Bilan environnemental de l’automobile

Bilan environnemental de l’automobile - Conception et production

*Note : les #! Sont des références aux sources. Merci à Ryan Boufatis pour son implication dans cette série

CO2, GES, NOx, particules fines, lithium, terres rares…ce sont des termes que vous avez sûrement déjà entendu si vous vous intéressez un minimum à l’automobile, ou si vous avez déjà lu notre précédent article à ce sujet, La Voiture : le coupable idéal. L’automobile est actuellement le sujet de discussions animées à travers l’Europe, en grande partie au vu de son impact écologique de moins en moins accepté. Au vu de l’animosité se dégageant de ces débats, il est parfois difficile d’y voir clair.

Dans une série de 3 articles, nous allons tenter de proposer un regard plus large sur les émissions et l’impact écologique d’une voiture, de sa conception à son usage. L’objectif de cette série est de vulgariser ce bilan environnemental, et de vous donner les éléments fondamentaux si vous voulez approfondir vos recherches par la suite.

Ici, nous allons nous attarder en premier lieu sur 2 premières parties: le choix de conception, et le procédé de production.

A/ Conception et R&D

Si l’on peut imaginer que les émissions de l’automobile proviennent en grande partie de l’usage et de la production, l’impact d’un véhicule commence en fait dès les choix faits lors de sa conception, son développement. Avant même d’évoquer la production en série d’une automobile, il faut d’abord parler de choix de carrosserie, de marché (low-cost, premium, luxe, etc) et d’équipements correspondants

Ces critères sont fondamentaux dans le bilan écologique d’une voiture; le cahier des charges fixé et les attentes de la clientèle ayant un effet immédiat sur l’impact de la production et de l’usage du véhicule. 1 ! Le Shift Project décèle, par exemple:
- Les équipements de confort (sièges chauffants et réglables, insonorisation, infotainment - auxquels on peut ajouter l’essor de matériaux de plus en plus nobles, type cuir Nappa ou Alcantara)
- Le groupe motopropulseur (démocratisation des boîtes automatiques, de moteurs plus puissants)
- La cosmétique (chromes, taille des jantes et des écrans…)
- La sécurité et les critères EuroNCAP, de plus en plus rigoureux

Tout ces critères auront une incidence sur les matériaux, la masse, la dimension, la consommation et par conséquent les émissions et la pollution a posteriori du véhicule. On peut, cela dit, déjà distinguer un trait : de manière générale, plus un véhicule est grand, lourd et prestigieux, plus il nécessitera d’énergie et de matériaux à être fabriqué, plus il consommera d’énergie en roulage et donc plus il émettra de polluants ou de gaz à effets de serre. En bref, si vous roulez en Caterham, vous pouvez souffler un coup !

Le Véhicule Utilitaire de Sport, soit VUS/SUV, est un exemple particulièrement pertinent de cette logique. Popularisé en Europe à partir des années 1990, il constitue un marché florissant pour l’industrie - un engouement d’origine « psychologique », issu du « look de dur (et du sentiment de) sécurité » devine Kevin Rice, le directeur stylistique de Pininfarina 2!.

Manque de bol, ce type de carrosserie propose une voiture moins aérodynamique, plus lourde et plus volumineuse qu’une berline ou un break de marché similaire - si bien que l’Agence Internationale de l’Énergie 3! postulait en 2019 qu’un SUV consommait 25% d’énergie (typiquement, de carburant) de plus qu’une berline équivalente.

Image 1

Ce graphique de l’AIÉ montre clairement la progression fulgurante des SUV sur le marché neuf.

L’essor de ce type de carrosserie, à la défaveur des carrosseries berline/monospace/break, a conduit, selon l’AIÉ, à constituer le SUV comme seconde cause de hausse des gaz à effet de serre entre 2010 et 2018 après…l’industrie de l’énergie. Rien que ça.

Image 2Le Shift Project propose un histogramme des parts de carrosserie dans différents marchés neufs (de 2000 à 2019).


