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Climat, Air, Transition Énergétique

La propulsion propre en Normandie

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publié le 5 novembre 2020 (modifié le 18 novembre 2020)



Cet article a été réalisé sur la base des travaux issus d’un stage de 5 mois (mars – juillet 2020) conventionné entre la DREAL Normandie de Caen (Bureau Climat Air Énergie BCAE du Service Climat Logement Aménagement Durable) et la Licence professionnelle Énergies et Systèmes de Mobilités Durables (ESMD) de l’IUT de Rouen. Ces travaux n’ont pas pour objet d’être exhaustifs tant les avancées technologiques sont continues et nombreuses sur cette thématique ; ils ont pour objectifs d’apporter des éléments de connaissances sur le sujet pour le public le plus large possible et de permettre aux acteurs territoriaux (et notamment les collectivités) de comprendre les enjeux d’une propulsion la plus dé-carbonée possible. De nombreuses pistes de travail pourraient faire l’objet de travaux additifs complémentaires comme, par exemple, une étude approfondie sur les cycles de vie, nécessaire pour construire une stratégie de moyen et long terme.

  Définition de la propulsion propre

La propulsion propre peut se définir comme un processus s’inscrivant dans une démarche de mobilité durable et partie prenante d’une mobilité qui répond aux besoins en déplacement de tous sans compromettre les capacités futures tant sur le plan environnemental que sur le plan énergétique. C’est une définition parmi d’autres ; selon la sensibilité des acteurs cette notion peut recouvrir des acceptions différentes.

Alors même que la mobilité est un usage quotidien, il a été identifié dans le rapport de stage un manque de visibilité sur ce domaine et ce pour différentes raisons, notamment : une multitude d’acteurs intervenant sur le sujet, la multiplicité des offres de motorisation, d’énergie utilisables et de vecteurs utilisant ces technologies.

  Les différents type de propulsion

  • thermique alimenté par des carburants liquides (essence, diesel) ou gazeux (gaz naturel pour véhicule (GNV et bio-GNV), gaz de pétrole liquéfié (GPL)
  • hydrogène (liquide ou gazeux)  : l’hydrogène remplace l’essence ou alimente une pile à hydrogène renforçant la propulsion électrique.
  • électrique
  • hybride  : combinaison de propulsion thermique et électrique

Il est à noter qu’à chacun de ces types de propulsion moteurs est associé un coût environnemental et donc une empreinte carbone différents  : coût en énergie pour la fabrication, coût en minerai, coût en terres rares ou minerais critiques. Les motorisations novatrices énoncées et analysées dans cette étude montrent des développements plus ou moins aboutis ; les motorisations plus pertinentes à long terme seront probablement celles qui se démarqueront par leur coût de production faible et leur impact environnemental minimisé (notamment l’empreinte carbone réduite).

  Les différents type d’énergie

  • électrique (batterie)
  • hydrogène
  • gaz naturel pour véhicule (GNV) dont une partie issue de la méthanisation (bio-GNV).

Les énergies qui tendent à être utilisées dans ces motorisations s’orientent vers une réduction des émissions de gaz à effet de serre et/ou des émissions de polluants atmosphériques. Ces nouvelles énergies ont pour caractéristiques de s’engager sur un cycle beaucoup plus vertueux pour l’environnement avec pour objectif à court terme de diminuer la dépendance aux énergies fossiles et l’empreinte carbone.

  Les moyens de stockage de l’énergie

  • liquide
  • gazeux
  • solide (+ électrique)

Le stockage des énergies étudiées nous indiquent que chaque moyen de stockage est plus ou moins adapté et que les technologies associées sont à des degrés de maturité très différents ; il s’agit clairement d’un verrou technologique majeur.

  Les vecteurs utilisant la propulsion propre

  • vélos, trotinnettes
  • véhicules de tourisme
  • bus
  • camions bennes
  • Trains
  • Avions
  • Navires (transport de passagers, de marchandises, de produits pétroliers – chimiques – gazeux, navires de plaisance)

Les différents vecteurs utilisateurs de la propulsion propre sont la vitrine de l’essor de technologies différentes, au développement technique plus ou moins mature pour le moment mais dont le développement pourrait permettre des avancées considérables en termes de réduction d’émissions de polluants et de gaz à effet de serre.
Différents projets sont aussi présentés dans le rapport de stage, parfois aussi étonnants que passionnants, d’autres plus réalistes et proches de la commercialisation. Les différents vecteurs étudiés permettent une découverte de nombreux projets sous différents angles, avec des bateaux hybrides par exemple, des véhicules à hydrogène, des avions électriques et bien d’autres.

  Les acteurs en Normandie

Les principaux acteurs en Normandie sont les syndicats départementaux d’énergie pour le déploiement des bornes, les constructeurs de véhicules dont la technologie est vertueuse envers l’environnement, les acteurs du transport et de la logistique, les acteurs permettant la structuration de nouvelles filières pour ce domaine :

  • SDEC, Siege27, SDEM, TE61, SDE76
  • Pragma industrie
  • Mov’eo
  • Normandie énergie
  • EasYMob
  • GRTGaz
  • Izivia
  • Fresmile
  • Britanny Ferries
  • Collectivités ayant compétence en terme de mobilité
  • etc ….

  Les projets en Normandie

La Région Normandie a choisi de développer de façon importante les filières associées à la mobilité durable. Elle oriente actuellement son soutien à ces filières via l’hydrogène (projet EASHyMob), le GNV et l’électrique.

