Réduire l’écart de longévité : les BEV sont-ils l’avenir du transport durable ?

Plus de 17 million véhicules électriques (EV) ont été vendus dans le monde en 2024, ce qui représente une hausse de 25 % par rapport à l’année précédente, marquant une année record pour les ventes mondiales de VE. 

Cette croissance a été stimulée par les subventions, les crédits d’impôt, la baisse des prix des batteries, la concurrence entre les fabricants et les normes d’émission strictes. Les VE sont en réalité considérés à l’échelle mondiale comme un moyen prometteur de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de décarboniser le secteur des transports. Les véhicules électriques à batterie (BEV), en particulier, sont perçus comme transformateurs, offrant le potentiel de remplacer entièrement les combustibles fossiles par des énergies renouvelables.

Cependant, afin d’estimer les véritables avantages environnementaux de ces véhicules, nous devons les comparer aux véhicules à essence et diesel existants dotés de moteurs à combustion interne (ICEV), prendre en compte leur cycle de vie complet, et la façon dont les bénéfices sont répartis sur celui-ci.

Fabriquer un véhicule électrique, pour commencer, est un processus gourmand en ressources. Selon le IEA, les VE nécessitent en moyenne six fois plus d’intrants minéraux critiques (cuivre, nickel, manganèse, cobalt, lithium et graphite) que les véhicules ICE conventionnels. Cela signifie que l’empreinte environnementale des VE est 50 % plus élevée que celle des véhicules traditionnels lors de la production. De plus, la différence de coût initial est actuellement de 12 000 $.

Cependant, les VE, contrairement aux ICE à essence, sont généralement composés de quelques dizaines de pièces mobiles, ce qui signifie moins d’usure et donc moins de besoins d’entretien. Le laboratoire national d’Argonne estime les coûts d’entretien à 0,06 $ par mile pour les BEV contre 0,10 $ par mile pour les ICEV. 

Cela signifie que non seulement les VE peuvent rester sur la route bien au-delà de la durée de vie moyenne d’un ICEV de manière facile et économique, mais avec l’amélioration de leur technologie, le coût et la longévité des VE augmentent également.

Bien qu’un seul VE puisse suffire à l’achat, le problème est que ces véhicules sont encore récents et les données disponibles sont plutôt limitées. En fait, seuls quelques-uns ont une dizaine d’années, ce qui signifie que nous n’avons pas encore déterminé les limites exactes de leur durée de vie. 

Cependant, les chercheurs examinent le petit nombre d’exemplaires existants pour se faire une idée de la durée de vie possible de ces VE.

En ce qui concerne la longévité d’un VE, les batteries sont le facteur le plus important à prendre en compte. Et tout comme nos smartphones se dégradent avec le temps, il en va de même pour les véhicules électriques à batterie (BEV), mais remplacer la batterie d’une voiture est difficile et coûteux.

Le coût de remplacement d’une batterie varie réellement entre 4 000 $ (pour une batterie Nissan de 30 kWh) et 10 000 $ (Tesla Model 3 de 75 kWh). En revanche, le remplacement d’une transmission ICEV coûte entre 1 100 $ et 3 400 $.

Cela dit, les batteries modernes conservent la plupart de leur puissance après une décennie tout en permettant aux opérateurs de flotte d’économiser jusqu’à 41 % grâce à la réduction des coûts. Une infrastructure de recharge adéquate, surtout dans les zones moins urbanisées, reste un grand défi.

La bonne nouvelle est que les batteries sont l’un des domaines les plus actifs, bénéficiant d’une recherche et d’un développement constants. Avec la chimie des batteries et les systèmes de gestion en cours d’amélioration, la durée de vie d’un BEV continuera de s’allonger. 

Les prix sont déjà en baisse, et à mesure que leur autonomie augmente, le remplacement des batteries deviendra plus faisable, et la longévité s’améliorera également. 

Comment les batteries de VE performent-elles ?

La croissance rapide des VE stimule la demande mondiale de batteries de VE, qui explose. Cela a conduit à un changement transformateur dans l’industrie des batteries de VE avec des avancées observées dans les formats, les chimies et les conceptions structurelles des batteries.

Cependant, bien que les prix des batteries aient chuté d’environ 90 % au cours des 15 dernières années, les batteries représentent encore près d’un tiers du prix d’un nouveau VE. Il est donc important que la capacité des batteries augmente afin que les propriétaires de VE puissent continuer à utiliser les mêmes voitures. Plusieurs études suggèrent que les batteries durent en fait plus longtemps que ce que nous pensions auparavant.

