Éco-mobilité et transports

Introduction

Le secteur des transports est le premier émetteur de CO₂ en France (30 % des émissions). L'éco-mobilité vise à réduire cet impact via l'électrification, le report modal, la sobriété d'usage et l'écoconception des véhicules.

Chiffres clés

• 32 % des émissions GES nationales (SDES 2024) ; voiture particulière = 52 % de ce total.
• Ventes VP en France 2024 : 22 % de véhicules électriques + 8 % hybrides rechargeables.
• Trafic aérien : 5 % de l'impact climatique mondial (dont forcing radiatif).

Cadre réglementaire

• Loi LOM (2019) : fin des ventes de VP essence/diesel en 2040.
• Règlement UE 2023/851 : 100 % de VP zéro émission neufs en 2035.
• CO₂/km VP (WLTP) : 95 g depuis 2021, 49 g en 2030, 0 g en 2035.
• Bonus écologique 2024 : jusqu'à 4 000 € VE < 47 000 €, prime à la conversion.
• ZFE (Zones à Faibles Émissions) : 43 agglomérations d'ici 2025 (Crit'Air).

Motorisations et rendement puits-à-roue

Motorisation	Rendement well-to-wheel	Émissions CO₂
Essence	15-20 %	150-200 g/km
Diesel	20-25 %	130-180 g/km
Hybride HEV	25-30 %	90-130 g/km
Hybride rechargeable PHEV	40 % avec charge régulière	30-100 g/km
Électrique (mix français)	70-75 %	20 g/km
Hydrogène (PAC + électrolyse ENR)	25-30 %	30 g/km

Chaîne de traction VE

Batterie Li-ion → BMS → onduleur → moteur synchrone → réducteur → roue.

• Autonomie moyenne WLTP 2024 : 350-500 km.
• Consommation typique : 15-18 kWh/100 km.
• Recharge : AC 7-22 kW (domestique) ; DC 50-350 kW (rapide).

Modes alternatifs

• Report modal : train (~5 g CO₂/pass·km), vélo, marche, covoiturage.
• Mobilité active : plan vélo 2023-2027 (2 Mds € État).
• Fret : électrification fret ferroviaire (+ 20 % d'ici 2030), rétrofit poids lourds au bioGNV.

Écoconception véhicule

• Allègement : chaque -100 kg → -0,5 L/100 km.
• Aérodynamique : Cx passé de 0,45 (années 80) à 0,22 (Model 3).
• ACV véhicule : phase usage 80 % de l'empreinte thermique, phase production 40-50 % de l'empreinte VE.
• Recyclage batteries : règlement UE 2023/1542, 70 % de recyclage matières critiques d'ici 2030.

Stratégies urbaines

• MaaS (Mobility as a Service) : billettique unique multimodale.
• Densification cyclable (Copenhague, Paris Plan Vélo).
• Autopartage, covoiturage courte distance (BlablaDaily).
• Logistique du dernier km : vélo-cargo, mini-hubs.

Exemple chiffré 1 — consommation d'un véhicule électrique

VE de 1 800 kg, $S C_x = 0{,}65\ \text{m}^2$, $C_{rr} = 0{,}010$, roulant à 110 km/h (30,6 m/s).

$F_{aéro} = \frac{1}{2}\rho S C_x v^2 = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 0{,}65 \times 936 = 373\ \text{N}$ $F_{roul} = C_{rr} m g = 0{,}010 \times 1\,800 \times 9{,}81 = 177\ \text{N}$ $P_{roue} = (373 + 177) \times 30{,}6 = 16{,}8\ \text{kW}$

Avec $\eta_{chaîne} = 0{,}88$ : 19,1 kW appelés, soit $19{,}1/110 \times 100 = 17{,}4$ kWh/100 km. À 130 km/h, l'aérodynamique croît en $v^2$ et la consommation grimpe à ~22 kWh/100 km (+27 %).

Exemple chiffré 2 — comparaison VE / thermique

Critère	VE (60 kWh)	Diesel
Consommation	17,5 kWh/100 km	5,5 L/100 km
Coût énergie	3,50 € (0,20 €/kWh)	9,08 € (1,65 €/L)
CO₂ usage (France)	1,2 kg/100 km	14,5 kg/100 km
CO₂ fabrication batterie	~4,5 t	—

Seuil d'amortissement carbone : $\dfrac{4\,500}{(14{,}5 - 1{,}2)/100} \approx 34\,000$ km en France, ~90 000 km avec un mix électrique à 400 g/kWh.

Exemple chiffré 3 — recharge et autonomie

Batterie 60 kWh, borne 11 kW AC (rendement 0,90) : $t = \dfrac{60}{11 \times 0{,}9} = 6{,}1$ h. Sur borne DC 150 kW, la charge 20 → 80 % (36 kWh) prend ~18 min car la puissance décroît au-delà de 60 % de SoC.

Exemple chiffré 4 — report modal

Trajet domicile-travail de 15 km, 220 jours/an, soit 6 600 km.

Mode	g CO₂/voyageur.km	kg CO₂/an
Voiture thermique seule	193	1 274
Covoiturage (3 pers.)	64	424
Train régional	25	165
Vélo à assistance	2	13

Points-clés à retenir

• La résistance de l'air varie en $v^2$ et la puissance en $v^3$ : réduire la vitesse est le levier le plus immédiat.
• Comparer deux motorisations exige une analyse de cycle de vie (fabrication + usage + fin de vie), pas seulement le pot d'échappement.
• Le report modal et le taux d'occupation pèsent souvent plus lourd que la technologie du véhicule.