Rapport de stage prospective transport et mobilité 2030 2050- inès adams_2013
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  • 1. Page 1 2013 ADAMS Inès ADEME Service Transport et Mobilité à Valbonne 31/08/2013 Rapport de stage prospective transport et mobilité sur les horizons 2030-2050
  • 2. Page 2 Sommaire I. Introduction...........................................................................................................................3 A. Présentation de l’ADEME.....................................................................................................3 B. L’ADEME de Valbonne et Service STM..................................................................................3 C. But de la mission.................................................................................................................4 II. Contexte macroéconomique et éléments clés..........................................................................5 A. Les chiffres de l’énergie en France .......................................................................................5 B. Facture énergétique de la France.........................................................................................6 C. Contexte démographique en 2050 et 2030...........................................................................6 D. Objectifs imposés parl’Union Européenne...........................................................................7 III. Logiciel de datas visualisationexistants....................................................................................7 IV. Conception de l’outil interactif................................................................................................7 A. But de l’outil.......................................................................................................................7 B. Présentation de l’outil.........................................................................................................8 1. Définitions......................................................................................................................8 2. Présentation de l’outil et petit guide d’utilisation............................................................17 3. Hypothèses faites pourle transport de voyageurs et scénario ADEME..............................22 4. Hypothèses transport de marchandises et scénario ADEME.............................................23 5. Trajetseffectués parles VUL et scénarioADEME.............................................................23 V. Détails des calculs du fichier Excel .........................................................................................24 A. Transport de voyageurs.....................................................................................................24 B. Transport de marchandises ...............................................................................................35 1. Mise en place de l’écotaxe.............................................................................................35 2. Calculs..........................................................................................................................35 C. VUL..................................................................................................................................44 1. Quelques chiffres..........................................................................................................44 2. Calculs..........................................................................................................................44 VI. Conclusion ...........................................................................................................................53
  • 3. Page 3 Remerciements Je tiens à remercier tout particulièrement mon tuteur de l’ADEME, Gabriel Plassat, qui m’a guidée et beaucoup appris tout au long de ce stage. Je remercie Stéphane Barbusse d’avoir pris le relai de Gabriel lorsqu’il était en vacances. Je remercie tout le service STM pour l’accueil chaleureux qui m’a été offert ainsi que leur disponibilité permanente et leur gentillesse. Ce fut vraiment très intéressant de travailler sur un sujet scientifique ayant de forts enjeux politiques et sociaux avec des ingénieurs se projetant si loin dans l’avenir. I. Introduction A. Présentation de l’ADEME L’ADEME (Agence d’environnement et de la maitrise de l’énergie) a été créée en 1990 suite à la fusion de l’Agence Française pour la maîtrise de l’énergie (AFME), de l’Agence pour la qualité de l'air (AQA) ainsi que de l’Agence nationale pour la récupération etl’élimination des déchets (ANRED). L’ADEME est un établissement public à caractère industriel et commercial placé sous la tutelle conjointe des ministères de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie, et de l’Enseignement supérieur et de la Recherche. Les principales missions de l'ADEME sont l’expertise, le conseil et la mise en œuvre des politiques publiques, dans les domaines de l'environnement, de l'énergie et du développement durable. L’Agence compte environ 1000 salariés déployés sur 3 grands sites qui sont Angers, Paris et Valbonne, ainsi que 26 directions régionales, 3 représentations dansles territoires d'outre-mer et 1 bureau de représentation à Bruxelles. B. L’ADEME de Valbonne et Service STM L’ADEME de Valbonne compte 100 personnesenvironet est constituée de personnels travaillant dans les services suivants : - Transport et Mobilités (STM) - Service Réseaux et Énergies Renouvelables (SRER) - Service Evaluation de la Qualité de l’Air (SEQA) - Service Bâtiment (SB) - Service Organisations Urbaines (SOU) (Bruit, urbanisme…) - Service Climat