Comme nous l’avons partagé dans un article à la fin de l’année dernière, une étude de la société de diagnostic de batteries AVILO a constaté que la plupart des batteries conservent plus de 80 % de leur capacité d’origine et restent utilisables bien au-delà de la période de garantie habituelle. 

Geotab, un fournisseur de services de gestion de flotte, a également analysé les données collectées auprès de 10 000 VE avant 2019 et a rapporté que les batteries de VE n’ont connu qu’une diminution moyenne de seulement 1,8 % par an, inférieure à ce qui était précédemment rapporté. Le rapport de l’entreprise de l’année dernière a également montré que 75 % des véhicules utilitaires légers peuvent être remplacés par des VE comparables, ce qui peut permettre d’économiser 15 900 $ par véhicule sur sa durée de vie.

L’âge, les températures extrêmes (chaud ou froid), l’état de charge opérationnel, les charges rapides fréquentes et les cycles charge‑décharge ont été signalés comme des facteurs courants affectant la durée de vie des batteries. Ainsi, en suivant les meilleures pratiques de charge et d’utilisation, les VE peuvent durer bien au-delà de la durée de vie utile du véhicule. 

Une recherche récente menée par des scientifiques du SLAC‑Stanford Battery Center, quant à elle, a indiqué que soumettre les batteries de VE à une utilisation normale dans le monde réel peut les aider à durer environ un tiers de plus que les prévisions des chercheurs. 

Ainsi, des activités comme de courts trajets urbains, de longs trajets autoroutiers, la circulation dense et le fait d’être principalement stationné sont bien plus bénéfiques pour les batteries que l’utilisation simulée constante à laquelle les nouvelles conceptions sont testées en laboratoire. Selon la principale auteure de l’étude, Simona Onori, professeure associée de sciences et génie de l’énergie à la Stanford Doerr School of Sustainability :

« Nous n’avons pas testé les batteries de VE de la bonne manière. À notre surprise, la conduite réelle avec des accélérations fréquentes, un freinage qui recharge légèrement les batteries, des arrêts pour entrer dans un magasin, et laisser les batteries se reposer pendant des heures aide les batteries à durer plus longtemps que ce que nous avions pensé sur la base des tests de laboratoire standard de l’industrie. »

Cela suggère qu’un propriétaire de VE n’a peut‑être pas besoin de remplacer sa batterie coûteuse ou même d’acheter une nouvelle voiture pendant plusieurs années supplémentaires.

Aujourd’hui, de nouvelles recherches montrent que la durée de vie des VE est déjà comparable à celle des véhicules ICE. En fournissant des informations essentielles sur la durée de vie et l’impact environnemental des VE, le co‑auteur Dr Viet Nguyen‑Tien de la London School of Economics a déclaré :

« [Cette étude marque] une étape importante vers la réalisation d’un avenir carboneutre. »

Les BEV, selon lui, ne sont plus simplement une option de niche mais une alternative viable et durable aux véhicules à essence conventionnels. L’étude vise également à aider les consommateurs à prendre des décisions éclairées, et les régulateurs à façonner leurs politiques et incitations.

Et bien que les BEV aient des émissions initiales plus élevées lors de la production, le professeur Robert Elliott de l’University of Birmingham a noté que « un véhicule électrique durable peut rapidement compenser son empreinte carbone, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique. »

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Écart de longévité entre les BEV et les véhicules ICE se réduit rapidement

La nouvelle étude publiée dans Nature¹ a été rédigée par une équipe internationale de chercheurs de la London School of Economics, de l’University of Birmingham, de l’University of California et de l’University of Bern.

Elle a analysé plus de 300 millions de dossiers de tests MOT (Ministry of Transport) de diesel, d’essence et de BEV couvrant la période de 2005 à 2022. En utilisant ces données librement accessibles, l’étude a constaté que bien que les VE présentent une fiabilité inférieure à celle des ICEV, les avancées technologiques permettent aux nouveaux BEV d’atteindre des durées de vie comparables, même lorsqu’ils sont utilisés plus intensivement. 

Comparés à 16,8 ans pour les voitures diesel et 18,7 ans pour les voitures à essence, les VE ont une durée de vie d’environ 18,4 ans. Ces chiffres excluent les véhicules qui ont été mise au rebut au cours des premières années de leur production, ce qui est généralement dû à des accidents de la route plutôt qu’à une défaillance mécanique du véhicule.

Alors que la durée de vie attendue des véhicules à essence est d’environ 0,3 an de plus que celle des VE, ils se révèlent moins robustes que les VE, qui parcourent 124 207 miles sur leur durée de vie attendue, contre environ 116 000 miles pour les voitures à essence. 

