Batteries des voitures électriques, chères et fragiles?

Parmi les critères d'achat d’un véhicule électrique, le prix est un des principaux obstacles. En cause, les batteries qui constituent à elles seules une bonne partie de ce montant. Or, en plus d’être très onéreuse, cette batterie serait complexe, fragile, rapidement obsolète et compliquée à recycler. Un obstacle de plus pour l'automobiliste qui souhaite acheter une voiture électrique d'occasion? Ces critiques sont-elles justifiées? On fait le point en démêlant le vrai du faux.

Dans le récent Touring Magazine (273), nous analysions l'autonomie des véhicules électriques - que nous désignerons ici par VE - avec, comme facteur prépondérant, la batterie. C'est le cœur, l'élément principal, celui qui vous permet effectivement de parcourir plus ou moins de kilomètres en fonction de sa capacité. Plus une batterie dispose de kilowattheures (kWh), plus elle vous emmènera loin… et plus elle coûtera cher.

Trop onéreuse la batterie?

Aussi étonnant que cela puisse paraître, depuis une quinzaine d'années maintenant, le prix de ces batteries n'a cessé de diminuer. Pour preuve, le constat effectué par le ministère de l'Énergie des États-Unis, qui affirme que les coûts des batteries des véhicules électriques (en 2022) sont inférieurs de près de 90% à ceux de 2008. L'Office des technologies du véhicule du ministère de l'Énergie (DOE) estime que le coût d'une batterie lithium-ion pour un VE a baissé de 89 % entre 2008 et 2022 (en dollars constants de 2022).

L'estimation pour 2022 est de 153 $/kWh sur la base de l'énergie utilisable pour une production à l'échelle d'au moins 100.000 unités par an. Ce chiffre est à comparer aux 1.355 $/kWh de 2008. Selon cet organisme, la baisse des coûts est due à l'amélioration des technologies et de la composition chimique des batteries, ainsi qu'à l'augmentation du volume de production.

Plus concrètement, qu’est-ce que cela représente sur les modèles vendus chez nous? Un constat d'abord: ces prix planchers ne se retrouvent pas dans les modèles vendus chez nous, les matières premières et le coût de la main-d'œuvre y sont pour quelque chose. Et puis, il n'est pas simple de connaître le prix de ces batteries seules, les constructeurs étant peu loquaces à ce sujet.

Mais nous pouvons tout de même nous en faire une idée grâce à la France où une mesure fiscale permet d'obtenir ce détail. Là-bas, en effet, les entreprises peuvent déduire leur VE à condition de mentionner le prix de la batterie, distinctement de celui de la voiture. Et donc, des magazines automobiles comme l'Argus ont publié les tarifs d'un grand nombre de modèles. Ces chiffres datent de 2021, mais, plus que le montant mentionné, c'est l'écart entre les différentes marques qui étonne.

Ainsi, la Renault Twingo électrique est vendue à +/- € 23.000 chez nous. Sa petite batterie de 22 kWh coûte quelque € 3.600, soit € 163 le kWh, c'est la moins chère de toutes. À l'autre bout du spectre, une Audi e-tron (64 kWh) revient à près de € 600 le kWh, mais de petites citadines comme les Honda e (€ 467) avec ses 35,5 kWh ou les Smart (€ 604) avec 17,6 kWh affichent de sacrées factures finales. Toutes ces batteries sont de technologies lithium-ion. De futurs accumulateurs, sans lithium, sans cobalt et/ou de fabrication plus simple pourraient faire baisser les prix. Toutefois, pour l'heure, ce n'est clairement pas encore la tendance.

Pas suffisantes les garanties?

