Transports publics propres, vélos, trotinettes partagées, hydrogène, avenir de l’électrique… les nouvelles mobilités sont au coeur de la réinvention des villes et répondent à des enjeux écologiques majeurs. L’ingénierie joue un rôle essentiel dans l’innovation. Quelques semaines seulement après la sortie de la 1ère partie du rapport du Groupe d’expert Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC), le sujet est plus que jamais d’actualité.
Le GIEC s’est concentré sur les aspects scientifiques du système climatique. Deux autres rapports sortiront l’année prochaine sur les vulnérabilités de nos systèmes socio-économiques aux changements climatiques, ainsi que sur les solutions envisageables pour limiter les émissions de gaz à effet de serre.
Le constat du GIEC est sans concession sur notre responsabilité dans le réchauffement climatique et sur les évolutions à venir. En 2021 déjà, les effets du réchauffement se font sentir avec des températures moyennes supérieures de 1°C à la période 1850-1900. Si nos émissions continuent sur un rythme similaire, la température pourrait augmenter d’en moyenne 2.4°C d’ici 2050 par rapport aux valeurs de 1850-1900, voire de 4.4°C à l’horizon 2100 (selon le scénario RCP 8.5).
Face à ce constat, les zones urbaines où la majeure partie de la population se concentre se retrouvent au cœur de ces préoccupations climatiques. Les voitures, et plus généralement les moteurs thermiques, sont les principaux responsables de la pollution en ville, de la congestion mais aussi du bruit, et participent à créer les îlots de chaleur qui se multiplient en été.
Pour rendre les villes plus habitables et améliorer la qualité de vie d’une population urbaine toujours plus importante, il est essentiel de repenser nos rapports à la mobilité urbaine ainsi qu’à l’organisation des grandes villes, sujets de crispation pour les habitants de ces dernières. Les bonnes pratiques restent en effet difficiles à déterminer, comme en témoignent les débats brûlants sur la piétonisation des berges de la Seine à Paris ou sur les limitations à 30 km/h pour les voitures. Certains leviers peuvent néanmoins déjà être utilisés pour améliorer notre expérience.
Cachez ce SUV que je ne saurais voir
Différentes législations visent à réduire l’utilisation de véhicules thermiques, afin de limiter la pollution que leurs moteurs engendrent. La mairie de Paris souhaite bannir les véhicules diesel de la capitale pour 2024 ; de son côté, la Commission Européenne entend mettre fin aux véhicules thermiques à l’échéance 2035.
Les prises de conscience sur la pollution en ville et la diminution des ressources fossiles favorisent les ventes de véhicules électriques même si, paradoxalement, les ventes de SUV, gros émetteurs de CO2 augmentent également.
En France, grâce à l’énergie nucléaire, l’utilisation de véhicules électriques permet de diminuer les émissions de CO2 si l’on considère l’ensemble de leur cycle de vie. La fabrication d’une voiture électrique émet certes 2 fois plus de CO2 qu’une voiture thermique mais, une fois en circulation, ce type de véhicule pollue considérablement moins lors de son utilisation. Soit environ 10 g CO2/km, c’est-à-dire dix fois moins que les voitures thermiques les moins émettrices !
Quant à la fin de vie des batteries, de nouvelles entreprises de recyclage des batteries li-ion émergent comme Duesenfeld en Allemagne, qui utilise un procédé moins émetteur de CO2 pour recycler ces batteries. A titre d’exemple, ce procédé appliqué à une batterie de 52 kWh (batterie Renault Zoé) émet au total 4.7 tCO2eq, ce qui représente 47 000 km d’émissions des meilleurs véhicules thermiques actuel (31 000 km pour une Renault Kadjar essence). Il faut comparer cette distance à la période de garantie des constructeurs. Par exemple, Tesla garantit les batteries 60kWh sur 200 000 km et la plupart des constructeurs garantissent au moins 160 000 km, ce qui permet de compenser facilement les émissions de CO2 dû au recyclage sur la durée de vie des batteries.
L’image ci-dessous montre l’évolution des émissions de CO2 équivalent sur le cycle de vie d’un véhicule diesel, et d’un véhicule électrique avec 2 méthodes pour le recyclage des batteries. On constate qu’au bout d’environ 50 000km, la voiture électrique devient plus intéressante au niveau des émissions de CO2. Cette valeur dépend évidemment du mix énergétique du pays considéré et sera sans doute plus faible pour la France que pour l’Allemagne.