Cependant, il convient de noter que le rythme rapide des améliorations technologiques signifie que la durée de vie attendue des VE produits à un an d’intervalle pourrait être sensiblement différente. 

Outre la durée de vie, les BEV ont également démontré la plus grande amélioration de la fiabilité au fil du temps. Le taux de risque des VE a été trouvé 12 % plus bas que celui des véhicules fabriqués l’année précédente. Cela signifie que la probabilité de défaillance diminue de plusieurs dizaines de pourcents à chaque année de production successive, contrairement à une simple diminution de 1,9 % pour les véhicules diesel et à une amélioration de 6,7 % pour les véhicules à essence.

Bien que les données offrent des résultats prometteurs pour les VE, l’étude note qu’il est nécessaire de poursuivre les recherches en raison du marché des VE encore naissant et de la disponibilité limitée des données.

Avec ces résultats perspicaces et précieux, l’étude souligne les avantages environnementaux et économiques des BEV et comment ils peuvent aider les décisions des consommateurs et des politiques. De plus, la recherche peut aider à prévoir les ventes automobiles et les stratégies de remplacement de flottes, ainsi qu’à faciliter la planification du traitement en fin de vie des véhicules.

L’étude a également noté que les batteries lithium‑ion, qui restent la technologie dominante pour alimenter les VE, ont une longévité incertaine. Actuellement, la plupart des VE sont livrés avec des garanties de 8 ans et 100 000 miles pour leurs batteries.

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude mettent en évidence le rythme soutenu des améliorations technologiques, conduisant à des modèles plus efficaces et durables qui peuvent contribuer à créer un avenir durable.

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Principales entreprises de VE 

Alors que des marques comme Toyota (TM ), Volkswagen et Honda (HMC ) vendent le plus de voitures dans le monde, Audi et Skoda sont en tête en termes de longévité des véhicules à essence et diesel. Ainsi, examinons maintenant les entreprises qui performent le mieux dans le domaine des voitures électriques.

1. Tesla (TSLA )

Comme le souligne la recherche, Tesla est en tête de la longévité des BEV. Le constructeur de voitures électriques d’Elon Musk domine également en nombre de véhicules vendus. En 2024, Tesla a livré environ 1,79 million de véhicules, soit une baisse de 1,1 % par rapport à l’année précédente et la première chute annuelle depuis 2011. La berline Model 3 et le crossover Model Y représentent ensemble environ 95 % des ventes mondiales de véhicules de Tesla l’année dernière.

Les investisseurs, cependant, s’attendent à ce que l’entreprise propose des innovations dans les voitures autonomes et l’IA et bénéficie de la proximité de Musk avec le président Donald Trump. Le milliardaire de la technologie a fait un don d’environ 277 millions de dollars à la campagne présidentielle de Trump et dirige désormais le tout nouveau Department of Government Efficiency (DOGE).

En plus des véhicules entièrement électriques, Tesla fabrique également des systèmes de production et de stockage d’énergie. Ses produits de stockage d’énergie à batterie lithium‑ion comprennent le Powerwall et le Megapack. L’entreprise a déclaré avoir déployé 31,4 GWh de stockage d’énergie au cours de l’année dernière.

Avec une capitalisation boursière de 1,3 billion de dollars, Tesla est la 11e plus grande entreprise du monde, tandis que son propriétaire, Musk, est l’homme le plus riche du monde. Au moment de la rédaction, les actions de l’entreprise se négocient à 402,02 $, en hausse de 0,19 % depuis le début de l’année. Son BPA (TTM) est de 2,04 et le ratio P/E (TTM) est de 198,64.

Pour le quatrième trimestre 2024, Tesla a déclaré un chiffre d’affaires de 25,71 milliards de dollars, soit une hausse de 2 % par rapport à l’année précédente, tandis que le bénéfice par action s’est élevé à 73 cents ajustés. Le chiffre d’affaires automobile de l’entreprise a chuté de 8 % (par rapport au 4T23) à 19,8 milliards de dollars, dont 692 millions proviennent des crédits réglementaires. Parallèlement, le chiffre d’affaires de la génération et du stockage d’énergie s’est élevé à 3,06 milliards de dollars pour le dernier trimestre, soit une augmentation massive de 113 % par rapport à la même période de l’année précédente.

Le revenu d’exploitation de Tesla a également chuté de 23 % d’une année sur l’autre pour atteindre 1,6 milliard de dollars, invoquant la réduction des prix de vente moyens de ses modèles comme principale raison, tout en soulignant que « l’accessibilité reste une priorité pour les clients ». Le bénéfice net a chuté de 71 % pour atteindre 2,32 milliards de dollars en raison du bénéfice fiscal non monétaire ponctuel de 5,9 milliards de dollars reçu l’année dernière.

