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Unbus électrique est un véhicule de typeautobus qui fonctionne grâce à l’énergie électrique pour assurer un service detransport de voyageurs.
Il se distingue dutrolleybus et dugyrobus par le fait qu’il est indépendant de tout circuit d’alimentation (typecaténaire) et possède sa propre réserve d’énergie, sous forme debatteries embarquées (à distinguer des gyrobus qui stockaient l'énergie grâce à unvolant d'inertie).
En 1915, l'industriel américainThomas Edison présente un bus électrique munis de lourdes batteries. L'inventeur duphonographe, ducinéma, et de bien d'autres objets, mais aussi l'un des initiateurs du développement industriel de lalampe à incandescence, a foi en l'électricité « domestique ». Mais ce bus ne sera qu'un prototype sans suite.[réf. souhaitée]
La technique detraction électrique pour les véhicules routiers ayant été délaissée par le passé[1], les bus électriques avec batteries font leur apparition au début des années 1990 pour proposer une technologie pluspropre sur son lieu d'utilisation et ainsi se démarquer des véhicules thermiques - majoritaires dans le trafic - qui présentent généralement unbilan carbone plus important[2],[3],[4].
Lestrolleybus font leur apparition progressive dans lesannées 1900[5] et continuent d'exister aujourd'hui, dans une moindre mesure cependant[6]. Plus flexible que letramway qui est contraint de suivre un rail, le trolleybus, grâce à sespneumatiques et un système de batterie d'urgence (trolleybus bi-modes ou batteries), peut dévier de son itinéraire et être géré plus facilement. Le trolleybus induit cependant un coût plus important en infrastructure car son exploitation nécessite uneligne aérienne à contactbi-filaire.
Pour maximiser l'autonomie des trolleybus, différentes techniques furent inventées : legyrobus d'une part (stockage temporaire de l'énergie par volant d'inertie) et les trolleybus bi-modes.
À la fin des années 1990, la technologie électrique est graduellement intégrée à des véhicules autonomes. Des véhicules plus propres que les bus Diesel classiques et plus indépendants que les trolleybus ont été développés : c'est l'apparition desbus hybrides. Ces véhicules combinent deux moteurs, unélectrique et unthermique, pour permettre une utilisation plus optimale ducarburant (économies de 10 à 30 %). Cependant bien qu'ils utilisent la technologie detraction électrique et derécupération de l'énergie cinétique (voire pour certains un stockage de l'énergie dans desbatteries qu'on appelle alorsvéhicule hybride rechargeable), ils fonctionnent grâce au carburant à la différence du bus électrique dont la source d'énergie est uniquement l'électricité.
Aujourd'hui, les bus électriques autonomes sont en développement et certains constructeurs (Power Vehicle Innovation,Renault Trucks, etc.) sont en mesure de proposer desautonomies suffisantes pour permettre à des exploitants d'assurer un service de transport urbain sans contraintes d'infrastructure[réf. souhaitée].
Les bus alimentés par des supercondensateurs (ligne Tosa de Genève) représenteraient un coût d'investissement inférieur à celui d'une ligne detrolleybus, de l'ordre d'un million d'euros le km[7].
Les bus électriques fonctionnent sur le même principe que les bus thermiques, c'est-à-dire grâce à unechaine de traction fonctionnant avec unmoteur électrique qui est alimenté par des batteries (lestockage d'énergie est adapté à l'électricité par l'utilisation de batteries d'accumulateurs au lieu duréservoir de carburant des véhicules thermiques). Lapuissance obtenue avec les moteurs électriques permettent des vitesses suffisantes à l'utilisation urbaine (plus de70 km/h).
Du point de vue du stockage de l'énergie, c'est essentiellement la technologie des batteries qui a évolué au niveau de la recherche (particulièrement lesbatteries lithium-ion à la densité massique plus élevée). Aujourd'hui, cette technologie permet une utilisation viable des modèles contemporains et l'essor du bus électrique en plus de la prise de conscience de l'impact environnemental des véhicules classiques de transport en commun[2]. Bien qu'elles occupent plus de place qu'unréservoir de carburant, les batteries peuvent aujourd'hui, en occupant une place assez raisonnable pour qu'on ne la remarque pas, assureruneautonomie de plus de 100 km aux bus électriques.[réf. nécessaire] Cette autonomie est notamment améliorée grâce à unsystème de récupération de l'énergie cinétique pendant les phases de décélération ou de freinage, récupération pouvant atteindre un seuil de 20 %. Comparée à la technologieDiesel, lerendement énergétique des véhicules électriques est globalement d'environ 90 %, contre 40 % pour les véhicules à essence[8].