Quoi qu'il en soit, la batterie constitue un petit trésor au sein d'un VE. Il faut donc le garantir et lui promettre une durée de vie aussi longue que possible. La garantie d’une batterie dépasse toujours - et heureusement - les 2 ans légaux. Les constructeurs ont mis en place des programmes de garantie propres avec un nombre d’années ou de kilomètres définis. Ceux-ci assurent que l’autonomie de la batterie ne sera pas inférieure à 70% de son autonomie de départ, sur la base du SOH (Status of Health), à savoir l’état de la batterie. Celui-ci doit être "objectivement démontrable" avec un outil diagnostique. Ceci dit, il y a déjà des batteries à plus de 200.000 km avec toujours 90% de capacité initiale.

Pour les premiers modèles de VE à grande échelle, les constructeurs ont été très prudents. Ainsi, Renault avait mis en place un contrat de location pour la batterie de la Zoé. Il a été abandonné depuis. Récemment, Lexus a osé la garantie à 10 ans et 1 million de km, mais à condition de respecter le programme d’entretiens dans le réseau agréé.

Cependant, la moyenne est plutôt de 8 ans et 160.000 km. Notez que Tesla monte jusqu’à 240.000 km pour les Model S et X. La technologie évoluera encore: Toyota et Renault, par exemple, ont déjà annoncé vouloir utiliser des batteries solides (ASSB) à moyen terme, ce qui influencera sans doute encore ces garanties.

Rien n'empêche une batterie de s'user!

Malgré les garanties fournies par les marques, une batterie n’est pas éternelle. L’autonomie va baisser au cours du temps. Toutefois, il y a moyen de ralentir cette perte. Comment? En utilisant au mieux son VE et, notamment, en utilisant la plage de charge idéale qui se situe entre 20 et 80%. Même si, c'est entendu, les cellules lithium-ion sont sans effet mémoire. Au quotidien, sur la wallbox, cette limite de 80% de charge maximale (programmable) est une solution simple à adopter.

Il est évidemment possible de charger à 100%, mais de préférence sur une borne lente avant le départ. Lors des longs trajets, il faudra brancher la voiture sur une borne (ultra)rapide. Ici aussi, la limite de 80, voire 90%, est préférable. D’autant que la vitesse de charge va fortement diminuer au-delà des 80%. Il faut aussi éviter d’attendre qu’elle soit presque épuisée (moins de 10%) avant de la charger, surtout sur une borne rapide. Adopter une conduite cool et anticipative préserve également la batterie sur le long terme.

VE d'occasion, un piège à cause de la batterie?

Acheter un VE d’occasion semble a priori plus abordable, surtout pour un acheteur particulier. Toutefois, l’offre reste encore limitée. De plus, les modèles les moins chers, bien que récents, sont parfois déjà de l’ancienne génération. Cependant, il est possible de trouver une bonne affaire. Il faut garder à l’esprit que l’autonomie sera différente de l’autonomie WLTP d’origine. Cette mention est bien présente sur le certificat Car-Pass (document devenu obligatoire pour passer le contrôle technique).

Mais ce chiffre n'est que théorique car il ne reflète pas l'état de la batterie au moment de la vente. Il est donc utile de demander un certificat sur l’état de santé de la batterie, appelé SOH (voir plus haut). Ce certificat est disponible auprès des garages agréés. Certains vendeurs spécialisés proposent même des batteries "remises à jour" en remplaçant certains modules. Mais évidemment, cela gonfle le prix du véhicule.

Enfin, soulignons le peu de fiabilité des certificats "SOH" proposés sur internet. C'est l'asbl Car Pass qui le souligne dans son dernier rapport: une étude commandée à la haute école Thomas More a montré les limites de ces modes de calcul. Ils ont été testés sur 5 véhicules électriques, dont certains avec une batterie endommagée. Les résultats de ces tests n’étaient pas satisfaisants. Les plus précis sont trop chronophages, car ils nécessitent de rouler pour décharger la batterie. Les tests rapides sur la base des données du véhicule sont, eux, peu fiables. De plus, selon l’étude, le système de gestion de la batterie n’affichait pas toujours les bonnes valeurs de capacité de batterie. Pour être rassuré sur l'état de la batterie offerte, mieux vaut donc s'adresser aux réseaux agréés.