En ce qui concerne les livraisons du trimestre, Tesla a déclaré 495 570 unités, tandis qu’environ 459 000 véhicules ont été produits. Au cours de la même période, l’entreprise a déployé un record de 11,0 GWh de produits de stockage d’énergie.

Cette année, l’entreprise s’attend à ce que son « secteur des véhicules revienne à la croissance » tout en réitérant son intention de « déverrouiller une option FSD non supervisée ». Elle prévoit également de lancer son service de covoiturage autonome plus tard en 2024 dans certaines régions des États‑Unis.

2. BYD

Le principal concurrent de Tesla est le fabricant chinois de VE BYD, qui a vendu à peu près le même nombre de véhicules purement électriques que Tesla l’année dernière. En plus de fabriquer des équipements de transport, des pièces électroniques et des automobiles, il est également impliqué dans la production de batteries rechargeables et de produits photovoltaïques.

Avec une capitalisation boursière de 112 milliards de dollars, les actions de l’entreprise, au moment de la rédaction, se négocient à 35,02 $, en hausse de 3 % depuis le début de l’année. Elle affiche un BPA (TTM) de 1,66 et un ratio P/E (TTM) de 21,10, tandis que le rendement du dividende est de 1,25 %.

Porté par la demande croissante sur le marché local, les offres de reprise gouvernementales et l’intérêt accru des consommateurs grâce aux remises de fin d’année, BYD a enregistré des ventes record en 2024 malgré une concurrence intensifiée sur le marché intérieur. L’entreprise a vendu 4,27 millions de véhicules à énergie nouvelle (NEV) l’année dernière, incluant à la fois les BEV et les véhicules hybrides rechargeables.

Ces chiffres représentent une hausse de 41,26 % par rapport à la même période l’année précédente, dépassant également son objectif antérieur. Les ventes de BEV, en particulier, ont augmenté de 12,08 % l’année dernière pour atteindre 1,76 million de véhicules, presque égalant les chiffres de Tesla. Parallèlement, les ventes de NEV pour les passagers ont bondi de 41,07 % à 4,25 millions d’unités en 2024, et les ventes de PHEV pour les passagers ont grimpé de 72,83 % à 2,49 millions d’unités.

Propulsés par les subventions gouvernementales, les fabricants chinois comme BYD vendent leurs voitures à des prix fortement réduits dans le monde entier. Cependant, ils font désormais face à des tarifs aux États‑Unis, au Canada et en Europe qui pourraient entraîner un ralentissement potentiel à court terme. L’entreprise est en bonne voie pour achever son usine d’un milliard de dollars en Indonésie d’ici la fin de l’année, dans le but de dominer un nouveau marché.

Pour l’instant, BYD figure parmi les 10 premiers constructeurs automobiles du monde, ayant réalisé une croissance exceptionnelle de plus de 250 % aux États‑Unis et en Europe. En hausse de 41,8 % en volume, la croissance de BYD a été inégalée l’année où la majorité des constructeurs automobiles (Toyota, Volkswagen, Hyundai‑Kia, General Motors (GM ), Stellantis(STLA ), et Honda Motor) ont connu une baisse.

En ce qui concerne les installations de batteries de puissance de BYD, elles étaient de 98,5 GWh au cours des trois premiers trimestres de l’année dernière, ce qui place sa part de marché mondiale des batteries de VE à 16,4 %.

Conclusion

Les véhicules plug‑in comme les véhicules électriques à batterie (BEV) offrent la possibilité de remplacer entièrement les combustibles fossiles par de l’électricité à faible teneur en carbone produite à partir de sources renouvelables telles que le solaire, l’énergie marémotrice, éolienne et géothermique. Plus un VE reste sur la route, plus ses avantages environnementaux sont importants.

Mais bien que les BEV soient encore une technologie récente et aient été perçus comme traditionnellement moins fiables, ils ont parcouru un long chemin depuis leurs débuts, lorsqu’ils étaient coûteux et avaient une durée de vie et une utilisation limitées. Les dernières découvertes révèlent une image complètement différente — les BEV évoluent rapidement, et les modèles les plus récents peuvent être attendus pour dépasser la durée de vie moyenne des ICEV.

Ainsi, avec la préoccupation croissante pour l’environnement, les avancées technologiques et les politiques de soutien qui accélèrent déjà la transition des moteurs à combustion interne traditionnels vers ces VE plus propres, la longévité accrue de ces véhicules par rapport à leurs homologues traditionnels peut encore stimuler leur adoption et nous aider à atteindre un avenir carboneutre !

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