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Économie et développement urbain durable

 | 
Bruno Duplessis
, 
Charles Raux

Quelle contribution du progrès technique à la réduction des émissions du secteur automobile ? L’exemple du petit véhicule urbain

Paolo Avner et Philippe Menanteau

Résumé

Le transport routier de passagers est largement dominé par des véhicules individuels dont on peut faire le constat du surdimensionnement pour la majorité des usages au quotidien. Or, l’ensemble des caractéristiques de poids, de taille et de puissance des automobiles, détermine à la fois le coût et la consommation de carburant des véhicules et contribue à forger une image « type » de la voiture comme objet en soi plutôt que comme mode de déplacement.
Dans ce contexte, se pose la question de l’émergence de nouvelles technologies et de nouveaux services moins émetteurs de Gaz à effet de serre pour répondre à une demande de mobilité privée et motorisée. Le Petit Véhicule Urbain (PVU) peut s’appréhender comme une nouvelle technologie visant à rendre un service bien déterminé, la mobilité urbaine.
Le travail mené, à l’aide en particulier du dispositif de modélisation POLES, vise à quantifier les possibilités de pénétration du PVU comme alternative au Véhicule Multifonction classique sur le marché de la mobilité urbaine jusqu’en 2050 et à estimer les conséquences de son adoption en termes de volume d’émission de gaz à effet de serre.

Texte intégral

INTRODUCTION

  • 1 European Environmental Agency, 2008 Climate for a transport change. TERM 2008 : Indicators trackin (...)

1Dans une perspective de réduction radicale des émissions de gaz à effet de serre, la question des transports est centrale. Sur la période 1990-2007, la hiérarchie des secteurs responsables des principales émissions de GES s’est très peu modifiée, le secteur des transports (terrestres et aérien) restant de loin celui qui présente l’augmentation des émissions la plus forte à la fois en termes absolus et relatifs (EEA, 2009). En 2007, il représentait 24 % de l’ensemble des émissions de GES au niveau européen (EEA, 2009)1 et sa part continue de croître.

2Deux paramètres influent directement sur l’évolution des émissions de gaz à effet de serre du secteur des transports : la mobilité des biens ou des personnes et les niveaux d’émission des moyens de transport utilisés. Le besoin de mobilité pourrait éventuellement, dans certains contextes, être encadré, mais il est encore considéré comme un besoin fondamental qui ne peut être contraint. Les politiques de limitation des émissions dans le secteur des transports se focalisent donc pour l’instant sur d’autres leviers d’action, les transferts modaux et la diminution des émissions unitaires.

  • 2 80 % des trajets journaliers en Europe font moins de 60 km -Renault, 2009, Présentation lors d’une (...)

3Le transport routier de passagers est aujourd’hui largement dominé par des véhicules individuels qui présentent un très net surdimensionnement pour la majorité des usages au quotidien. Ainsi, l’essentiel des trajets journaliers s’effectue sur des distances courtes2 avec des taux d’occupation très faibles et mobilise pour cela des véhicules qui peuvent déplacer 4 à 5 personnes et bénéficient d’une autonomie de 800 à 1000 km. Les caractéristiques des véhicules actuels, en termes de taille, de poids, de puissance ne correspondent donc pas à leur utilisation effective mais déterminent pourtant largement à la fois leur coût et leur consommation de carburant.

4Le surdimensionnement de l’automobile actuelle pose la question de l’émergence de nouvelles technologies et de nouveaux services pour répondre à une demande de mobilité privée et motorisée. Le Petit Véhicule Urbain (PVU) peut s’appréhender comme une nouvelle technologie visant à rendre un service bien déterminé, la mobilité urbaine. Moins consommatrice d’énergie et moins émettrice de gaz à effet de serre, cette option pourrait apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique si elle était massivement adoptée par les citadins.

  • 3 Ademe – EpE, 2006, Feuille de route sur le couple véhicules particuliers-carburants à l’horizon 205 (...)

5De manière complémentaire à cette innovation sur la nature des véhicules, il y a probablement beaucoup à attendre de ruptures sur les motorisations des automobiles. Une réflexion prospective a été initiée au sein de l’Ademe sur les évolutions possibles du couple « véhicule-carburant » à l’horizon 2050 et de leur apport à la réalisation du facteur 4 (Ademe-EpE, 2006)3. Cette étude a permis d’identifier les principales innovations technologiques attendues dans le domaine des véhicules individuels.