Conclusion

Bonne nouvelle: les derniers modèles de VE ont des batteries plus efficaces. Ce n’est pas juste une question de conception, de matériaux et de disposition des cellules. Il faut compter sur les logiciels pour la gestion de la température, le transfert d’énergie et les charges.

Mauvaise nouvelle: l’autonomie baissera au cours du temps. Mais - et c'est la bonne surprise de ce dossier - le phénomène est moins dramatique qu’initialement calculé il y a une petite décennie. D’ailleurs, les garanties de 8 à 10 ans proposées par les constructeurs ont une limite très "pessimiste" par rapport à la réalité: 70% de la capacité initiale. Ceci étant, nous ne pouvons qu’espérer une amélioration continue dans ce domaine. La voiture électrique deviendra ainsi de plus en plus flexible en matière de mobilité. Elle pourrait devenir plus abordable aussi avec l’économie d’échelle, ainsi qu’avec de nouvelles solutions techniques.

Au feu!

"Une voiture électrique c’est dangereux avec sa batterie qui peut exploser et qu’il est difficile d’éteindre." Cette phrase, on peut l’entendre dans les débats VE vs pétrole. C’est vrai qu’un incendie de batterie est possible et qu’il est parfois difficile de l’éteindre. Les pompiers sont maintenant formés pour ce type de feu et s’équipent pour y faire face. Cette crainte justifie l’interdiction ou une limite de puissance des bornes dans certains sous-sols. Car le départ de feu sera souvent lié à un échauffement lors de la charge. En cas de problème avec la gestion du refroidissement ou avec les conducteurs et les liaisons internes de la batterie, la température va monter drastiquement, déclenchant une réaction en chaîne. Par ailleurs, en cas d’accident, la batterie pourrait être endommagée, avec risque de courts-circuits. Il faut donc toujours la remplacer en cas de choc important. D’où des contrats d’assurance spécifiques pour les VE.

Et le recyclage?

La matière première pour les batteries, en particulier le cobalt et le lithium, est un enjeu géopolitique et écologique majeur. La Terre n’est pas inépuisable, le recyclage est donc indispensable. Mais avant cela, les batteries des VE seront reconditionnées et réutilisées pour d’autres utilisations: stockage d’énergie solaire, accumulateur, batterie tampon… Ensuite seulement, il peut être question de recyclage. Les techniques de récupération des métaux et autres composants sont maîtrisées, par exemple, pour les batteries des ordinateurs portables. Il faut surtout mettre en place les filières à grande échelle de collecte, de reconditionnement et de recyclage des batteries récupérées des VE.

Le kW pour la puissance, le kWh pour l'énergie

Depuis quelques années et l'avènement de la voiture électrique, les termes kilowatt (kW) et kilowattheure (kWh) sont utilisés au quotidien. Des appellations très proches, mais qui renvoient à des concepts différents. Le kilowatt (kW) est l'unité de mesure de la puissance, c'est-à-dire la force maximale qu'un moteur peut exercer. Elle ne s'applique pas seulement à l'électricité, mais aussi aux voitures à moteur thermique dont on parle en kW ou - à l'ancienne - en chevaux (vapeur). La conversion est facile: on multiplie les chevaux par 0,74 pour obtenir la valeur en kW, et les kW par 1,36 pour obtenir la valeur en chevaux.

Quant au kilowattheure (kWh), il s'agit de l'énergie fournie par la batterie au moteur, c'est-à-dire la quantité de kW que la batterie peut fournir en une heure d'utilisation. Notez encore que le W de Watt est toujours écrit en majuscule puisqu’il réfère au célèbre ingénieur écossais James Watt (1736-1819) qui transforma à jamais l'industrie d'alors grâce à ses améliorations apportées à la machine à vapeur.