Écomobilité

La notion d'écomobilité ou de mobilité durable est une notion récente, apparue après les crises de l'énergie et de la biodiversité, dans le sillon des questions de développement durable. Elle regroupe la conception, la mise en place et la gestion de modes de transport jugés plus propres à l'égard de l'environnement, sûrs et sobres, en particulier à moindre contribution aux émissions de gaz à effet de serre. L'écomobilité est plus souvent pratiquée en milieu urbain.

Parmi les cinq grandes mesures préconisées par Réseau Action Climat-France pour lutter contre les changements climatiques figure la relance du train et du vélo ^[1], ce qui s'explique par la très bonne efficacité énergétique des transports sur rail.

L'écomobilité est un ensemble de réponses et expérimentations aux problèmes et impasses générés par les modes de transport développés au XX^e siècle

Vélos Citybyke, à Stockholm (Suède)

Parking à vélo du parvis de la gare de Göttingen (Allemagne)

Véhicule partagé et parking dédié, à Berkeley (États-Unis)

Enjeux

L'écomobilité est l'un des enjeux d'aménagement du territoire et de gestion de temps les plus souvent traités par les Agendas 21, de l'échelle locale à l'échelle régionale^[2],[3].

Ce sujet mobilise les notions de service, de sécurité, de moindre pollution, d'économies d'énergie, mais aussi de gestion du temps, de qualité de vie et de santé publique.

L'écomobilité, en tant que recherche de l'ensemble des modes de déplacement alternatifs à l'automobile individuelle, vise également à réduire la dépendance de la société vis-à-vis de l'automobile.

Domaines d'application

Les domaines concernés sont :

• l'aménagement du territoire et l'urbanisme, les politiques et stratégies d'organisation des transports plus intermodaux et plus efficients, et donc d'infrastructures et d'énergie ;
• l'écocitoyenneté, la sensibilisation, l'éducation ;
• les alternatives au transport physique ;
• le véhicule partagé, le covoiturage) et d'autres usages collaboratifs ou optimisés de véhicules ;
• la prospective (voir plus bas)
• diverses applications technologiques, dans le domaine du transport, des véhicules, de la gestion des flux et de la gestion du temps. Ces applications visent à améliorer l'efficience et l'efficacité énergétique de chaque mode de transport, éventuellement dans un esprit d'économie de service.

Cadres d'application

Comme cadres, il existe des cadres généraux comme le développement durable, la transition énergétique et écologique, ainsi que des cadres réglementaires ou incitatifs européens [dont par exemple le programme européen REVER : Réseau Vert Européen (programme FEDER et Interreg 2C), une Déclaration pour un « Réseau Vert Européen »^[4], ainsi qu'une « Déclaration de Lille sur les Voies vertes »^[5] ou plus régionaux et "locaux" (Agenda 21 local, Plan Climat, Plan de déplacement, etc.].

Sémantique

• Dans les faits, la notion de mobilité durable est souvent plus directement associée au climat qu'à la biodiversité, et certaines entreprises parlent parfois d'écomobilité pour désigner la « mobilité économique », c'est-à-dire adapter les effectifs en fonction des besoins économiques, et encourager les mutations internes ou départs hors de l'entreprise^{[réf. nécessaire]}.
• Avec des variantes selon les pays, les modes de déplacement dans la rue ou sur route sans apport d'énergie autre qu'humaine sont appelés :

- mobilités douces

- circulations douces

- modes doux

- déplacements doux

- transports doux

- modes actifs

- mobilité active.

En principe, ces modes de déplacement sont sans moteur, à « motricité autogène », mais des variantes telles que le vélo à assistance électrique sont souvent incluses dans la mobilité douce et la mobilité active.

Types de déplacements ou véhicules concernés

Les expressions « écomobilité » et « mobilité durable » recouvrent des regroupements flous pouvant inclure des transports motorisés ou assistés. Ils incluent aussi des modes de déplacement qui ne suivent pas obligatoirement les règles d'usage actuel de l'espace public : patinage, planches à roulette, vélos urbains sur trottoirs et voies de transports en commun.