B/ Production

La conception de départ du véhicule a certes son importance, mais celle-ci se concentre surtout dans le bilan environnemental/climatique à l’usage (qui sera le second article de cette série). Il faut aborder la seconde étape de vie d’une voiture: la production. C’est une étape qui concentre une partie conséquente de son impact environnemental, sur laquelle nous prendrons soin de nous attarder.

B1: Différentes étapes, par l’Analyse de Cycle de Vie (ACV)

Lorsque l’on parle de la production d’un véhicule, nous parlons de plusieurs étapes. 
Toyota détaille, en 2005 4!:
- L’extraction des matières premières
- Le raffinage de celles-ci
- La production, l’assemblage des diverses pièces du véhicule
- Les phases successives de transport

Image 3

Toyota fut un précurseur de l’ACV dans l’automobile. Ici, la marque détaille les étapes de cette analyse.

Il est cela dit très compliqué de qualifier et de quantifier l’impact des diverses phases de production du véhicule - à cause de la densité d’information (par exemple, les diverses activités des sous-traitants et leur localisation) et du manque de volonté dans l’industrie automobile. 

Néanmoins, le champ d’étude de l’Analyse de Cycle de Vie s’élargit depuis les années 1990 avec l’Eco-VAS 5!, et certains acteurs comme Renault ont déjà essayé d’établir l’ACV de leurs véhicules.

B2: Matériau, émission gazeuse et impact environnemental

À l’aide de tiers-acteurs comme Elf et la Commission Européenne, Renault a pu établir au milieu des années 2000 l’ACV d’un Renault Scénic phase 2 diesel de l’époque 6!. Un véhicule de cette taille utilise par exemple 60% d’acier et 14% de plastiques au long de sa production. Des taux qui pourraient amenés à changer, au vu de l’essor des écrans notamment, si de nouvelles études constructeur venaient à paraître.

De surcroît, un Scénic produisait environ 16% de GES (un taux qui n’a que peu changé depuis dans la production automobile) pendant sa production, soit environ 5 tonnes de GES - issus notamment de l'énergie consacrée à l’extraction, le raffinage et le transport des matières premières puis produits manufacturés.

Image 4

Une vue des différents matériaux utilisés dans la production d’un Scénic II.

Image 5

L’étude Renault propose un bilan global des émissions de polluants lors du cycle de vie du véhicule. Nous voyons l’importance de la phase de production du véhicule (en beige).

Nous pouvons également apercevoir les différents impacts de la production du véhicule, notamment les pollutions atmosphérique, environnementale et géologique sur les 3 colonnes de droite. 

La production de batteries pour nos véhicules électriques peut aider à se représenter ce genre d’impact environnemental (cela dit, si nous évoquions les dégâts liés à l’industrie pétrolière, cet article ferait 3 pages de plus). En effet, elle nécessite des métaux tels que le lithium (qui n’est PAS une « terre rare », rappelons-le - c’est un alcalin 7!). Par exemple, une batterie lithium-ion nécessite en moyenne 8 kg de lithium 8!.

Si des méthodes avec un impact moindre sur l’environnement sont actuellement à l’étude, tout comme de nouvelles compositions de batteries moins gourmandes en ressources (et heureusement ! ), la majorité des réserves exploitables se trouve sur des territoires arides tels que la Bolivie, le Chili ou l’Australie nécessitant la méthode d’extraction par évaporation 9!. À titre d’exemple, cette méthode détourne 65% 10! de l’eau disponible dans le désert de l’Atacama au Chili - au détriment de l’agriculture et de la biodiversité locale. En complément, la production dérégulée de lithium en Chine a gravement endommagé certains cours d’eau locaux 11! (et les poissons, ne les oublions pas) via la fuite de polluants environnementaux.

