été, la climatisation sur secteur du véhicule électrique sera nécessaire pour en maintenir l’autonomie. Sans ces précautions, par grand chaud ou grand froid, le trajet Paris-Dijon prendra 9 h.

Défi nº3: le rechargement est lent, dangereux ou plus cher
La plus poussive des pompes à essence présente un débit de 10 litres par minute, ce qui représente une charge de 6 000 kilowatts (kW). La recharge durant une minute d’une batterie électrique sur une prise domestique représente seulement 5 kW ; transférer jusqu’à 50 kW est possible mais le risque d’électrocution exclut toute maniement par une personne non qualifiée. En comparaison, l’essence est relativement sûre, à moins de frotter une allumette, et le diesel ne réagit qu’à de très fortes températures ou pressions.

Une alternative astucieuse serait un service d’échange de batteries. Deux conditions semblent requises : une standardisation des batteries, d’une part, et, afin d’éviter des coûts de manutention prohibitifs, une mécanisation universelle de l’échange, équivalente au remplacement du bloc moteur d’un véhicule à essence, d’autre part. Aucun de ces systèmes ne peut espérer voir le jour sans accord de large ampleur entre constructeurs automobiles.

L’Etat à la rescousse
Le basculement vers des véhicules à basse émission n’aura pas lieu sans l’intervention de l’Etat. Sont nécessaires des politiques publiques d’incitation au développement de l’infrastructure (pour limiter le risque d’opter pour l’électrique et le mauvais standard) et à l’acquisition des véhicules (pour en réduire le coût car les gains de ce basculement n’apparaissent pas dans le bilan de l’acheteur mais dans des biens publics : qualité de vie, santé, espérance de vie, qualité de l’air, absence de pollution sonore, balance énergétique nationale).

De toute évidence, les pouvoirs publics ne laisseront pas le marché trancher. Le secteur automobile mondial comprend de nombreux champions nationaux. Les constructeurs automobiles jouissent de filières amont et aval captives, ce qui incite les responsables politiques à s’impliquer d’autant plus et à favoriser les options et standards techniques qui développeront les emplois nationaux.

Ceci confère aux autorités publiques et parapubliques, par des moyens explicites et implicites, le rôle de protecteur des constructeurs et des entreprises de services qui fourniront véhicules et services aux conducteurs. Des mesures transparentes, comme la reconnaissance publique de tel ou tel standard ou les programme de prime à la casse, définiront la demande. D’autres pratiques, plus tacites, telles que l’octroi plus ou moins prompt de permis de circulation, de conduire, ou de raccordement au réseau électrique, infléchiront la demande plus indirectement. Les conditions de renouvellement des parcs automobiles des administrations et des opérateurs de transport en commun influenceront également le marché et pourront servir d’indicateurs de tendance aux acheteurs indécis.

L’action publique envers le véhicule électrique est ainsi l’objet de toutes les attentions chez les constructeurs et startups qui s’y investissent. Better Place, l’une de ces startups qui développe un nouveau service d’échange rapide de batteries, s’emploie également à obtenir l’adhésion d’autorités publiques nationales ou régionales. Le Danemark, Israël, l’Etat de Hawaii, la Province de l’Ontario et la Ville de Tokyo ont ainsi signé des accords avec Better Place. « Avec les bons programmes », estime M. Pélata, « les véhicules électriques pourraient représenter 10 % des nouvelles ventes en 2020. » Renault a prévu d’introduire trois modèles en 2011 : la Fluence, une berline, la Kangoo électrique, un utilitaire, et la Twizy, un véhicule urbain compact et innovant à 1 ou 2 places. Puis en 2012, Renault introduira la Zoé (pour ZérO Emissions). « Nous pourrons produire 150 000 Zoé par an et même, doubler notre production annuelle à 300 000 si les ventes décollent », confirme M. Pélata.

La batterie Lithium-Ion de la Zoé est l’œuvre d’un partenariat entre Nissan, l’allié japonais de Renault, et NEC, un groupe informatique japonais, et sera développé dans une joint venture entre l’alliance Nissan-Renault, le Commissariat à l’Energie Atomique de la France et le Fonds Stratégique d’Investissement, un fonds d’investissement souverain français.

Une fois qu’un Etat a choisi ses champions, l’adoption des véhicules électriques par ceux qui sont prêts à les adopter devrait aller de soi. Toutefois, un succès plus massif nécessitera la prise en compte d’autres considérations, plus culturelles.