On retrouve notamment, dans l'ordre : la marche à pied, les vélos et véhicules dérivés du vélo (vélomobiles, vélos en libre-service, vélotaxis ou vélo cargos^[6]), les gyropodes, les transports en commun et le covoiturage. L'intermodalité constitue la clef de l'écomobilité.

Pour les longues distances des solutions anciennes rénovées sont citées : dirigeable, bateau à voile ou équipé de panneaux solaires ou, dans un domaine qui relève encore de la recherche, des avions ou véhicules solaires.

Contenu, principes

Nombre moyen de km annuellement parcourus à vélo, selon les pays. En Suisse, on parcourt environ 985 km / personne / an en 2005^[7].

Les pouvoirs publics, en partenariat avec les associations, s'attachent par les études d'écomobilité puis la mise en place de solutions à diminuer la pollution routière et à gérer les pics de pollution et l'engorgement, qui dégradent la qualité de vie, la santé humaine et les écosystèmes. En s'appuyant sur les données locales et des observatoires de la mobilité^[8], un état des lieux, régulièrement mis à jour, permet de lister les enjeux et les répercussions sur la population, la vie sociale, l'économie, le système de santé. Ils redéfinissent par exemple les trajets domicile-école sans surcoût économique pour les ménages.

Les solutions conjuguent généralement :

• le principe de la ville dense et mixte, qui peut limiter le besoin de longs déplacements et les temps de déplacement
• une lutte contre la périurbanisation
• les transports en commun en site propre plus fluides, plus confortables, avec des cadences appropriées
• les vélos ou véhicules partagés
• un réseau de pistes cyclables
• les réseaux intelligents de gestion des flux
• des stations de recharge
• une intermodalité et une multimodalité facilitées, y compris par une billetterie unique, des « multi-pass », etc.
• une planification appropriée (plan de déplacements urbains, scolaires, d'entreprise...)
• un accroissement du parc de véhicules propres
• des actions de sensibilisation et d'éducation de la population

La promotion et le développement du télétravail (qui peut diminuer les besoins de mobilité pendulaire contrainte) ou d'une économie de service peut accompagner ces démarches.

On parle de « liaisons douces » pour les cheminements séparés de la voie pour les véhicules motorisés.

Quelques chiffres

Statistiques françaises^[9] :

• 10 % des déplacements en voiture font moins de 500 m
• 52 % des déplacements en voiture font moins de 3 km

Quelques chiffres suisses^[10] :

• 12 % des déplacements en voiture font moins de 1 km
• 34 % des déplacements en voiture font moins de 3 km
• 50 % des déplacements en voiture font moins de 5 km

Modes de propulsion

Propulsion animale

L'usage d'animaux pour le transport ou la traction de véhicules adaptés a été pendant longtemps, jusqu'à l'invention de la locomotive à vapeur au début du XIX^e siècle, le seul mode de transport terrestre alternatif à la marche à pied.

Elle connaît récemment un certain retour dans le monde agricole et pour l'entretien des parcs et espaces publics dans les centres urbains. C'est par exemple le cas à Besançon où la tonte du parc de la Gare d'Eau est réalisée par des traits comtois. Elle est aussi utilisée pour permettre aux touristes et visiteurs du Mont St Michel de se rendre du parking jusqu'au monument^[11].

La consommation directe d'énergie fossile est nulle. Mais l'éco-bilan de ces expériences est rarement réalisé, en particulier sur l'énergie grise liée à la nourriture et à la conduite de ces animaux. L'usage de ruminants (bœufs) qui émettent du méthane, gaz dont l'effet de serre 18 fois plus élevé que le dioxyde de carbone, est dénoncé par certains, sachant qu'un ruminant émet en moyenne autant de GES qu'une voiture^[12].

Propulsion assistée, ou motorisée légère

Pour la propulsion assistée, voir l'article détaillé vélo à assistance électrique.

