Exploration électrique: température, vitesse et autonomie

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Si le véhicule électrique (VE) à batterie présente de nombreux intérêts, notamment celui de s’affranchir du pétrole à l’usage, il rend l’efficacité encore plus dépendante du type d’utilisation qui en est fait et de son environnement. L’autonomie des voitures dépend en effet de nombreux facteurs*, parmi lesquels la vitesse et la température.

_{*aérodynamisme, motorisation, style de conduite, déclivité et revêtement de la route, charge transportée, pneus, etc.}

L’étude de l’impact de ces différents facteurs sur l’autonomie des véhicules électriques est l’objet de cette étude. L’analyse porte sur la France continentale à l’échelle des départements et sur le reste de l’Europe à l’échelle des pays.

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Notre carte interactive permet de visualiser sur chaque territoire étudié, la perte relative d’autonomie d’un véhicule électrique en fonction du mois de l’année. Le calcul de l’autonomie prend en compte la température moyenne observée durant le mois en question ainsi que la vitesse moyenne permise sur le réseau routier. Ces informations et leurs sources sont détaillées dans l’encadré ci-dessous. Les analyses sont déclinées sur 2 véhicules électriques différents : une voiture (autonomie max théorique 620km) et un utilitaire (autonomie max théorique 366km) dont les batteries sont normalisées à 65kWh.

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Dans cette étude, les conditions optimales d'autonomie d’un VE* sont atteintes à une température de 20°C et à une vitesse de 25 km/h. Voici une représentation sous forme graphique illustrant l'influence de la vitesse et de la température sur l'autonomie des véhicules électriques :

Source: GeoTab, Les effets de la température et de la vitesse sur l’autonomie des véhicules électriques.

Pour une exploration plus approfondie, nous vous encourageons vivement à consulter l'analyse détaillée de GeoTab, qui expose en détail les résultats.

*i.e. les conditions théoriques dans lesquelles la distance maximale sera parcourue.

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Température : l'impact significatif …

Au cœur de notre enquête, l’impact significatif des saisons. Paris, par exemple, subit les conséquences de ces variations saisonnières avec une différence substantielle de 22 % entre les mois de juin et de janvier. L'autonomie des véhicules électriques révèle une performance remarquable en été, profitant de températures clémentes. Cependant, en hiver, une perte plus prononcée s'observe dans la capitale par rapport à d'autres départements à dominante rurale. Cette disparité s'explique par une vitesse moyenne qui demeure en deçà de la barre des 50 km/h pour Paris. C'est donc avant tout la température qui joue le rôle prépondérant dans cette diminution d'autonomie.

En contraste, la Savoie, où la vitesse moyenne atteint les 60,7 km/h, avec une amplitude thermique de 17,4°C entre janvier et juin, comparée aux 14°C parisiens.

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En juin, l'autonomie grimpe à 556 km (597 km à Paris);

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En janvier, l'autonomie décroît à 441 km (460 km à Paris);

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Cela entraîne une perte de 115 km pour la Savoie (et 137 km pour Paris).

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… mais Vitesse : principal facteur de perte d'autonomie au-delà de 80 km/h

Voyons maintenant l’influence d’une variation de vitesse. Prenons des vitesses maximales de 30, 50, 80, 110 et 130 km/h. Pour une température de 20°C, voici les résultats :

Nous observons que le milieu urbain favorise l’autonomie des véhicules électriques alors que de longs trajets sur autoroute affectent fortement la capacité de la batterie.

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🧛 À 110 km/h, une diminution de la température de 1°C se traduit par une baisse modeste de seulement 2 km en termes d'autonomie. Cependant, à 50 km/h, la même variation de température de -1°C a un impact bien plus marqué, entraînant une réduction de 11 km de l'autonomie. Descendons plus bas encore, à 30 km/h : augmenter la vitesse de 10 km/h se traduit par une perte de 10 km en autonomie. En revanche, à 110 km/h, une accélération de 10 km/h se répercute lourdement avec une diminution de 33 km en autonomie.

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L'Éclairage des Chiffres : Un regard sur la carte

Focus sur la France : Parmi les faits saillants à considérer, nous relevons des pertes d'autonomie significatives par rapport à la capacité maximale théorique. En janvier, pour les départements de la Haute-Loire et de la Lozère, la perte la plus drastique atteint -29,4%.

Le maximum d'autonomie avec une perte minime de seulement -3,7% est atteint à Paris au mois de juin (combinant réseau urbain et températures clémentes). À l'opposé, le Maine-et-Loire présente le moins bon bilan pour ce même mois, avec une baisse marquée de -17,6%.

La meilleure performance annuelle est pour Pyrénées-Atlantiques avec une réduction moyenne de -15,3%, tandis que l'Aube détient le résultat le moins favorable, avec -22,4%.

Passage à l'Europe : A l’échelle européenne, une première observation empirique s’impose : un dégradé des bleus vers les rouges s’étale du Portugal aux Balkans. Dans l’ensemble, l’autonomie décroît donc plus on tend vers la Baltique.

Dans le détail, la Finlande enregistre la plus importante perte d’autonomie (-36,6%) en janvier. Le Portugal présente quant à lui des conditions relativement constantes : 14,4% de perte d’autonomie moyenne sur l’année, avec une amplitude de seulement 12,3% entre le minimum de juin et le maximum de décembre.

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Conclusion

La France est un pays où la baisse d’autonomie reste mesurée (-18,2% en moyenne annuelle). Les variations d’une région à l’autre existent bel et bien mais ne sont pas si marquées. Toutefois, les disparités saisonnières en termes d'autonomie sont conséquentes et peuvent contraindre l’usage réel du véhicule.

En tenant compte du profil carbone du mix électrique, scruté dans le MBP4, l'électrification du parc automobile français se positionne comme une option viable pour l'abandon des énergies fossiles. Néanmoins, dans des pays comme la Pologne, où le mix électrique est fortement carboné et les conditions climatiques moins propices, l'électrification du parc présente plus d'inconvénients que d'avantages, risquant d'aggraver les émissions.

Enfin, il est piquant de remarquer que les conditions optimales pour l’utilisation d’un véhicule électrique coïncident avec celles pour la pratique du vélo. En selle !

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🧙‍♂️ Limites de l’étude

• En premier lieu, il convient de noter que la classification des routes diffère d'un pays à l'autre, entraînant une estimation relativement approximative de la vitesse moyenne maximale (notamment dans certains pays où les données semblent lacunaires). Cependant, pour une analyse comparative entre les départements français, les données sont harmonisées selon une méthodologie uniforme ;
• Les vitesses moyennes maximales abordées ici ne correspondent pas aux vitesses moyennes réellement atteintes, car celles-ci varient en fonction des conditions de circulation à un moment précis ;
• Le relief des routes, facteur influent, n'a pas été pris en compte en raison de limitations de ressources et de données ;
• L'autonomie de la batterie dépend aussi du modèle de véhicule (par exemple, une Tesla Model 3 ne subira pas la même perte d'autonomie sur autoroute qu'un SUV) ;
• Enfin, il existe des variations liées aux systèmes de refroidissement des batteries et aux technologies de batteries elles-mêmes. Cependant, notre objectif ne consiste pas à mener une comparaison exhaustive à cet égard.