Encore du chemin dans les esprits
« Une différence notable dans les perceptions existe selon que vos compatriotes perçoivent le transport en commun comme un marqueur social ou non », explique Michèle Cyna, de Veolia Transport, un opérateur de transport de personnes dans de nombreux pays, « A Londres ou Tokyo, les membres des classes moyennes et supérieures ont à peu près certainement pris le métro avant d’avoir conduit leur première voiture tandis qu’à Los Angeles ou Atlanta, leurs homologues seront passés directement du car privé de ramassage scolaire, partagé avec leur classe sociale, à leur première voiture à 16 ou 17 ans. »

Le rôle du design dans la création des conditions d’adhésion par les consommateurs
L’appui des pouvoirs publics favorise mais ne garantit cependant pas le succès. Pour le Professeur Christophe Midler, titulaire de la chaire Management de l’Innovation Arcelor-Dassault Systèmes-Renault-Valéo commune à l’Ecole Polytechnique, membre de ParisTech, et à l’Ecole de Paris (un partenaire contributeur de ParisTech Review), « ébranler le dominant design du moteur à explosion » est l’enjeu.

Un dominant design caractérise un produit dont les technologies sous-jacentes, les usages et les valeurs véhiculées ont émergé en cohérence, créant ainsi un cercle vertueux d’économie d’échelle industrielle, qui rentabilise l’investissement, et de découplage réussi et stabilisé des identités de marchés et des systèmes de prix, qui simplifie les choix des consommateurs. S’exprimant lors d’une séance de l’Ecole de Paris, le Professeur Midler explique que « pour sortir du dominant design, il est nécessaire de dépasser l’action sur la seule variable technologique pour actionner ces autres lignes de force dans le processus de conception. Ce processus doit donc réunir les aptitudes à concevoir un produit intègre, à élaborer des offres de services qui confortent et élargissent l’offre produit, à définir des modèles économiques nouveaux, et à piloter des régimes transitoires de création de nouvelles valeurs. »

« L’exemple de la Toyota Prius est intéressant : indépendamment de l’opinion qu’on peut avoir sur le choix du full hybrid, l’entreprise a réussi à imposer un concept différencié, un style et une architecture originales, un travail de fond sur l’ensemble des composants de la voiture, et un mode de commercialisation spécifique. Toyota a adopté pour cela un processus d’apprentissage original fondé sur un projet pilote, qui a été l’espace de réinvention des compétences de l’entreprise. Ce projet pilote a ensuite été déployé dans les métiers d’ingénierie et dans les différents niveaux de la gamme. »

Les constructeurs français ne sont pas en reste. « Devant la montée du prix du baril, les ingénieurs de Peugeot ont commencé à regarder ce qu’ils pouvaient faire sans rien modifier à l’intérieur de leur véhicules pour changer la consommation et la production de CO2 ; c’était une requête du groupe Marketing », rapporte Alessio Beverina de Sofinnova Partners, un groupe français indépendant de capital-risque, « leurs ingénieurs ont joué sur l’algorithme du système de projection d’essence à l’intérieur de l’injection à froid et à chaud et se sont rendu compte qu’ils injectaient toujours la même quantité ; or, quand l’essence est froide, ça ne sert à rien. Résultat : un effort modeste du bureau d’études a rapporté un gain de 25 % en consommation du véhicule. »

« Il y a cinq ans, la consommation énergétique des auxiliaires comme les lève-vitres n’intéressait personne dans les bureaux d’études de Renault. Dans le véhicule électrique, améliorer ces rendements revient à augmenter l’autonomie, ce qui a une grande valeur. Les développements de produits ne sont pas simplement le réceptacle des connaissances validées en amont. Ils impulsent et participent à l’apprentissage sur les dimensions d’usage en particulier. Ils engagent une conversation avec les usagers », conclut Christophe Midler.

Repenser les déplacements suburbains et urbains avant tout
Leur autonomie limitée restreindra les véhicules électriques aux déplacements suburbains et urbains en premier lieu. Doit-on imposer par la loi le tout électrique aux bus urbains et suburbains ? Doit-on de même étendre cette directive aux taxis en ville et en banlieue ?

La progression de nouveaux modes d’usage, tels que l’autopartage associatif ou à but lucratif, facilitera l’adoption de cette rupture dans les esprits.

Ce que vous pouvez faire
Si vous êtes un constructeur, dans le cadre de cette rupture, le poids politique de votre groupe peut être la clé d’une transition réussie, plus que ses capitaux humains et intellectuels.

Si vous êtes concessionnaire ou station service, pesez le pour et le contre entre être attentiste et s’engager tôt vis-à-vis des segments de marché de vente et d’entretien des véhicules électriques ; prenez à la fois la maturité locale des choix de standards et les positions de vos concurrents en compte.

Si vous exploitez un réseau électrique, anticipez des pointes d’usage nocturne ; développez une offre spécifique de contrat pour les propriétaires de véhicules électriques.

Si vous êtes assureur automobile, pensez à réévaluer vos modèles actuariels ; prenez en compte des coûts de remplacement plus élevés ; d’exploitation, plus faibles ; et le silence des véhicules électriques.

Si vous êtes porteur d’une technologie de rupture et que vous vous demandiez si la présence d’un dominant design rend difficile l’introduction de votre technologie, examinez les usages dans le champ d’application des technologies auxquelles vous voulez substituer la vôtre ; évaluez les périmètres produits/services existants ; si dominant design il y a, le déloger requerra sans doute de l’innovation dans les produits et services et l’exploration de nouveaux business models.

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