Pour les motorisations légères (voir downsizing) : réduction de la taille et du poids des organes mécaniques, en particulier le moteur, pour réduire la consommation.

Propulsion humaine

En dehors du vélo, du vélo couché et des rollers, il existe de nombreuses formes de véhicules à propulsion humaine, principalement terrestres, mais aussi aquatiques et aériens.

La bicyclette devrait connaître une renaissance. Les crises économique de 2008 et écologique devraient s'aggraver. Il faudra économiser l'énergie et les matières premières. Les véhicules hybrides font grand usage de matériaux à cause de la double motorisation, avec une diminution des consommations vraisemblablement faible, car le poids élevé de l'ensemble entraîne une augmentation de la résistance au roulement, tandis que les véhicules électriques sont friands de lithium et autres terres rares qui viendront à manquer.

Par ailleurs avec une croissance atone qui tourne autour de zéro pour cent, le pouvoir d'achat des ménages diminue, et les collectivités ne disposent plus de ressources pour développer des transports en commun sur rail à l'efficacité énergétique pourtant inégalée.

Toutes les conditions sont réunies pour assurer le renouveau de la bicyclette. En effet, d'un simple point de vue économique, la bicyclette coûte moins cher que la voiture, les aménagements routiers liés aux cyclistes se révèlent plus économes des ressources financières toujours plus réduites ^[13]. Sans oublier qu'en quelques années, le taux de TVA appliqué aux transports en commun est passé de 5,5 à 10 %. La taxe poids-lourds, qui aurait pu servir à développer les transports en commun a été supprimée.

L'usage accru de la bicyclette dans les centres-villes devrait soulager les transports en communs que l'engorgement guette. Et même, la bicyclette pourrait regagner ses lettres de noblesse en périphérie, et assurer des trajets de longueur non négligeable en périphérie et vers les arrêts des transports en commun. Les métropoles pionnières en France sont avant tout Strasbourg, mais plus récemment Bordeaux, Toulouse, Nantes et Grenoble ^[14]. Parmi les villes moyennes, La Rochelle et Colmar sortent du lot ^[13].

Propulsion naturelle, vent...

Le vent est une énergie utilisée essentiellement pour les transports maritimes, quasi exclusivement en matière de plaisance.

Il utilise la voile. Les rotors à effets Magnus, connus depuis les années 1920, restent cantonnés à une source de propulsion d'appoint et sont très peu développés^[15], devant leur coût.

Propulsion solaire

Vélo « Trike » électrique solaire

Certains véhicules à pédales sont équipés de panneaux photovoltaïques pour fournir de l'énergie a un moteur électrique via des batteries. Dans le cas de l'image ci-contre, il s'agit d'un vélo électrique solaire équipé ou plus précisément un trike puisqu'il est équipé de 3 roues. Le véhicule d'environ 50 kg est très efficace pour des déplacements avec bagages sur des longues distances. Il peut recharger ses batteries en une journée d'été^[16].

Écocomparateur

L'écocomparateur de l'ADEME^[17] permet de comparer les différents modes de transport entre eux, tant du point de vue de l'énergie primaire consommée que du point de vue des émissions de gaz à effet de serre (en équivalent CO2). Dans le cas d'un véhicule électrique, l'ADEME suppose que la livraison d'1 tep électrique nécessite la production de 2,58 tep d'énergie primaire (voir Énergie_grise#.C3.89nergie_grise_.C3.A9nerg.C3.A9tique).

Cet outil informatique montre l'intérêt écologique des transports en commun, car l'énergie indiquée est toujours l'énergie primaire, en mettant en évidence les émissions de gaz à effet de serre, mais pas la production de déchets radioactifs. Le comparateur montre aussi que l'intermodalité, en facilitant l'usage de plusieurs modes de transport moins polluants, apparaît comme l'une des clefs de l'écomobilité.

