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Last update: 07.01.2020

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Véhicules efficients en énergie - économie d'argent

Quelle est la différence entre hybride plug­in et hybride range extender ? Pourquoi la consommation de ma voiture est-elle plus élevée que celle indiquée dans le prospectus ? A quoi sert l'étiquette-énergie ?

Nul besoin d'être ingénieur pour répondre à ces questions, il vous suffit de lire les pages suivantes. Vous en saurez aussi plus sur les derniers chiffres et faits de la politique climatique, sans oublier de précieux conseils pour économiser non seulement du carburant mais aussi de l'argent.

Essence ou diesel ?

Performance, consommation, émissions
En 2018, la quantité de véhicules diesel nouvellement immatriculés s’élevait à 90'055, soit 20.4% de moins que l’année précédente. Ce recul est en partie dû au scandale des émissions polluantes qui a touché certains constructeurs. Toutefois, il n’en demeure pas moins que les moteurs diesel ont un rendement supérieur aux moteurs à essence.Leurs performances routières (accélération, élasticité et vitesse de pointe) sont comparables à celles des modèles à essence. Mais contrairement aux véhicules à essence, ces performances sont, grâce au couple très élevé, déjà effectives dès 1‘600 tours/min. Cette caractéristique est conforme notamment au style de conduite économe Eco­Drive.

La consommation (en litres) des véhicules diesel est inférieure de 20 à 30 % à celle des véhicules à essence, suivant les modèles de référence. Leurs émissions de CO2 sont inférieures de 10 à 15 % à celles des moteurs à essence, car le diesel a une densité énergétique plus haute que celle de l'essence. Mais il existe sur le marché des voitures essence à injection directe consommant peu, comme les diesels.

Mesures pour réduire les émissions
Les filtres à particules empêchent quasiment toute émission de particules des véhicules diesel. Ils sont la dernière technologie et sont montés sur tous les modèles diesel neufs commercialisés. En outre, du fait de leur mode de fonctionnement s’inspirant du moteur diesel, la quantité de particules fines émise par le moteur essence à injection direct a augmenté. Pour cette raison, on peut également s’attendre à ce que cette technologie se généralise sur les véhicules à essence.  S’agissant des émissions d’oxydes d’azote (NOx), les voitures à essence ont encore l’avantage sur les diesels, à moins que le véhicule diesel soit déjà équipé du nouveau catalyseur SCR (selective catalytic reduction/réduction catalytique sélective). Pour le procédé SCR, une solution aqueuse d’urée (AdBlue) est injectée en amont du catalyseur SCR dans le circuit d’échappe­ ment au moyen d’une pompe de dosage ou d’un injecteur. On parvient ainsi, par une réduction sélective catalytique dans le catalyseur, à supprimer les oxydes d’azote des gaz d’échappement avec un rendement du moteur plus élevé. Ces nouveaux types de catalyseurs sont de nos jours bien développés et déjà installés sur plusieurs modèles.

Economie
Selon le véhicule comparé, le modèle diesel est soit aussi cher soit plus cher que celui à essence. On peut appliquer la règle suivante pour un kilométrage annuel d’au moins 15‘000 km : le modèle diesel neuf peut coûter 500 francs plus cher à condition de consommer 1,5 litre en moins aux 100 km.

Avantages du diesel

  • 20 à 30 % de consommation en moins (litres)
  • 10 à 15 % d’émissions de CO2 en moins (le diesel a une densité énergétique plus haute que celle de l’essence)
  • bonne accélération déjà à bas régime (dès environ 1’600 tours/min)
  • grande autonomie par plein de carburant
  • carburant diesel moins cher à l’étranger

 

Avantages de l’essence

  • véhicule et essence souvent moins chers
  • donc frais d’utilisation en partie moins élevés
  • émissions de NOx nettement moins élevées que le véhicule diesel sans catalyseur SCR
  • pas de bruit au démarrage à froid

Charge fiscale du diesel et de l'essence

  Essence 95 ROZ
ct./litre
Essence 98 ROZ
ct./litre
Diesel
ct./litre
Prix moyen à la station-service
(TVA incl.)
159.000 178.000 174.000
Impôt sur les huiles minérales 43.120 43.120 45.870
Surtaxe sur les huiles minérales 30.000 30.000 30.000
Total impôt sur les huiles minérales 73.120 73.120 75.870
Contributions de stockage obligatoire (Carbura) 0.415 0.415 0.535
Impôt sur la valeur ajoutée 11.368 12.011 12.440
Charge par litre 84.903 85.546 88.845

(Source: OFS / 2019)

Le gaz naturel/le biogaz : l’avenir ?

Le gaz naturel, le biogaz, le Kompogas se composent en grande partie de méthane (CH4). Après une préparation adéquate, ils peuvent être utilisés comme carburant. La Suisse importe son gaz naturel de l’UE et de la Norvège (60%), de la Russie (35 %) et d’autres pays (5%).