6Le travail mené, par la suite, au LEPII, a consisté à quantifier les possibilités de pénétration de différentes technologies de motorisation et du PVU comme alternative au Véhicule Multi-fonction (VMF) thermique classique sur le marché de la mobilité urbaine jusqu’en 2050 et à estimer les conséquences de son adoption en termes de volume d’émission de gaz à effet de serre.

7Dans cet article, la première partie rappelle les objectifs de l’étude menée au LEPII en lien avec la feuille de route de l’Ademe évoquée plus haut sur les couples « véhicules-carburants ». Nous présentons ensuite rapidement les modifications qui ont été apportées au modèle POLES pour lui permettre de simuler la diffusion de ce nouveau type de véhicule. Enfin, nous détaillons les principaux résultats sur la mobilité et les consommations d’énergie pour différentes hypothèses de politique climatique et de progrès technique dans le secteur des transports.

OBJECTIFS DE L’ETUDE

8La feuille de route technologique réalisée par l’ADEME en partenariat avec EpE (Entreprise pour l’Environnement) vise à envisager les ruptures technologiques susceptibles de se produire dans le futur afin de construire des visions partagées de l’avenir. Ce souci de dégager une vision commune est d’autant plus nécessaire que les technologies alternatives n’ont pas encore atteint le stade de la maturité et requièrent par conséquent davantage d’investissements lourds dans un contexte où les fonds disponibles pour la recherche-développement sont limités.

9La feuille de route technologique de l’Ademe tente de dresser un état des lieux des bifurcations et innovations radicales susceptibles de modifier le transport automobile du futur. Cette cartographie des avenirs possibles doit permettre aux décideurs et aux constructeurs automobiles de définir des priorités dans des domaines où la recherche, l’action politique et les investissements demeurent nécessaires.

10Cet exercice a abouti à la définition de deux catégories d’évolutions technologiques (au sens large) susceptibles d’influencer fortement la nature et les performances des véhicules dans le long terme :

  • Les innovations technologiques (au sens strict) : type de motorisation, nature des carburants, méthode de conception des véhicules (allègement des véhicules à travers l’intégration de matériaux composites, par exemple). Cette catégorie d’innovation ne suppose pas de modification majeure ni des usages, ni de l’image de l’automobile.

    • 4 Dans la feuille de route « véhicules-carburants », le Petit Véhicule Urbain est considéré comme une (...)

    Les innovations de « produit » ou « organisationnelles »4 : il s’agit principalement de segmenter le parc de véhicules en fonction de la nature des déplacements (urbains vs non urbains). A partir du constat du surdimensionnement du véhicule multi-fonction pour la majorité des usages, cette deuxième catégorie d’innovation suppose le développement d’un véhicule moins consommateur spécifiquement dédié à la mobilité urbaine.

11L’objectif de l’étude complémentaire réalisée au LEPII est de quantifier les potentialités de pénétration des innovations technologiques ou de « produits » identifiées dans la feuille de route sur le marché de la mobilité, puis, d’en évaluer l’impact en termes de consommations énergétiques et d’émissions de GES.

12La représentation d’un PVU au sein du modèle POLES requiert cependant des modifications structurelles afin d’être en mesure de désagréger les déplacements suivant la zone de résidence des populations. Cette étape a nécessité l’introduction de la dimension urbaine dans le modèle.

MODELISER LA DIMENSION URBAINE DANS LES TRANSPORTS

13Le modèle POLES développé au LEPII fournit des projections détaillées jusqu’en 2050 pour les différentes régions/pays du monde pour lesquelles il simule la demande et l’offre d’énergie, ainsi que les prix des sources d’énergies primaires sur les marchés internationaux.

14Ce dispositif fournit un cadre cohérent pour l’étude des dynamiques de l’énergie et de l’environnement. Il prend en compte les contraintes en termes de ressources pour le pétrole et le gaz naturel et permet le calcul des émissions liées à la combustion d’énergies fossiles. Il permet de simuler un certain nombre de scenarios de contraintes d’émissions et d’identifier les conséquences de l’introduction d’une taxe carbone ou d’un marché de permis d’émissions.