Un standard de connecteur pour la recharge de véhicules électriques descatégories D, D1E, DE, est en cours de développement et devrait devenir le connecteur mondial pour les bus électriques ainsi que pour lescamions électriques[9] etavions électriques. Ce connecteur est dénomméMCS (Megawatt Charging System)[10].
La conversion d'un bus à essence ou diesel en bus électrique coûte entre 250 000 et 300 000 € alors que l'achat d'un bus électrique neuf coûte entre 500 000 et 650 000 €. De plus, l'opération de conversion dure seulement deux mois alors que les délais de livraison d'un bus neuf atteignent souvent un an. Une étude de l'ADEME[11] montre que le choix d'un autobus converti plutôt qu’un modèle électrique neuf réduit de 37 % les émissions de gaz à effet de serre sur l’ensemble du cycle de vie, et par rapport au choix d'un bus diesel le gain d'émissions atteint 87 %[12].
À l'utilisation, un bus électrique n'émet aucungaz à effet de serre. Laproduction d'électricité engendre des émissions de gaz à effet de serre en fonction dela manière dont l'électricité est produite : lebilan carbone d'un bus électrique n'est donc pas nul, mais est selon l'ADEME la solution pour laquelle les contributions aux impacts environnementaux sont les plus faibles[13].
Un bus électrique ne fait que très peu de bruit par rapport au bus thermique et pourrait donc s'il était généralisé améliorer laqualité de vie des milieux urbains en diminuant lapollution sonore des véhicules de transport en commun[14].
Les avantages écologique et environnemental combinés permettent aux bus électriques d'être discrets et propres. Ces caractéristiques ont ainsi souvent été retenues pour un usage en ville : nombreux sont les autobus électriques de petite taille à être utilisés encentre-ville dans les zones d'habitation et les rues étroites fréquentées par les piétons[15].
L'énergie électrique revient moins cher à la consommation que lecarburant,une recharge d'un bus électrique de petite taille revient à 2 euros.[réf. nécessaire]. Cependant le coût des bus électrique varie beaucoup suivant les type des bus:Trolleybus, bus à condensateurs,Gyrobus, Hybrides.. Certaines études évaluent toutefois le coût d'un bus électrique à batterie comme représentant un coût d'investissement et de fonctionnement 5 à 10[16] fois plus élevé qu'untrolleybus.
L'autonomie n'est pas encore aussi importante que celle des véhicules thermiques. Cependant, si l'autonomie inférieure des batteries pour les véhicules électriques semble une limite technologique à l'utilisation de véhicule électrique pour un usage individuel[17], l'application de véhicule électrique pour des parcours d'autobus est plus rationnelle : on connait à l'avance la longueur du trajet, le point de départ, le point d'arrivée et des calculs d'installation peuvent facilement être fait en conséquence. De plus, les recherches menées en la matière se poursuivent, d'une part pour améliorer l'autonomie des batteries, et d'autre part pour rendre le rechargement des batteries plus rapide grâce à dessupercondensateurs[18].
Les points de recharge de bus électriques reposent sur des technologies propriétaires empêchant de bénéficier de l'interopérabilité entre les différentes solutions de chaque constructeur, entrainant une dépendance envers l'entreprise choisie pour la première installation et donc pouvant rendre le renouvellement de la flotte de bus très onéreux.[réf. nécessaire]
Les bus électriques représentent un investissement à l'achat (plus cher qu'un autobus thermique type Diesel[réf. nécessaire]) bien que les économies en matière de consommation d’énergie puissent suivre : le prix de l'électricité étant globalement moins élevé que celui du carburant (à cause de la TIPP) et lerendement énergétique meilleur[8].Ainsi, à titre de comparaison, le coût d'exploitation d'untrolleybus, est inférieur à celui d'un tramway, dont le coût est lui-même au moins inférieur de moitié[19] à celui d'un bus diesel[20].