Figure 1. Emissions de CO2 sur le cycle de vie d’une voiture diesel et électrique avec un procédé de pyrométallurgie pour le recyclage de la batterie et avec le procédé Duesenfeld en considérant le mix énergétique européen moyen
D’une manière générale, les mobilités urbaines motorisées ont tout intérêt à passer à une motorisation électrique, cette dernière étant plus efficace qu’une motorisation thermique. La question du stockage (batterie ou hydrogène) dépend de l’utilisation et du type de véhicule.
Le vélo, pourquoi tant de haine ?
Certaines grandes villes européennes font la part belle aux déplacements en vélo, à l’image de Copenhague ou d’Amsterdam. Dans d’autres métropoles comme Paris ou Marseille, le deux roues est encore relativement boudé. S’il est vrai que le cycliste urbain jouit parfois d’une mauvaise réputation, on peut lier ce phénomène au manque d’infrastructures adéquates ainsi que de reconnaissance dans des villes historiquement dominées par la voiture. Pourtant, le vélo permet de limiter drastiquement les émissions de CO2 dans des villes où le taux d’occupation des voitures est proche de 1 comme c’est le cas à Paris.
Ce n’est pas tout : le vélo prenant moins de place, une utilisation plus importante de ce moyen de transport au détriment de la voiture permettrait de diminuer la congestion urbaine ainsi que les nuisances sonores. Il peut également fonctionner avec une batterie pour tenir compte de la pénibilité de certains trajets (présence de dénivelés) et assurer une autonomie correcte pour une utilisation journalière.
De nombreuses autres mobilités ont vu le jour récemment, que ce soit la trottinette ou la gyroroue. Ces mobilités en développement, majoritairement électriques, répondent à un besoin de la population de se déplacer rapidement sur des trajets courts caractérisés par un encombrement minimum. Là encore, ces nouvelles mobilités ne sont pas encore suffisamment encadrées, tant au niveau des infrastructures qui sont toujours principalement dédiées à la voiture qu’au niveau du Code de la route. Elles posent donc actuellement des problèmes de cohabitation avec les autres usagers de la voie de circulation.
Quel impact le confinement a-t-il eu sur les perspectives de déplacement des Français ? Sans préjuger de la suite, voici ci-dessous un extrait d’une étude menée par l’UTP.
(c) Union des Transports Publics et Ferroviaires
Des mobilités en commun à développer
Les transports en commun électriques comme le tramway émettent très peu de CO2 et ne nécessitent pas de grosses batteries de stockage, étant directement alimentés par les rails ou les caténaires.
Si les investissements nécessaires sont importants, ils permettent de soulager les centres-villes des véhicules à moteurs. Certains concepts novateurs de transports en commun, comme des navettes électriques autonomes au niveau des aéroports ou des zones touristiques, permettent également une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Enfin, il n’est pas possible de parler de mobilités urbaines sans évoquer les taxis volants électriques VTOL (Vertical Take-Off and Landing), qui permettront le transport de passagers à la manière d’un taxi, mais en s’affranchissant des voies de circulations terrestres. Ces VTOL pourraient en théorie affranchir les citadins des problèmes de congestion au sol, tout en assurant une utilisation sans émission avec un fonctionnement électrique sur batterie ou hydrogène.
Leur développement reste difficile en raison de problématiques de conception liées à l’autonomie, la sécurité du transport au-dessus d’une zone peuplée et l’acceptation sociale d’un tel mode de transport.
L’essor de nouvelles mobilités doit être vu comme la réponse à un besoin d’une partie de la population de plus en plus consciente des difficultés à se déplacer en voiture en agglomération et des préoccupations environnementales. Il est nécessaire de reconnaître ces mobilités pour leur accorder les infrastructures nécessaires à un bon fonctionnement.
Le réchauffement climatique nous obligera de toutes façons à repenser en profondeur l’organisation des zones urbaines pour les rendre plus agréables en été. L’électrification de ces moyens de transports suit la voie logique d’amélioration de l’efficacité des équipements et doit être encouragée dans un monde avec de moins en moins de ressources fossiles.
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