15Le modèle utilise une base de données détaillée décrivant les technologies de production d’énergie et certaines technologies de demande telles que les véhicules automobiles par exemple. Ce dispositif permet une représentation plus détaillée du système énergétique et la simulation de politiques d’innovation au travers de l’apparition de nouvelles technologies ou de l’amélioration des performances des technologies existantes.

Un modèle énergétique global… mais limité pour la représentation des dynamiques de la mobilité urbaine

16Ce dispositif de modélisation possède toutefois un certain nombre de limites dans la représentation du secteur transport pour laquelle il ne peut prétendre à la finesse et au détail d’un modèle spécialisé. La simulation des évolutions du secteur s’appuie ainsi principalement sur des fondamentaux économiques tels que les prix des carburants et la croissance économique. Le modèle n’étant pas spatialisé, des variables telles que la motorisation individuelle ou la demande adressée aux transports collectifs, par exemple, présentent des dynamiques très largement indépendantes de la forme urbaine et de son évolution.

17Les transformations apportées au modèle visent donc un double objectif. Il s’agit à la fois d’être en mesure de représenter l’introduction d’un nouveau type de véhicule (le petit véhicule urbain) dont la diffusion est limitée à l’espace urbain et au-delà, de proposer des dynamiques de mobilité individuelle contrastées entre l’urbain centre et la périphérie. Sur le long terme, et pour les zones urbaines en croissance rapide, la prise en compte d’évolutions différentiées des formes urbaines (ville étalée versus ville compacte, par exemple) pourraient conduire à des profils de consommation énergétique très différents dans le domaine des transports. Cette analyse ne fait toutefois pas partie du travail réalisé ici.

L’introduction d’une variable densité urbaine dans POLES

18La demande de mobilité urbaine et sa répartition par mode de transport entretiennent des liens forts avec un certain nombre de déterminants parmi lesquels l’étalement urbain est l’un des plus importants.

  • 5 P. Newman, J. Kenworthy, Sustainability and Cities : Overcoming Automobile Dependance, Washington D (...)

19Toutes choses étant égales par ailleurs, la densité urbaine considérée comme un proxy utile de l’étalement urbain influe sur la demande de mobilité et la consommation d’énergie des transports5. Ainsi, plus elle est élevée, plus les déplacements sont courts et plus il est aisé de mailler efficacement le territoire par des infrastructures de transports en commun et, inversement, plus elle est faible, plus la motorisation individuelle devient nécessaire.

  • 6 Cervero, R., « Mix land-uses and commuting : Evidence from the American housing survey », Transport (...)
  • 7 Clark, C., « Transport : Maker or breaker of cities ? », Town Planning Review, vol 28, (1957), 237- (...)

20La variable densité ne peut prétendre à décrire les différentes formes urbaines ou à expliquer complètement les dynamiques de mobilité. D’autres études ont ainsi enrichi la compréhension des liens entre mobilité et forme urbaine : la mixité des usages6 et le réseau de transports en commun7 influencent également les choix modaux, la fréquence des déplacements et leurs distances.

21Malgré tout, la densité urbaine présente le double avantage d’entretenir un lien robuste avec la mobilité en ville et d’être quantifiable. Dans le modèle, la démarche est enrichie par l’introduction du gradient de densité qui mesure la rapidité de décroissance de la densité en fonction de la distance au centre-ville. En combinant ces deux variables, il devient possible de rendre compte des disparités de distribution de population au sein d’une ville. On distingue ainsi de façon simple deux zones au sein des agglomérations :

  • centre urbain : zone à densité de population élevée qui correspond en général en Europe aux centres-villes « historiques » ;

  • péri-urbain : zone de densité moyenne plus faible caractérisée par une alternance de constructions denses (bâtiments collectifs) et diffuses (pavillons et jardins).

  • 8 Union Internationale du Transport Public – UITP, 2001. Millenium Cities Database for sustainable t (...)

22Des relations statistiques entre densité d’habitat et mode et volume de déplacement sont établies à partir de la base de données « Millenium Cities for Sustainable Development » (UITP, 2001)8 qui permettent de caractériser les mobilités des individus suivant leur zone de résidence (urbain-centre, urbain périphérique et extra-urbain). La mobilité urbaine – et notamment la mobilité automobile – étant quantifiable, il devient alors possible de simuler l’introduction d’un véhicule exclusivement dédié à cet usage dans le modèle.