En plus de l'efficacité énergétique qu'autorisent les transports en commun, la sobriété, qui passe par la diminution des distances parcourues ou par la pratique de la marche et du vélo, et les énergies renouvelables constituent les piliers de la démarche Négawatt.

Analyse

La comparaison des différents modes de transports en matière de consommation d'énergie et partant, d'efficacité énergétique relève de la gageure. Aussi allons-nous nous employer à clarifier ce sujet. Dans un souci de meilleure compréhension, nous utiliserons, pour 100 km parcourus, les kWh et les litres équivalent essence (voir pouvoir calorifique qui fournit 35 475/3600= 9,85 kWh par litre d'essence). L'énergie indiquée est toujours l'énergie primaire.

Les biologistes qui se veulent aussi biochimistes et biomécaniciens nous apprennent qu'en fonction de la quantité d'air ingérée, on peut estimer l'énergie dépensée pour la marche, la course et le vélo^[18] quand bien même le rendement musculaire ne serait que d'environ 20 %.

Pour ce qui est des voitures électriques, la consommation s'élèverait de 10 à 20 kWh pour 100 km^[19],[20]. Le chauffage, « gratuit » dans le cas des véhicules thermiques peut consommer une puissance de 1 à 2 kW dans le cas des véhicules électriques. Remarquons que Volkswagen annonce 12,7 kWh/100 km pour la e-Golf, alors que l'ADAC (automobile-club allemand) constate plutôt 18,2 kWh/100 km^[21]. Nous partirons donc du chiffre de 18 kWh d'électricité à la prise de courant pour 100 km parcourus, ce qui correspond à une énergie primaire multipliée par 2,58 (voir plus haut).

L'utilisation de l'écocomparateur, et la donnée estimée sur les véhicules électriques nous permet de remplir le tableau en énergie primaire comme suit :

Efficacité énergétique des voitures en ville et sur autoroute (Document DoE).

Le véhicule thermique en moyenne présente un mauvais rendement, très bien expliqué par le graphique du DoE. Il est possible de faire beaucoup mieux avec de petits véhicules. En effet, la résistance au roulement (rolling sur le graphique) diminue, à l'instar de l'énergie cinétique (breaking sur le graphique). La résistance aérodynamique (aerodynamic sur le graphique), qui croît plus que proportionnellement avec la vitesse s'en voit améliorée également, car un petit véhicule va en général moins vite.

Il faut ici savoir que les pneus sont à l'origine d'une résistance à l'avancement importante à cause de l'hystérésis de déformation à chaque tour de roue^[22].

La résistance au roulement sur rail est beaucoup plus faible. Pour peu que la liaison entre wagons soit soignée, on imagine facilement que le premier wagon sera à l'origine d'une traînée aérodynamique plus élevée que celle des wagons suivants, ce qui a un effet positif sur la traînée moyenne par passager transporté (la faible consommation du pourtant véloce TGV en constitue une manifestation).

Maintenant, supposons que toute l'électricité est fournie dans le cadre de la cogénération (avec un rendement supposé de 80%), ce qui n'est bien évidemment pas le cas actuellement. Compte-tenu d'un rendement de 92,5 % pour le réseau électrique, le rendement global passerait à 74 %. Remplaçons donc 1 / 2,58 (soit 38,8 %) par 74 %, et le tableau devient :

Remarque:

• L'unité kWh/100 km est analogue à une force, force de résistance bien sûr, de 36 N.

Limites de l'étude:

• La prise en compte de l'énergie grise obligerait à augmenter la consommation d'un véhicule thermique d'une valeur d'environ 2,3 l/100 km (voir énergie grise d'une auto). Dans le cas de la voiture électrique, l'énergie grise provient essentiellement de la batterie. Les calculs restent à faire pour l'énergie grise des véhicules ferroviaires, et les chiffres sont malheureusement difficiles à obtenir. Nous entrons ici dans des considérations émergétiques, qui pour compliquées qu'elles soient, n'en demeurent pas moins essentielles si l'on souhaite comparer les modes de transports entre eux.
• Dans le cas des véhicules hybrides, une pondération est effectuée entre les consommations de carburant relevées dans le cas d'une batterie vide, et celles observées quand la batterie est pleine, en faisant totalement abstraction de l'apport énergétique sous forme électrique, de sorte que les chiffres indiqués sont complètement faussés ^[23]. L'étude objective des véhicules hybrides s’avérera forcément ardue, car plusieurs formes d'énergies sont en jeu.