Ces véhicules sont autant utilisés en remplacement des bus thermiques traditionnels qu'en complément, pour permettre des déplacements de courte distance dans des endroits moins accessibles aux plus gros véhicules (centre-ville, rues étroites,zone piétonne). Pour cela on peut les retrouver dans différentes tailles :minibus,midibus,autobus,navette.
| Type | 2010 | 2015 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ventes mondiales | 1,1 | 44 | 85 | 72 | 63 | 50 | 57 | 53 | 70 |
| Part de marché bus | 0,1 % | 3,5 % | 5,6 % | 5,0 % | 5,6 % | 4,6 % | 5,2 % | 4,7 % | 6,0 % |
| Parc mondial | 8,5 | 100 | 370 | 440 | 500 | 550 | 610 | 660 | 730 |
| Part de parc bus | 0,1 % | 0,7 % | 2,2 % | 2,6 % | 3,1 % | 3,5 % | 3,9 % | 4,3 % | 4,9 % |
| Source des données :Agence internationale de l'énergie[21]. | |||||||||
En 2021, les ventes de bus électriques ont progressé de 40 % alors que le marché des bus stagnait. La Chine reste très majoritaire :86000 ventes, loin devant l'Europe :3000 ventes. La part de marché des bus électriques atteint 26 % en Chine, 6 % en Europe et 1 % aux États-Unis. L'Inde lance un appel d'offres pour plus de 5500 bus électriques. Le parc mondial de bus électriques atteint670000 véhicules, soit environ 4 % de la flotte mondiale de bus[22].
En 2019, le marché chinois, quasi intégralement passé à l'électrique, représente environ 100 000 bus par an, et en Europe il s'est vendu 1 700 bus électriques[23].
Fin 2018, 425 000 bus électriques circulent dans le monde, dont 99 % (421 000) en Chine. La ville de Shenzhen avait déjà achevé en 2017 l’électrification complète de ses 16 359 bus. L’ensemble des villes européennes comptent seulement 2 250 bus électriques et celles des États-Unis 300. Les chercheurs duWorld Resource Institute ont analysé les efforts déployés dans 16 villes : le principal obstacle à l’adoption des bus électriques est le financement de l'investissement initial (le prix d’un autobus électrique se situe entre 300 000 et 900 000 $ ; aux États-Unis, il coûte en moyenne 750 000 $, contre 435 000 $ pour un bus diesel), pourtant rentable à long terme grâce aux économies de carburant et à la réduction des dépenses d’entretien et de maintenance, sans compter les gains en matière de santé publique grâce aux émissions de gaz polluants évitées. Une autre difficulté est la nécessité de mettre le réseau électrique à niveau (à Shenzhen la flotte de 16 000 bus consomme plus de 4 000 mégawattheures par jour) et développer une infrastructure de recharge[24].
En 2016, le monde comptait 27 constructeurs de bus électriques. La Chine populaire comptait 170.000 bus électriques en circulation, soit 98,3 % du marché[25].
La Commission européenne publie le 14 février 2023 sa proposition législative sur les camions, bus et autocars dans le cadre de sonPacte vert pour l'Europe. Elle propose pour les bus un objectif de 100 % de nouveaux bus à zéro émission dès 2030[26].
En 2019, il s'est vendu 1 700 bus électriques en Europe[23].
En 2013, les bus électriques ne représentaient que 1,2 % de la flotte de bus en circulation, alors que 79 % des bus roulent audiésel[25]. La société EasyMile déploie une solution de minibus, douze places, à Tallinn, Zoug et Bad Birnbach.
Le constructeur de bus britanniqueWrightbus, célèbre pour ses bus rouges à impériale du Grand Londres, a reconverti son usine deBallymena (Irlande du Nord) à la fabrication de bus électriques à batteries ou à hydrogène, dont elle a vendu 400 unités en 2022, puis 623 en 2023, et espère passer le cap des 1000 unités dès 2024. jusqu'ici limitée à l'Irlande et au Royaume-uni, elle a reçu 150 commandes de villes allemandes. Selon l'association des constructeurs automobiles européens (Acea), le marché européen des bus neufs électriques a bondi de 39 % en 2023, à 5 166 immatriculations, soit 15,9 % du marché[27].