LES EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES FUTURES

23Les innovations qui sont représentées dans cette étude concernent à la fois la nature du véhicule (VMF ou PVU) et le groupe moto-propulseur. Le second type d’innovation sera présenté après avoir décrit de manière générique les caractéristiques d’un Petit Véhicule Urbain.

24Nous avons défini un petit véhicule urbain préservant l’essentiel des caractéristiques d’un véhicule conventionnel (motorisé, quatre roues, couvert, etc.) mais plus petit, moins rapide, moins lourd, moins autonome (pour les véhicules électrique ou hydrogène) et donc moins consommateur d’énergie. Cette vision du petit véhicule urbain peut sembler un peu conservatrice par rapport à de nouveaux types de véhicules (trois roues, vélos ou scooters électriques, etc.) mais elle est conditionnée par le fonctionnement du modèle qui opère des choix sur la base des coûts d’usage entre des technologies comparables. De même les conditions d’utilisation des petits véhicules urbains ont été calquées sur celles des véhicules conventionnels mais on pourrait imaginer dans un second exercice modifier les taux d’occupation ou le kilométrage annuel, par exemple, pour refléter des innovations organisationnelles de type auto-partage ou auto-lib.

Tableau 1 : Caractéristiques générales d’un Petit Véhicule Urbain

25Les scénarios d’évolution technologique sur les motorisations pour le secteur des transports simulés dans cette étude avec le dispositif de modélisation POLES reprennent deux des trois grandes options décrites dans la feuille de route Ademe-EpE sur la modification du couple véhicules particuliers-carburants. Les principales options technologiques considérées sont les suivantes :

  • Une amélioration des performances technico-économiques des dispositifs de stockage électrique, bénéficiant à la fois aux véhicules hybrides rechargeables et aux véhicules électriques

  • Une rupture technologique sur les piles à combustible permettant une diffusion rapide et massive de véhicules équipés de piles à combustible et alimentés à l’hydrogène

  • 9 Pour autant, les deux scénarios ne sont pas strictement comparables, les performances du moteur à c (...)

26Dans la feuille de route ADEME-EPE, l’amélioration de l’efficacité énergétiques des moteurs à combustion interne constituait une option technologique majeure. Cette option a été étudiée dans une première phase de notre travail mais n’est pas reprise ici. La raison est qu’une grande partie des gains attendus dans le scénario « efficacité énergétique » proviennent d’un allègement des véhicules multi-fonction classiques ce qui est précisément l’objectif poursuivit par le PVU9.

27L’introduction d’un PVU et les évolutions envisageables des performances des propulsions alternatives définissent quatre scénarios contrastés :

  • Référence (REF) : il ne s’agit pas du scénario le plus probable, mais d’un scénario de type baseline qui sert de référence pour évaluer l’importance des transformations associées aux ruptures technologiques envisagées dans les autres scénarios. Dans ce scénario, on fait l’hypothèse d’une progression limitée des performances de la technologie conventionnelle et d’une stagnation des évolutions sur les technologies électriques et hydrogène. Il n’y a pas de pénétration du petit véhicule urbain ;

  • Introduction dun Petit Véhicule Urbain (PVU) : dans ce scénario, on postule le développement de petits véhicules urbains pour le marché de la mobilité en ville avec des consommations inférieures aux 4l/100 km dès 2010. On suppose que les performances des véhicules électriques et hydrogène progressent peu et donc que la grande majorité des véhicules restent équipés de moteurs à combustion interne ;

  • Electricité et hybrides rechargeables (ELE) : ce scénario de rupture technologique sur les dispositifs de stockage d’électricité se traduit par une baisse des coûts des systèmes embarqués de stockage, entre 2005 et 2050, de 85 %. L’importance de la baisse des coûts attendue doit conduire à une diffusion massive des véhicules électriques et hybrides (objectif de 50 à 60 % de parts de marché à l’horizon 2050) ;

  • Hydrogène et piles à combustibles (PAC) : ce scénario de rupture technologique se traduit par des baisses de coût très importantes sur les piles à combustible qui atteignent 50 $/kW en 2050. Le stockage hydrogène bénéficie des mêmes hypothèses très favorables qui permettent d’envisager qu’au-delà de 2025-30 les véhicules PAC deviennent compétitifs.