Résultats

Les transports en commun sur rail affichent, de loin, les meilleurs résultats en matière d'efficacité énergétique, dès lors qu'ils sont utilisés dans leur domaine de pertinence c'est-à-dire suffisamment pleins. L'écomobilité passe donc par le développement de l'intermodalité pour constituer des flux de transport suffisamment importants pour remplir un train ou un tramway. Tout cela explique la construction des scénarios ADEME^[24], GrDF^[25] et Greenpeace^[26], sans oublier le scénario négaWatt qui tablent sur un transfert de la route vers la voie ferrée pour les grands trajets (à partir d'environ 100 km). L'avion, de par les très grandes distances qu'il permet de parcourir avec un rendement médiocre, est à bannir du champ sémantique de l'écomobilité.

Remarque:

L'efficacité énergétique des transports sur rail est encore plus affirmée en matière de transports de marchandises ^[27] : alors que la masse des voyageurs représente à peine 15 % de la masse d'un train, celle des marchandises peut en représenter les 2/3 voire plus. La faible résistance au roulement du contact rail-roue, et partant, l'excellente efficacité énergétique qu'il permet est la raison principale pour laquelle des réseaux ferrés existent encore au XXI^e siècle en Amérique du Nord, terre de l'automobile et de l'aviation commerciale.

Prospective

Sobriété et efficacité

Il faut réfléchir avant tout chose à la sobriété énergétique. À cet égard, le télétravail constitue une piste intéressante.

L'intermodalité, en favorisant l'efficacité énergétique et en apportant une alternative au tout-automobile, contribue à diminuer l'impact environnemental du transport routier.

La mobilité individuelle revêt des formes nouvelles, à savoir l'autopartage et le covoiturage. Le covoiturage est à classer dans la catégorie de l'efficacité énergétique, car la consommation d'énergie par personne est inversement proportionnelle au nombre de passagers. L'auto-partage s'inscrit dans une nouvelle forme de consommation, qui ne pourra que favoriser l'émergence de l'intermodalité : on ne possède plus de voiture, on en utilise une en fonction de ses besoins. Cette modalité d'usage favorise également un usage plus intensif des véhicules et donc un meilleur amortissement de l'énergie grise.

Ces bases étant posées, la mobilité individuelle s'appuie sur des véhicules thermiques, hybrides ou électriques, mais aussi le vélo.

Véhicules au gaz

Tous s'accordent sur la nécessité de mettre fin à la dépendance au pétrole.

Dans le cadre de son scénario^[28], et avec l'appui du scénario Afterres2050, l'association négaWatt envisage le fort développement du biogaz dont la production en France passe de 4 TWh par an en 2010 à 157 TWh par an en 2050 (précisons qu'un TWh par an correspond à une puissance moyenne de 114 MW). Aussi de petits véhicules low-tech roulant au gaz couvriraient-ils les besoins de la mobilité individuelle (qui englobe le covoiturage), ce qui n'interdit pas le recours à quelques véhicules électriques. Clairement, l'accent est mis sur le biogaz.

Les souhaits qui animent Greenpeace sont identiques. Toutefois, il apparaît que Greenpeace mise davantage sur les véhicules électriques que ne le fait l'association négaWatt.

Audi a fait construire une installation de 6 MW électrique à Werlte, en Basse-Saxe, pour transformer le surplus d’électricité renouvelable en gaz de synthèse renouvelable, par méthanation. Le CO₂ est lui-même renouvelable, puisqu’il provient de l’épuration du biogaz produit par méthanisation dans une installation voisine ^[29].