En 2024, la part des motorisations 100 % électrique ou hydrogène dans les ventes de bus en Europe atteint 49 %, selon l'ONGTransport et Environnement, qui prévoit que cette part pourrait atteindre 100 % en 2027. Les Pays-Bas, l'Islande et la Finlande atteignent déjà 100 %, la Norvège 99 % et le Luxembourg 98 %. La moyenne des pays de l'Union européenne est de 46 %. La France est seulement à 33 %, car 39 % des bus neufs carburent au gaz, plus économique. L'Allemagne est à 25 %, le Royaume-Uni à 56 % et l'Espagne à 57 %[28].
Les premiers autobus électriques de laRégion flamande roulent avecDe Lijn en[29].
À Bruxelles, lesautobus de la ligne 33 sont tous électriques depuis la création de cette ligne le et ceux (articulés avec rechargement aux terminus) de la ligne 64 le sont depuis 2019.
De 2016 à 2017, quatre villes ont expérimenté la ligne de bus électrique : Marseille, Gaillac, Paris et Nice-Airport[30]. Au, le Ministère de la Transition Écologique et Solidaire dénombrait 1 267 bus hybrides et 415 bus électriques immatriculés en France[31].
Début 2018, laRATP et le syndicat des transportsÎle-de-France Mobilités testent 74 bus « 100% électriques » (avec batterie) et lancent (le) le plus important appel d’offres d’Europe (< 400 millions d’euros) pour l’achat de bus électriques (250 à 1 000 bus électriques commandés en 2 ans), pour atteindre avant 2025 une flotte "propre" alimentée par du biogaz pour 1/3 et par de l'électricité pour 2/3. Plusieurs constructeurs sont en concurrence pour ce marché (Heuliez, Bolloré et Alstom, mais aussi l'espagnol Irizar, le Polonais Solaris et les chinoisBYD et Yutong (qui s'est associé à l'alsacien Dietrich Carebus)[32].
En, la RATP choisi les constructeurs françaisHeuliez Bus,Bolloré et Alstom pour lui fournir jusqu'à 800 bus électriques d'une taille standard de 12 mètres ; la première commande ferme se porte sur 150 véhicules, répartis équitablement entre les trois industriels, avec des livraisons qui s'échelonneront entre 2020 et 2022[33].
En 2019, Forsee Power, fabricant français de systèmes de batteries pour véhicules légers et pour bus, a livré 200 systèmes de batteries pour bus, en particulier à Heuliez et Alstom, et espère en vendre près du double en 2020[23].
Marseille a été la première ville française à lancer une ligne de bus 100 % électrique en 2016 ; sa Régie des transports métropolitains (RTM) annonce en janvier 2020 la conversion à l’électrique de sa flotte de 630 bus urbains à l’horizon 2035. À la fin 2020, 80 modèles hybrides et 20 électriques seront en circulation. À l’achat, un autobus à batterie coûte autour de600 000 euros contre 280 000 € pour un modèle diesel classique, mais cet investissement est amorti par les économies de carburant réalisées : 4 000 € annuels d’électricité contre 27 000 € de budget énergie annuel pour un bus diesel. La RTM exploitera en 2035 un réseau de transport public entièrement électrique, car grâce au métro et au tramway, 65 % des voyages sont déjà réalisés en mode zéro-émission[34].
En, le réseau Île-de-France Mobilités annonce la mise en service de son 1000e bus électrique, sur 10 000 véhicules en circulation pour les transports en commun en région Île-de-France[35].
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source du graphique :Ministère de la Transition écologique[36].
A la fin de 2020, 570 bus électriques circulent à Moscou, dont 400 sont équipés du système de la société Drive Electro, avec des batteries au lithium-titane, qui permettent de rouler en pleine autonomie sur 50 kilomètres, puis de recharger au terminus en 12 minutes. Moscou compte passer à près de 1 000 bus électriques en 2021 et à 2 300 en 2023, soit un tiers de la flotte de transport terrestre municipale[37].
En mai 2023, le Québec conclut un accord pour passer à l’électrique un quart de sa flotte de bus. Nova Bus remporte le contrat de construction de 1 229 autobus après un appel d’offres public lancé en avril 2022[38].
En mai 2023, Oando Clean Energy Limited (OCEL), pétrolier devenu fournisseur d’énergie et basé au Nigeria, conclut un accord avec le constructeur chinoisYutong pour déployer d'ici 2030 12 000 bus électriques dans l’État de Lagos et installer les infrastructures nécessaires pour les recharger[39].
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