28Le tableau suivant permet d’illustrer les principales caractéristiques et les coûts des différents véhicules en 2010 et 2050 tels que renseignés dans le modèle :

  • 10 La caractérisation des véhicules et de leurs coûts ainsi que de ceux de leurs composants a fait l’o (...)

Tableau 2 : Caractéristiques et coûts des différents véhicules10

29Les ruptures technologiques rapides ne se produisent pas spontanément mais sous l’effet de contraintes. Dans les scénarios technologiques, nous avons considéré qu’un signal prix crédible sur le carbone, croissant régulièrement dans le temps, était une condition nécessaire au développement des technologies alternatives. La contrainte carbone qui dépasse 500 €/tCO2 en fin de période se traduit par un doublement des prix des carburants. Elle incite les industriels à investir dans le développement de technologies moins émettrices et les acheteurs à se tourner vers des automobiles moins coûteuses au kilomètre.

RESULTATS

30Les résultats présentés ci-après sont à considérer comme une première illustration du comportement du modèle POLES modifié pour tenter de quantifier ce que pourrait être l’impact sur les consommations d’énergie et les émissions de CO2 de l’introduction d’un petit véhicule urbain et de la diffusion de motorisations alternatives. Ce travail exploratoire n’a pas la prétention d’aller au bout des possibilités offertes, notamment en ce qui concerne l’impact de la forme urbaine sur les dynamiques de mobilité.

Le scénario de référence

  • 11 A. Grübler, The rise and fall of infrastructures, Dynamics of evolution and technological change in (...)

31Dans le modèle, la motorisation individuelle progresse en fonction du revenu par habitant selon une courbe logistique. Il s’agit d’un processus de diffusion non linéaire, lent dans un premier temps, puis beaucoup plus rapide, lorsque les besoins primaires (logement, nourriture…) ont pu être satisfaits. Enfin, lorsqu’on s’approche des niveaux de saturation en véhicules d’une économie, on constate de nouveau un ralentissement marqué. La figure 1 présente les trajectoires d’évolution de la motorisation individuelle dans plusieurs pays en fonction de la progression de la richesse individuelle telles que calculées par le modèle. On retrouve un résultat déjà observé par A. Grübler de taux de saturation atteints plus tôt mais à des niveaux inférieurs par les pays ayant adopté la technologie (ici l’automobile) plus tardivement (Grübler, 1999)11. Dans cette représentation, la Chine présente un taux de motorisation qui augmente rapidement mais qui sature avant d’atteindre le niveau d’équipement de l’Europe des 27 et a fortiori celui des Etats-Unis.

Figure 1 : Evolution des taux de motorisation en fonction du revenu pour diverses économies

32Les modifications apportées au modèle permettent de différencier les dynamiques d’évolution du taux de motorisation suivant trois zones : urbain-centre, urbain-périphérie et extra-urbain. La figure 2 illustre l’impact des modifications apportées au modèle avec l’introduction de zones urbaines différenciées. Si la mobilité moyenne en EU 27 tend à évoluer comme le taux d’équipement (figure 1) avec un plateau atteint vers 2020-25 puis une décroissance modérée, il en va différemment de la mobilité par zone. Dans l’urbain centre, la mobilité par habitant est plus faible qu’ailleurs et elle progresse peu sur la période ; elle est en revanche plus élevée en périphérie où elle continue à progresser jusqu’en 2025-30. Elle continue à croître également en zone de très faible densité (extra-urbain) mais cette évolution a un faible impact sur la mobilité totale en raison de la faible importance relative des populations extra-urbaines (au moins dans les pays OCDE).

Figure 2 : Mobilité automobile par habitant et par zone infranationale dans l’Europe des 27

33La consommation correspondante d’énergie des automobiles est représentée sur la figure 3. Le ralentissement de la croissance économique et la baisse de la population se traduisent par une stabilisation de la demande de mobilité (véhicule.km) qui, conjuguée à une amélioration des performances des véhicules neufs par rapport à la moyenne du parc, induit un recul de la consommation. La consommation d’énergie se stabilise autour de 200 Mtep en 2020 puis diminue lentement mais de façon régulière, pour revenir à un niveau proche de celui de 2000 (environ 165 Mtep).