Il y a actuellement 145 stations de gaz naturel et de biogaz (état janvier 2019). Les véhicules à gaz sont munis de deux réservoirs, un pour le gaz et un pour l’essence. Lors de son fonctionnement, le moteur est capable de passer de l’essence au gaz et vice-versa sans que le conducteur ne ressente une différence. Ces derniers possèdent une autonomie, les deux réservoirs combinés, allant de 500 à plus de 1000 km.

Aspects environnementaux
De manière générale, les voitures à gaz naturel émettent moins de substances nocives que les voitures diesel ou à essence. Les émissions d’oxyde d’azote sont réduites d’environ 50% en comparaison au moteur à essence et jusqu’à 95% par rapport aux moteurs diesel. Les rejets de particules fines sont réduits et les émissions de dioxyde de carbone (CO2), moins élevées que les véhicules à essence ou diesel.

Le biogaz produit en Suisse présente un bilan presque neutre en CO2. Cela veut dire que ce carburant issu de sources énergétiques renouvelables n'a pas d'incidence sur le climat, car les émissions de CO2 sont également propagées dans l’air lors des processus naturels de décomposition (par exemple le processus de putréfaction).

Définitions

Gaz naturel
> 90 % du méthane (CH4)

CNG
Gaz naturel comprimé

GPL
Gaz de Pétrole Liquéfié (autogaz). Attention : les véhicules conçus à l’utilisation au GPL sont équipés de réservoirs pour des pressions nettement inférieures à celles du gaz naturel. Ne jamais remplir le réservoir d’un véhicule à autogaz (GPL) avec du gaz naturel !

Biogaz
Issu de la fermentation de matériaux biogènes. Après un retraitement, il peut être utilisé comme carburant. Techniquement comme le gaz naturel.

Kompogas
Marque de fabrique de la société suisse Kompogas AG pour le méthane comme carburant issu de la valorisation de la biomasse. Technique­ ment comme le gaz naturel.

Bifuel
Terme anglais pour les véhicules bivalents. Ces véhicules peuvent fonctionner soit avec du CNG et de l’essence, soit avec du GPL et de l’essence, soit avec du E85 et de l’essence. Pour les véhicules bivalents qui ont simultanément un dis­ positif à essence et au CNG, ceci conduit à un rendement du moteur réduit par rapport à celui optimalisé fonctionnant au gaz.

Plus d’infos sur https://gazenergie.ch

Véhicules hybrides et véhicules électriques

Quelle est la différence entre un véhicule hybride et un véhicule électrique?
Un véhicule exclusivement hybride ne peut pas être rechargé au secteur : une batterie est utilisée comme accumulateur d‘énergie. Selon la conception du système de transmission, le véhicule est propulsé soit par le moteur à combustion, soit par le moteur électrique, soit par les deux en même temps. Le moteur électrique est le plus souvent utilisé comme générateur qui charge la batterie en régime de décélération et de freinage.Il assiste toutefois le moteur thermique durant certaines phases d’utilisation comme en accélération.

Véhicule hybride plug-in (rechargeable) ou range extender (à prolongateur d’autonomie)?
Un hybride rechargeable et un hybride à prolongateur d’autonomie sont des véhicules hybrides dont la batterie peut être rechargée par branche­ment à une source électrique externe. Ils ont une capacité de batterie plus grande que les hybrides classiques. L’énergie est récupérée et restituée à la batterie en décélération. Un véhicule hybride rechargeable est doté d’un moteur électrique accouplé à un moteur à combustion qui peut être activé si nécessaire. En général, les véhicules plug-in hybrides permettent une conduite 100% électrique en ville favorisant ainsi la qualité de l’air en agglomération. Une voiture hybride avec prolongateur d’autonomie est dotée d’un moteur électrique muni d’un générateur mu par des carburants fossiles. Grâce au générateur électrique, elle dispose d’une autonomie égale à celle d’un véhicule propulsé uniquement par un moteur à combustion. Le moteur thermique étant uniquement utilisé comme générateur de courant, son point de fonctionnement peut être optimisé au régime auquel les émissions nocives et la consommations sont les plus basses.

A qui convient un véhicule électrique?
De nos jours, les véhicules à propulsion uniquement électrique sont similaires aux véhicules propulsés par des carburants fossiles. En effet, la capacité de leur batterie s’est considérablement accrue, permettant ainsi une autonomie convenable. Cependant, si vous comptez charger votre voiture électrique dotée d’une grosse batterie à la maison, une installation électrique sera indispensable. Les propriétaires seront dans ce cas avantagés par rapport aux locataires qui seront confrontés à maintes difficultés.