Image 6

Saumures de lithium dans le désert de l’Atacama  Capturé par Ivan Alvarado, Reuters (2013) - https://www.reuters.com/business/environment/chile-indigenous-group-asks-regulators-suspend-lithium-miner-sqms-permits-2021-09-13/

Difficile ainsi de qualifier aujourd’hui un véhicule électrique de véritablement « propre ». Néanmoins, si l’impact environnemental de la production de batteries électriques est certain, prendre du recul est essentiel pour considérer le problème dans son intégralité. Le véhicule électrique reste beaucoup plus vertueux qu’un véhicule à pétrole à l’usage (ce que nous tâcherons de prouver dans le second article), bien que la production de l’électricité necessaire au rechargement des batteries reste un sujet primordial dans le calcul global.
Nous pouvons également évoquer ces fameuses « terres rares » souvent invoquées contre la voiture électrique. Elles sont utilisées certes dans la fabrication d’aimants pour la motorisation électrique en général (moteurs automobiles mais aussi éoliennes, micro-moteurs…). Cela compose 20 à 23% des usages, usages qu’il faut comparer aux 26% consacrés au raffinage du pétrole ou à la production catalyseurs des véhicules thermiques 12!. À voir si ceux qui les font retirer sur leur 206 S16 sont alors dans une démarche écologique ou non 🙂

Conclusion


De cette première partie d’article, il faut dégager ces éléments:
le cahier des charges, issu du marché et de la carrosserie choisie, a une importance capitale dans le bilan environnemental d’une voiture tout au long de sa vie (le SUV en est l’exemple le mieux étudié)
L’analyse de cycle de vie est une méthodologie de plus en plus fréquente dans le secteur automobile mais qui reste néanmoins rare
Les exemples Toyota et Renault démontrent l’importance des différentes phases de  production en termes d’émissions gazeuses mais également de matériaux ou de dégâts environnementaux
La production de certains métaux conducteurs comme le lithium constitue un exemple frappant mais désinformé de l’impact environnemental de la production automobile. Il faut alors prendre du recul et mettre en perspective cela avec l’impact du monopole pétrole-thermique.


Ryan Boufatis

Sources

1 - The Shift Project (2021). Rapport Complet, p. 48: « La transition bas carbone : une opportunité pour l’industrie automobile française ? ». Plan de transformation de l’économie française. https://theshiftproject.org/article/la-transition-bas-carbone-une-opportunite-pour-lindustrie-automobile-francaise-rapport-final-18-novembre/ 
2 - Szirniks, T. Connaissances des Énergies, brève Agence France-Presse (2021). « Après les SUV, des voitures plus aérodynamiques et moins gourmandes en énergie ? ». https://www.connaissancedesenergies.org/afp/apres-les-suv-des-voitures-plus-aerodynamiques-et-moins-gourmandes-en-energie-210909
3 - Cozzi L, Petropoulos A. International Energy Agency (2019). « Growing preference for SUVs challenges emissions reductions in passenger car market ». https://www.iea.org/commentaries/growing-preference-for-suvs-challenges-emissions-reductions-in-passenger-car-market
4, 5, 6 -  Cabal C, Gatignol C. Sénat (2005-2006). « II. L’indispensable éco bilan de la voiture sur son cycle de vie ». Définition et implications du concept de voiture propre. https://www.senat.fr/rap/r05-125/r05-125.html
7, 12 -  Deboyser B. Automobile Propre (2020). « Les batteries et l’enjeu des terres rares ». https://www.automobile-propre.com/dossiers/les-batteries-et-lenjeu-des-terres-rares/
8 - Castelvecchi D. Nature (2021). « Electric cars and batteries: how will the world produce enough ? ». https://www.nature.com/articles/d41586-021-02222-1
9, 10 - Xanders M, Vick N. Tallahassee Community College (2021). « The earthly impacts of extracting lithium ». https://www.tcc.fl.edu/media/divisions/academic-affairs/academic-enrichment/urc/poster-abstracts/Xanders_Madison_Poster_URS.pdf
11 - Denyer S. Nature (2016). « Tibetans in anguish as Chinese mines pollute their sacred grasslands ». https://www.washingtonpost.com/world/asia_pacific/tibetans-in-anguish-as-chinese-mines-pollute-their-sacred-grasslands/2016/12/25/bb6aad06-63bc-11e6-b4d8-33e931b5a26d_story.html