  • 4. Page 4 C. But de la mission La Commission Européenne a demandé aux pays européens de prédire leur consommation énergétique sur les horizons 2030 et 2050 avec pour objectifs la recherche de mesures à mettre en œuvre pour revoir les consommations énergétiques à la baisse et réduire au maximum les dégagements de CO2. Des études au préalable ontété menéesen avril 2012 par le Ministère de l’Economie puis par l’ADEME. En 2012, l’Agence a donc fait une étude complète et approfondie sur l’exercice de prospective énergétique « Vision 2030-2050 » en proposant notamment des scénarios énergétiques futurs en se basant sur une maitrise de la consommation énergétique et le développement des énergies renouvelables. En clair, le but du travail de
  • 5. Page 5 l’ADEME est d’illustrer des chemins possibles et les conditions nécessaires pour les emprunter. L’étude a été réalisée pour deux horizons temporels et deux méthodologies distinctes : - Une méthodologie exploratoire pour la vision 2030 : avec des scénarios de type « et si ? » arriver à faire des simulations pour prédire les conséquences directes en 2030 et la plausibilité de cette hypothèse de départ et identifier ainsi des solutions atteignables et d’autre part réalistes notamment au regard des usages (maîtrise de l’énergie) puis des solutions technologiques qui pourraient être développées (quantifier l’offre d’énergie). De plus, il faut que ces solutions soient de plus susceptibles d’être intégrées suffisamment tôt dans les pratiques pour avoir un impact en 2030. Pour chaque scénario on mettra enévidence le gain d’économie enénergie qui pourra être réalisé. - Une méthodologie normative pour la vision 2050 : L’objectif à atteindre en 2050 est fixé d’entrée : la division par quatre des émissions de gaz à effet de serre sur le périmètre du territoire français. On va ainsi prendre le problème dans l’autre sens et regarder maintenant ce qu’il faut mettre en place dès aujourd’hui pour atteindre cet objectif. Dans cette vision, les premiers impacts du changement climatique sont pris en compte (augmentation des besoins en climatisation et irrigation), et on fait l’hypothèse qu’il n’y a pas de rupture technologique importante entre temps qui dans le cas où elle apparaitrait véritablement, nous laisserait un peu de souplesse pour atteindre les objectifs fixés. L’ADEME a effectué une étude complète de la consommation énergétique actuelle de l’ensemble des secteurs gourmands en énergie (bâtiments, industrie, transport et mobilités, alimentation, agriculture, usage des sols…) et de celle prédite pour les horizons 2030 et 2050 ainsi que les différents scénarios imaginés. Dans ce rapport ne sera détaillée que la partie Transport et Mobilités sur laquelle j’ai travaillé. Vous trouverez cependant en annexe la synthèse de l’étude Vision 2030-2050 réalisée par l’ADEME. Mon tuteur de l’ADEME, Gabriel PLASSAT, a travaillé sur la partie transport et mobilité, comprenant plus précisément le transport de voyageurs, de marchandises et véhicules utilitaires légers (VUL). Son fichier de calcul Excel a d’ailleurs servi de support à mon outil. II. Contexte macroéconomique et éléments clés Aujourd’hui, la hausse du niveau de vie des populations et de la démographie induit en France une consommation d’énergie et de matière première toujours plus élevée. On prédit à court terme l’apparition de forts déséquilibres entre l’offre et la demande de pétrole qui va représenter un risque très sérieux pour la France étant donné qu’elle estimportatrice à 99% de cette ressource. Il faudrait modifier les modes de consommation et de développement de l’énergie puis anticiper ces changements afin d’éviter au maximum que ceux-ci aient une conséquence négative sur l’activité économique du payset qu’ils réduisent le niveau de vie de la population française. La mise en œuvre de la transition énergétique proposée par l’ADEME à une envergure nationale. Son objectif est de compléter et finaliser le programme pour repenser les villes dans une société post carbone, moins énergétiquement dépendante. A. Les chiffres de l’énergie en France
  • 6. Page 6 La production nationale d’énergie française s’élève aujourd’hui à 130 Mtep qui proviennent surtout d’énergie électrique d’origine nucléaire dont 2/3 de l’énergie primaire est perdue sous forme de chaleur. La France importe le reste de son énergie et atteint une consommation d’énergie totale de 180 Mtep. Les principaux postes de consommation énergétiques sont le secteur du bâtiment (surtout résidentiel), de l’industrie et du transport (qui représente 1/3 de la consommation finale d’énergie en France). Le secteur des transports est aussi le principal consommateur de produits pétroliers et 1er émetteur de CO2 (soit 36% des émissions totales nationale). Pour les horizons 2030-2050, la France se fixe les objectifs suivants : - Réduire la grande dépendance de la France aux énergies fossiles et la vulnérabilité associée à notre situation d’importateur d’énergie. - Augmenter la part d’énergie renouvelable dans la consommation énergétique totale en 2020 pour qu’elle atteigne au moins 23%. - Réduire les émissions de GES (gaz à effets de serre) pour 2020 d’au moins 20% par rapport à 1990. - Réduire de 20% les consommationsénergétiques du secteur des transportsentre 2010 et 2030. B. Facture énergétique de la France En 2012, la facture énergétique de la France