Figure 3 : Consommation d’énergie finale des automobiles (EU 27) dans une situation de référence

34Pour les pays de l’OCDE, on observe également un fort ralentissement de la croissance avec une stabilisation de la consommation autour de 2025-30 mais la décroissance est beaucoup moins marquée. Le déclin relatif des consommations d’énergie observé dans les pays OCDE, même en l’absence de politiques climatiques très marquées, pourrait nourrir un certain optimisme. Celui-ci doit être tempéré fortement au regard de la croissance importante des consommations d’énergie finale dans les pays non OCDE (Figure 4).

Figure 4 : Comparaison des évolutions de consommations d’énergie finale en OCDE et dans les pays non OCDE dans un scénario de référence

Scénarios technologiques

35Nous faisons l’hypothèse que des ruptures technologiques dans le secteur des transports ne peuvent intervenir que dans le cadre de politiques climatiques fortement contraignantes qui contribuent à stimuler la recherche pour des véhicules moins consommateurs ou des alternatives aux carburants fossiles. Ainsi les scénarios technologiques retenus supposent tous une valeur croissante du carbone qui atteint en 2050 un coût supérieur à 500 €/tCO2.

36Pour ne pas alourdir la présentation, nous avons choisi de centrer cet article sur les seuls résultats des scénarios PVU et ELE. Comme le scénario ELE, le scénario PAC conduit à une réduction des consommations finales d’énergie des automobiles mais dans une proportion moindre. Les véhicules PAC restent plus longtemps moins compétitifs que les véhicules conventionnels. La diffusion est donc moins marquée que celle des véhicules électriques et hybrides en fin de période et l’impact sur les consommations d’énergie et les émissions de CO2 est plus faible.

  • 12 Dans les pays OCDE on considère qu’une part de la mobilité urbaine correspond à des déplacements de (...)

37La figure suivante permet d’illustrer les profils de pénétration d’un Petit Véhicule Urbain thermique sur le marché de la mobilité en zone urbaine centrale. On observe que sa pénétration est rapide puisque ses parts de marché atteignent respectivement 45 et 48 % en EU 27 et dans les pays OCDE en 2050. Sa pénétration est à l’origine plus rapide et plus importante dans les pays non-OCDE (faible stock initial de véhicules, moindres contraintes au développement du PVU12) mais elle ralentit sensiblement à partir de 2035.

Figure 5 : Evolution des parts de marché du Petit Véhicule Urbain (en nombre de véhicules) en zone Urbain-centre (scénario PVU)

38La mise sur le marché de technologies alternatives dans le scénario électrique (PVU électriques et thermiques et VMF hybride), modifie de manière importante la composition du parc de véhicules en 2050. En fin de période, le véhicule thermique classique n’occupe plus que 50 % de parts de marché sur l’ensemble des zones. Le développement s’effectue d’abord sur le véhicule hybride puis progressivement sur le véhicule électrique en zone urbaine. Ils atteignent respectivement 32 et 20 % de parts de marché en 2050. Dans ce scénario électrique, les véhicules hydrogènes n’apparaissent pas car on fait l’hypothèse que le progrès technique est centré sur les seuls véhicules électriques et hybrides.

Figure 6 : Evolution du niveau et de la composition du parc automobile dans l’Europe des 27 dans un scénario électrique

39La mobilité dans le scénario électrique diminue par rapport au scénario de référence, notamment du fait de l’introduction d’une valeur carbone. Cette diminution reste toutefois très limitée (environ 2 % pour l’Europe des 27) en raison de la prise en compte d’un effet rebond. Bien que le prix moyen des combustibles augmente sous l’effet de l’introduction d’une valeur carbone, la disponibilité de véhicules moins consommateurs d’énergie tend à diminuer l’impact de la taxe en termes de coût par kilomètre parcouru et l’effet résultant sur la mobilité est faible.

40A mobilité quasi inchangée, la consommation d’énergie est fortement réduite du fait de la disponibilité d’un VMF hybride d’une part et d’un PVU électrique de l’autre. La consommation finale d’énergie des automobiles dans l’Europe des 27 est ainsi réduite de 43 % par rapport à la consommation en 2000.