Les véhicules électriques sont-ils fiables au quotidien?
Les véhicules électriques d’aujourd’hui sont en principe conçus pour l’usage quotidien. Seul le réseau de stations de recharge électrique est quelque peu limité, cependant en constante expansion. Actuellement, la Suisse en compte plus de 1800 (source: co2auplancher.ch).

Quelle est l’étendue d’autonomie?
L'autonomie des véhicules électriques actuellement sur le marché est dans l’idéal de 140 à 600 km par recharge. Toutefois, celle-ci est fortement dépendante des consommateurs tels le chauffage, la climatisation, l’éclairage ou les essuie-glaces. Le type de trajet, la température et la vitesse jouent aussi un grand rôle. Avec les nouvelles technologies de batterie, l’autonomie est certes accrue mais cela va aussi de pair avec un véhicule plus lourd. Ainsi, la Tesla version X Performance pèse 2,6 tonnes, à vide naturellement, ce qui équivaut à deux Golf VW 1.4 TSI. Quand on sait que le poids du véhicule influe sur sa consommation, il serait plus judicieux qu’il soit moins important.

Combien coûtent 100 km d’« électricité »?
Lors du test pratique de Think City, Smart e-drive et Citroën C-Zéro, le TCS a démontré qu’il faut compter sur une consommation d’électricité d’environ 18 kWh pour 100 km, en été et en hiver. Avec un prix moyen de l’électricité à 15 ct. / kWh, les frais se montent à CHF 2.70 pour 100 km. En ne chargeant sa batterie qu’avec de l’électricité issue des ressources renouvelables, les coûts seront certes plus élevés, en revanche les émissions de polluants seront fortement réduites.

Quelles sont les différents types de recharge d’un véhicule électrique?
Le type et la puissance de recharge maximum possible dépendent du véhicule et de ses composants électriques. Il existe deux types de recharge :

  • La charge normale : La charge dite normale est effectuée à l’aide de courant alternatif. Les puissances de charge sont de 3.6 kW (prise murale conventionnelle, monophasé), 11kW (installation d’une Wallbox à domicile, triphasé) et 22 kW (prise CEE, triphasé). Plusieurs heures sont nécessaires pour atteindre un niveau de charge de 100%
  • La charge rapide : La charge dite rapide est effectuée à l’aide de courant continu. Les puissances de charge sont de 50kW et plus en fonction de la borne utilisée.

Quelle est la durée de vie des batteries?
Les constructeurs de voitures électriques commercialisées en Suisse accordent une garantie sur la batterie et les composants électriques d'une durée de 2 à 8 ans, avec une limite de kilométrage allant de 100’000 à 192’000 km. Des tests de longue durée effectués par le TCS sur plusieurs véhicules ont montré que la capacité de la batterie diminue en permanence et est prévisible. On estime ainsi qu’après l’échéance de la garantie, la capacité de la batterie correspond à peu près à la valeur limite de la garantie (par ex. 70% après 8 ans). Remplacer la batterie est encore et toujours très coûteux et signifie, dans de nombreux cas, un véhicule totalement irréparable, similaire à un dégât total au moteur

Quel type de batterie existe-t-il?
Les véhicules électriques actuels utilisent surtout des batteries lithium-ion dotées d’une grande densité d’énergie (de 90 à 250 Wh/kg). Leur désavantage est la gestion de la température. Les véhicules hybrides sont souvent équipés de batteries nickel-hydrure métallique qui ont une plus faible densité d’énergie (de 20 à 80 Wh/kg) et sont nettement meilleur marché. On trouve encore des batteries au plomb sur les actuels véhicules électriques et hybrides uniquement pour la phase de démarrage et l’alimentation.

Les véhicules électriques sont-ils écologiques?
Un véhicule électrique roule sans rejeter d’émissions polluantes ou de CO2. Si l’on considère la consommation totale d’énergie (« well-to-wheel » ou consommation d’énergie primaire), à savoir les émissions de CO2 qui sont générées lors de la production de l’électricité, on peut dire que les véhicules électriques émettent du CO2. En Suisse, ces émissions sont relativement faibles grâce à la part importante de l’énergie hydraulique et nucléaire. Par l’importation de courant étranger issu du charbon, il y aura dans une certaine mesure des rejets d’émissions polluantes.