Véhicules électriques

Des recherches sur les véhicules électriques automatiques, qui pourraient se concrétiser avant 2020, portent sur des véhicules de type « taxis collectifs », ne nécessitant pas de rails, et pouvant aussi être rassemblés en « chenilles »^[30]. Du point de vue de la prospective, on peut imaginer dans un avenir proche, dans de grands écoquartiers par exemple, des expérimentations d'un tel réseau, qui pourrait aussi être enterré. Ce type de véhicules pourrait bénéficier d'une source d'énergie plus écologique que le nucléaire ou les énergies carbonées et, au moins localement, remplacer les voitures actuelles et intégrer une stratégie optimisant le « véhicule partagé » et la consommation d'énergie.

Dans la perspective d'une troisième révolution industrielle, Jeremy Rifkin propose notamment d'utiliser les véhicules comme des batteries mobiles, qui peuvent déplacer de l'énergie électrique stockée dans l'espace-temps^[31]. Cette idée, pour séduisante qu'elle paraisse, ne résiste pas à l'analyse des faits : le stockage ici proposé reste marginal selon Global Chance^[20]. Et puis en quoi la bonne idée de vouloir stocker l'électricité pour la libérer aux heures de pointe imposerait-elle ipso facto la possession d'un véhicule électrique, qui va à l'encontre de l'idée qui préside à l'autopartage, alors même qu'une batterie à la maison jouerait le même rôle ? Il faut ici savoir que la conversion d'électricité en gaz permet de stocker des quantités encore plus élevées d'énergie et remplit ce rôle de stabilisation du réseau électrique en débit de l'intermittence des énergies renouvelables.

Les batteries usagées pourraient être réutilisées à terre pour stocker de l'électricité, comme l'envisagent BMW et Bosch ^[32].

Domaines d'application

Les domaines d'application concernent l'optimisation énergétique, les réseaux intelligents et le transport intelligent. Par exemple, tout en améliorant le respect de la distance de sécurité entre véhicules (avions, trains, automobiles, camions...) et en l'adaptant la route et à la météo du moment, au relief, etc. Les TICs permettraient à une succession de véhicules programmés pour rouler en groupe de profiter des turbulences de sillage du véhicule précédent (trainée que l'écoconception des véhicules ne peut pas totalement faire disparaitre). Le cadençage d’atterrissages et décollages pourrait aussi être optimisé (Les avions de FedEx volent déjà à 2,5 miles nautiques l’un de l’autre, au lieu de quatre miles nautiques, ce qui permis dans un seul aéroport d'économiser 1,32 million de L/an de kérosène).
Des drones, avions, camions et voitures autonomes pourraient être guidés par ordinateur et GPS, le chauffeur se contentant de surveille son véhicule^[33]. Ces types de mobilités assistées sont annoncés ou déjà testés (ex : une voiture en projet^[34] ou un camion Mercedes-Benz déjà testé sur certaines autoroutes allemandes, piloté par un système expert électronique dit Highway Pilot^[35] ; il est doté d'un radar et d'une caméra capable de lire des panneau, d'identifier les voies de circulation et les obstacles fixes ou mobiles, associés à un système de freinage amélioré permettant de réguler la vitesse du camion à 85 km/h, toute en maintenant une distance de sécurité de 60 mètres et freiner ou stopper automatiquement en cas de problèmes le justifiant, etc.^[33]. Ce type de système, parfois entièrement autonome (n'ayant plus besoin de pilote) n'est pas encore utilisé sur route, mais est par exemple utilisé pour le transport des containers dans le port de Rotterdam. Les effets sociaux (dont sur l'emploi) de ces modes émergents de transports intéressent aussi les prospectivistes.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

Liens externes

• Ecocomparateur de l'ADEME qui informe sur les émissions de CO₂ et sur l'énergie primaire consommée.
• Déplacements en transports en commun dans toute l'Alsace sur le site Vialsace.

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