41Les émissions directes de CO2 des automobiles diminuent dans une proportion plus grande encore puisque les moteurs électriques n’émettent pas de GES au niveau de l’usage final. La réduction des émissions est de 55 % en 2050 comparée à 2000.

Figure 7 : Emissions de GES des automobiles dans l’Europe des 27 dans les différents scénarios

42Au niveau mondial, les émissions de GES dans un scénario de référence sont en progression de plus de 270 % en 2050 par rapport à 2000. Cette croissance s’explique principalement par un quadruplement de la mobilité automobile par habitant, dans les pays non-OCDE, entre 2005 et 2050, sous l’effet de l’augmentation du revenu par habitant (cf Figure 1).

43L’introduction d’un PVU thermique en lien avec une valeur carbone permet de limiter l’envolée des émissions en les plafonnant à environ 90 % au dessus de leur niveau initial.

44Les gains à attendre d’une pénétration conjointe du PVU et de technologies de propulsion moins émettrices de GES sont très importants comme le montre la figure 8. Ainsi, le scénario électrique permet d’envisager des gains de 73 % par rapport à la situation de référence en 2050.

Figure 8 : Emissions directes des automobiles à l’échelle mondiale dans les différents scénarios

45Les gains par rapport à 2000 sont également considérables avec 25 % de réduction des émissions. Néanmoins, ils restent en-deçà des 50 % qui seraient nécessaires pour atteindre une division par 2 des émissions en 2050 (par rapport à 2000), la condition selon le GIEC pour tenter de stabiliser les concentrations de GES à 450 ppm et limiter l’augmentation de la température moyenne à 2°C.

CONCLUSIONS

46L’exercice de quantification de la feuille de route ADEME–EpE, réalisé au LEPII à l’aide du modèle POLES, fournit un certain nombre de résultats préliminaires et d’informations qu’un examen plus approfondi permettra d’affiner.

47Il permet de préciser d’une part l’ampleur du défi pour orienter les différentes économies sur des trajectoires de développement sobres en carbone dans le domaine de la mobilité automobile. D’autre part, il fournit une estimation des bénéfices à attendre des innovations technologiques sur le couple « véhicule-carburant » en termes de consommations énergétiques et d’émissions de GES.

48La mise en œuvre de politiques climatiques volontaristes (valeur carbone élevée), l’introduction d’un véhicule plus efficient, mieux adapté à la mobilité urbaine et l’hypothèse de progrès technologiques importants sur les motorisations alternatives permettent d’envisager un infléchissement sensible des émissions de GES à 2050.

49La seule option « technologique » au sens large, ne permet toutefois pas d’atteindre les objectifs de long terme préconisés par le GIEC (facteur 2 au niveau mondial par rapport à 2000), au moins dans le domaine des transports routiers de passagers. D’autres options doivent être mobilisées pour cela qui permettraient de limiter aussi la croissance de la mobilité individuelle.

50Les marges de manœuvre associées à la reconfiguration des territoires vers des espaces plus économes en transport individuel constituent probablement des pistes intéressantes à explorer. Les modifications apportées au dispositif de modélisation POLES avec l’introduction de la forme urbaine devraient permettre de prendre en compte cette nouvelle dimension et fournir des éléments de comparaison entre des scénarios contrastés d’étalement ou au contraire de densification urbaine.

Notes

1 European Environmental Agency, 2008 Climate for a transport change. TERM 2008 : Indicators tracking transport and environment in the European Union EEA Report n°03/2009

2 80 % des trajets journaliers en Europe font moins de 60 km -Renault, 2009, Présentation lors d’une journée du Pôle de compétitivité Tenerrdis, le 1er Octobre 2009 à Grenoble.

3 Ademe – EpE, 2006, Feuille de route sur le couple véhicules particuliers-carburants à l’horizon 2050, Paris

4 Dans la feuille de route « véhicules-carburants », le Petit Véhicule Urbain est considéré comme une innovation « organisationnelle ». Mais la compréhension du PVU des auteurs de ce document va au-delà de la nôtre dans cet article puisqu’elle suppose le développement futur de l’auto-partage et de la multipropriété. Comme le concept du PVU que nous avons retenu est plus restrictif, nous l’appellerons « innovation de produit ».