Le programme de mobilité hydrogène normand, appelé EASHyMob est un projet de développement de la filière hydrogène pour la région Normandie et l’Île-de-France. Près d’une quinzaine de stations sont à l’étude sur le projet, dont 4 sont actuellement ouvertes. Le programme est soutenu et financé par l’Union européenne à travers l’agence européenne INEA (Innovation and Network Executive Agency). Le budget est estimé à prés de 4,8 millions d’euros et il permettra de faire circuler 250 véhicules hydrogène environ.

Un autre projet, portant sur la technologie GNV, est soutenu en Normandie. Les objectifs de la filière 2020 AFI (Alternative Fuels Infrastructure) pour la région prévoit le déploiement d’une dizaine de stations GNC et 2 stations GNL. Grâce aux syndicats des énergies, ces objectifs sont en bonne voie et de nombreuses villes tentent l’essai des véhicules équipés au gaz. Ainsi par exemple dans le département du Calvados, une station double carburant a été déployée par Naturgy, à Carpiquet. Délivrant à la fois du GNC et du GNL, cette station est ouverte à tous types de véhicules, roulant au gaz.

Les constructeurs automobiles se mobilisent également avec notamment l’usine de Renault Cléon qui produit notamment le moteur électrique de la Zoé.

D’autres programmes de recherche en cours offrent de belles perspectives pour la filière. Ainsi, le programme CALYPSO travaille à la propulsion du bateau Alcyone basé à CAEN. Ce bateau hybride utilise un moteur diesel associé à des turbines fonctionnant sur le principe de l’effet MAGNUS. Cette technologie utilisant des turbo voiles serait notamment adaptée pour les trajets réguliers dans les mers soumises à des vents forts. Dans cette même dynamique, Zéphyr & Borée, VPLP et Jifmar Offshore Services se sont associés pour construire un premier cargo à propulsion vélique (effet Magnus) du nom de « CANOPEE ». Ce bateau a été conçu sur mesure pour acheminer, fin 2022, les tronçons d’Ariane 6 vers leur base de lancement.

La Fédération Nationale des Transports Routiers (FNTR) participe au développement d’une meilleure propulsion, en promouvant l’introduction de véhicules toujours plus propres et l’éco conduite. Pour cette fédération, l’adoption d’une nouvelle technologie pour une « propulsion propre » semblerait s’orienter vers le gaz naturel. Soit gaz naturelcomprimé (GNC) pour les trajets courts, soit le gaz naturel liquéfié (GNL) pour les trajets de plus de 1000 km.

L’ADEME est mobilisée sur l’analyse du cycle de vie (ACV) des différentes technologies. Des études sur le cycle de vie des véhicules hydrogène sont à venir et devraient permettre d’obtenir des informations pertinentes pour cette technologie.
Les syndicats des énergies Normands sont également des acteurs incontournables sur le sujet du développement de la propulsion propre.

Le Syndicat d’énergie de l’Orne (TE61) met en place des bornes électriques dans le département et dans un futur proche va installer des stations GNV. Le TE61 oriente ses projets vers la mobilité au GNV en raison de l’atout méthanisation du département de l’Orne. A terme, l’objectif pour le TE61 serait de regrouper les technologies de l’électricité et du gaz, en proposant des bornes et des stations GNV. L’électricité aurait plutôt une vocation pour les trajets circulaires et urbains. Le gaz serait plutôt destiné pour les longs trajets et le transport lourd.

Le Syndicat d’énergie du Calvados (SDEC) cherche à s’orienter vers la mobilité hydrogène avec la création de deux stations hydrogène situées à Caen et Pont l’Évêque, es stations GNV ainsi que des recharges pour vélo électrique. Les objectifs du syndicat sont les même que pour l’Orne : proposer des pôles multi énergie, afin de regrouper toutes les énergies disponibles pour la mobilité, dans des stations.

Le Syndicat d’énergie de la Manche (SDEM) vise à conforter le déploiement de bornes de recharges électriques, tant en nombre (en priorité en milieu rural) qu’en technologie (remplacement de certaines bornes existantes par des bornes à recharge très rapide).

Le syndicat d’énergie de l’Eure (SIEGE 27) a prévu le déploiement de nouvelles bornes à recharge très rapide.

Enfin, le syndicat d’énergie de la Seine-Maritime (SDE76) agit aussi sur le domaine de la mobilité électrique et le GNV. Comme tous les syndicats départementaux, les projets sont destinés au public. Les projets pour le GNV sont actuellement à l’étude en complément du projet EASHyMob pour l’hydrogène.

  Conclusion

Il apparaît que chaque système de propulsion propre dispose d’avantages et d’inconvénients et pourra répondre à un besoin de mobilité spécifique. Il sera indispensable d’étudier les contraintes de chaque système (analyse du cycle de vie notamment) pour limiter les émissions de gaz à effet de Serre, de polluants atmosphériques et les nuisances sonores.
Cette filière apparait comme un des leviers importants en termes de réduction d’émissions de polluants et de gaz à effet de Serre, contribuant ainsi au ralentissement du réchauffement climatique.

Nota :
- le stage précité a été réalisé par Christopher Herault sous le tutorat de M. Dehenry (DREAL Normandie) et de M. Giovanni (université de Rouen).
- une présentation illustrée de cet article est en cours de finalisation (vérification des droits de diffusion des illustrations)