Que deviennent les batteries usées?
Avec le temps et en fonction du nombre de cycles de charge et de décharge, les batteries perdent de leur capacité. Lorsque celle-ci atteint un certain seuil, l’autonomie qui en résulte est fortement diminuée. Les batteries ne sont donc plus exploitables par le véhicule et doivent être remplacées. Plusieurs études et essais sont actuellement en cours afin de trouver le meilleur traitement à leur apporter. Une des possibilités envisagée est de leur redonner une seconde vie. En effet, leur capacité résiduelle étant encore trop importante pour procéder à un recyclage, celles-ci pourraient être transformées en unités stationnaires de stockage d’énergie. Elles seraient directement reliées au réseau électrique publique ou de votre maison et pourraient emmagasiner ou restituer du courant en fonction des besoins du moment. Au final, les batteries ne seraient recyclées qu’une fois atteint une capacité résiduelle d’environ 10%. Une autre solution consiste à démonter, contrôler et remplacer uniquement les cellules défectueuses du pack de batterie. Selon un constructeur, cela pourrait rallonger la durée de vie des batteries à 20 années. Quelques petites entreprises ont déjà commencé à se spécialiser dans ce domaine. Toutefois notre expérience vis-à-vis du traitement des batteries usées reste encore limitée et suscite de nombreuses interrogations.

Les véhicules électriques sont-ils plus chers que les véhicules conventionnels?
Actuellement, les véhicules électriques d’une puissance inférieure à 200 kW sont en moyenne 10000 CHF plus cher qu’un modèle de la même classe avec moteur conventionnel. Cela s’explique par le fait que la technologie des véhicules électriques est très récente et les coûts de fabrication sont par conséquent plus élevés. Toutefois, cette différence de prix tend à diminuer avec les véhicules de puissance supérieure, ceux-ci peuvent même s’avérer meilleur marché. D’autre part, les voitures électriques ne nécessitent pas de changement d’huile, de bougies ou de courroies, leur entretien est par conséquent moins onéreux.

Véhicules à hydrogène

Comment fonctionne un véhicule à hydrogène ?
De nos jours, il existe deux types de véhicules à hydrogène. Le premier utilise l’hydrogène comme carburant dans un moteur à combustion. Celui-ci est mélangé à l’air puis enflammé, le fonctionnement est donc similaire à celui d’un moteur thermique conventionnel. Le deuxième type de véhicule utilise une pile à combustible. De manière générale, l’hydrogène est transformé en eau par la pile à combustible, ce processus engendre du courant qui va alimenter le moteur électrique de la voiture.

Quelles sont les avantages et les inconvénients d’un véhicule à hydrogène ?
Actuellement, seul deux constructeurs automobiles proposent des modèles à hydrogène avec pile à combustible, il s’agit de la Toyota Mirai et de la Hyundai Nexo. Les avantages majoritairement évoqués sont la faible durée nécessaire au ravitaillement (moins de 5 min contrairement aux voitures électriques) ainsi que zéro émission lors du fonctionnement. Toutefois, ces véhicules et leur infrastructure restent très chers. Cela s’explique, d’une part, car la pile à combustible contient des métaux rares tels que le platine et d’autre part, car l’hydrogène est comprimé à haute pression (environ 700 bar pour les véhicules particuliers). Le réservoir et les différents composants sont donc de fabrication complexe avec des matériaux coûteux comme la fibre de carbone. Ces voitures sont également considérées comme moins sûr en raison de la haute inflammabilité de l’hydrogène, cela malgré les nombreux crash-test effectués par les constructeurs qui tendent à prouver le contraire.

Comment produit-on l’hydrogène ?
L’hydrogène peut être produit par l’électrolyse de l’eau ou grâce aux sources d’énergie fossile. Aujourd’hui, la majorité de l’hydrogène est produit à l’aide de gaz naturel ou de bois. Toutefois, plusieurs recherches visent à améliorer le mode de conception de l’hydrogène, notamment en favorisant la production par électrolyse de l’eau à l’aide de courant vert, ou en explorant de nouvelles pistes comme l’utilisation de microbes par exemple.

L’hydrogène, carburant du futur ?
Quelques fabricants automobiles investissent dans les véhicules à hydrogène et les infrastructures nécessaires à son utilisation devraient progressivement se développer dans les 10 prochaines années. De nombreux projets visent également à utiliser l’hydrogène comme alternative au stockage d’électricité. L’hydrogène serait fabriqué à l’aide du surplus de courant provenant des énergies renouvelables.

Facteurs de conversion

Essence
densité 0,74 kg/l
1 litre produit 2,34 kg de CO2
1 l/100 km produit 23,4 g CO2/km

Diesel
densité 0,83 kg/l
1 litre produit 2,61 kg de CO2
1 l/100 km produit 26,1 g CO2/km

Gaz naturel
densité 0,654 kg/m3
1 kg correspond à environ 1,5 l d’essence
1 kg correspond à environ 1,35 l de Diesel
1 kg produit 2,74 kg de CO2
1 kg/100 km produit 27,4 g CO2/km
1 l d’équivalent essence/100 km produit 18,3 g CO2/km

Electricité
1 kWh correspond à 139 g de CO2 (émissions de CO2 compte tenu de la production d’électricité pour la consommation électrique inscrite dans la réception par type)

Puissance
1 kW correspond à 1,3596 cv


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