5 P. Newman, J. Kenworthy, Sustainability and Cities : Overcoming Automobile Dependance, Washington DC, Island Press, (1998).

6 Cervero, R., « Mix land-uses and commuting : Evidence from the American housing survey », Transportation Research Part A., vol 30, n°5, (1996), 361-377

7 Clark, C., « Transport : Maker or breaker of cities ? », Town Planning Review, vol 28, (1957), 237-250

8 Union Internationale du Transport Public – UITP, 2001. Millenium Cities Database for sustainable transport

9 Pour autant, les deux scénarios ne sont pas strictement comparables, les performances du moteur à combustion interne n’évoluant pas dans le scénario PVU de façon aussi favorable que dans le scénario efficacité énergétique.

10 La caractérisation des véhicules et de leurs coûts ainsi que de ceux de leurs composants a fait l’objet d’une recherche bibliographique approfondie. Parmi les sources utilisées, on peut citer notamment : a/ JRC, Well to wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context”, Tank to Wheel Report version 3, (2008 ) ; b/ M.A. Weiss, J.B. Heywood, E.M. Drake et al., ”On the road in 2020”, Energy Laboratory Report # MIT EL 00-003, (2000) ; c/ A. Schäfer, J.B. Heywood, H.D. Jacoby et al., Transportation in a climate constrained world, (2009), MIT Press, Cambridge, Massachussets

11 A. Grübler, The rise and fall of infrastructures, Dynamics of evolution and technological change in transport, (1999), IIASA, Luxemburg.

12 Dans les pays OCDE on considère qu’une part de la mobilité urbaine correspond à des déplacements de loisirs plus longs vers l’extérieur des villes. Cette part existe également pour la zone non-OCDE mais elle est plus faible.

Table des illustrations

Légende Tableau 1 : Caractéristiques générales d’un Petit Véhicule Urbain
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Légende Tableau 2 : Caractéristiques et coûts des différents véhicules10
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Légende Figure 1 : Evolution des taux de motorisation en fonction du revenu pour diverses économies
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Légende Figure 2 : Mobilité automobile par habitant et par zone infranationale dans l’Europe des 27
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Légende Figure 3 : Consommation d’énergie finale des automobiles (EU 27) dans une situation de référence
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Légende Figure 4 : Comparaison des évolutions de consommations d’énergie finale en OCDE et dans les pays non OCDE dans un scénario de référence
URL http://books.openedition.org/pressesmines/docannexe/image/1541/img-6.jpg
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Légende Figure 5 : Evolution des parts de marché du Petit Véhicule Urbain (en nombre de véhicules) en zone Urbain-centre (scénario PVU)
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Légende Figure 6 : Evolution du niveau et de la composition du parc automobile dans l’Europe des 27 dans un scénario électrique
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Légende Figure 7 : Emissions de GES des automobiles dans l’Europe des 27 dans les différents scénarios
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Légende Figure 8 : Emissions directes des automobiles à l’échelle mondiale dans les différents scénarios
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Auteurs

Paolo Avner (Ingénieur d’étude CNRS) est diplômé de ParisTech-Nanterre et de l’Université Paris1. Jeune économiste, il a acquis une certaine expérience sur les mécanismes de flexibilité du protocole de Kyoto ainsi que sur les instruments permettant de concilier politiques climatiques ambitieuses et compétitivité internationale. Au LEPII, il travaille sur les questions de développement urbain durable, et sur l’intégration de cette dimension spatiale dans le modèle énergétique POLES.

Philippe Menanteau (Ingénieur de Recherche CNRS) est diplômé de l’Ecole Spéciale des Travaux Publics (Paris) et titulaire d’une thèse de docteur-ingénieur de l’Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires. Avant d’entrer au CNRS, il a travaillé plusieurs années au développement de coopérations entre les collectivités locales européennes sur la thématique énergie–environnement. Au LEPII, il est impliqué dans les programmes de recherche sur la prospective technologique et la modélisation du système énergétique. Ses recherches portent sur l’analyse du progrès technique dans le secteur de l’énergie et en particulier sur les politiques de soutien au développement des énergies renouvelables.

© Presses des Mines, 2011

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