s’élevait à 70,7 milliards d’euros et correspond à la différence entre ses importations d’énergie et ses exportations d’énergie. Ces exportations nettes d’électricité atteignent des sommes de 100 millions d’euros par mois ce qui est très loin de compenser les importations de pétrole (3 milliards d’euros/mois), de produits pétroliers (1,6 milliards d’euros/mois) et de gaz naturel (1,3 milliards d’euros/mois). Si son prix reste constant, la somme à mobiliser pour les importations d’énergie fossile depuis 2013 jusqu’à 2030 sera de 70,7 x 17=1200 milliards d’euros. C. Contexte démographique en 2050 et 2030 Pour les deux horizons, l’évolution démographique prédit par l’INSEE prévoit une hausse de la population qui passera de 62 881 000 habitants aujourd’hui à 68 531 000 habitants en 2030, puis 74 130 000 habitants en 2050. Par contre le nombre de personnes par ménage décroit par rapport à aujourd’hui (selon l’INSEE) et passera de 2,31 personnes par ménage à 2,17 personnes par ménage en 2030 puis 2,05 personnes par ménage en 2050. On suppose aussi que le PIB va croitre de 1,8% par an en moyenne selon les données du Conseil d’Analyse Stratégique (CAS). Les paramètres macroéconomiques utilisés dans l’étude sont ceux de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) pour les prix du pétrole, du gazet du charbon en 2030 et 2050 : Paramètres 2010 2030 2050 Unité Source Pétrole 78.1 134.5 231 $10/bbl AIE WEO 2011 Gaz 7.5 13 22 $10/Mtu AIE WEO 2011 Charbon 99.2 112.8 128 $10/Tonne AIE WEO 2011
  • 7. Page 7 Croissance structurelle du PIB 1.8%/an sur la période CAS Pour 2050, on prend en compte un vieillissement important de la population. Selon l’INSEE d’ici 2050 la population devrait se stabilisée alors que la part des séniors de 60 ans a plus que doublée par rapport à 2010. En d’autres termes, ¼ de la populationfrançaise aura plus de 65 ans en 2050. D. Objectifs imposés par l’Union Européenne L’objectif facteur 4 : la France a pris comme engagement au Grenelle de l’environnement de diviser par 4 ses émissions de GES d’ici à 2050 par rapport à celles de 1990. Cela implique qu’il faille réduire ces émissions de 3% par an en moyenne pour atteindre moins de 140 millions de TeqCO2. III. Logiciel de datas visualisation existants Le site outils.expoviz.fr offre une cartographie exhaustive des outils qui peuvent être mis en œuvre pour représenter nos données. Voici une brève présentation de ces supports qui nous intéresserait : - Les librairies JavaScript qui permettre de mettre en forme des données etinformations : hightcharts ; raphael.js ; data.js ; dataset . L’inconvénient est que le JavaScript ne fonctionne que lorsqu’on ouvre la page internet qui l’interprète et je ne suis pas sure que l’on puisse avoir accès à la modification interne des données que l’on visualise. De plus je n’avais pas le temps de me former à ce langage sur une durée de stage si courte. - Les supports en ligne servant à créer des diagrammes ou mettre en forme des données : google image chart ; many eyes ; hohli ; zoho report ; richgraphs… L’inconvénient est que nous ne pouvons pas interagir avec le graphique en modifiant les données traitées. De plus, les données sont publiées sur internet et accessible à n’importe quel utilisateur d’internet. - Flare Visualization Toolkit : A besoin de l’installation de Adobe Flex Builder et programmable en Flashet ActionScript3 dans lesquels il vaut mieux avoir de solides connaissancesen programmation orientée objet, (x)HTML et ActionScript. - Visual Basic : partant d’un fichier de calcul Excel au départ, il m’a paru plus simple et mieux adapté de développer l’outil enVBA (même s’il était impossible de créer un exécutable). IV. Conception de l’outil interactif A. But de l’outil Le but de cet outil est d’expliquer et d’appuyer la vision de l’ADEME concernant l’évolution de la mobilité et du transport (voyageurs, VUL et marchandises) en réutilisant le fichier Excel élaboré par Gabriel PLASSAT pour l’exercice Vision 2030-2050. Les valeurs choisies pour le scénario ADEME doivent être justifiées
  • 8. Page 8 par des études ou en s’appuyant sur des comportements que l’on rencontre déjà aujourd’hui dans d’autres pays. Tous ces documents sont répertoriés dans une base de données et triés par mots clés. L’outil aura une interface plus ergonomique et conviviale que le fichier Excel et fournira des explications sur les données par défauts de l’ADEME et celles choisies par l’utilisateur. Chacun pourra interagir avec les paramètres de l’outil, se rendre compte de leurs conséquences et ainsi peut être mieux comprendre les changements que nous devons dès aujourd’hui commencer à effectuer et mieux comprendre les choix de l’ADEME. Par exemple, si l’on choisit de doubler les transports en commun dans l’avenir, quelles en seront les conséquences sur la consommation énergétique des globale des transports et le volume de gaz à effets de serre libéré ? Dans l’idéal, il aurait même fallu qu’un système d’alerte ou d’informations économiques soit mis en place pour que l’utilisateur puisse avoir une idée de la plausibilité de la solution envisagée. L’outil est mis à disposition sur internet,en tout cas de façon ouverte, ce qui permettra à tout un chacun de télécharger l’outil et de l’utiliser. Ce serait par exemple une page internet accessible via le blog des Transports du futur de Gabriel PLASSAT dans laquelle on trouvera un dossier compressé contenant l’outil qui sera téléchargeable après s’être inscrit (adresse mail et mot de passe), afin d’avoir une idée des personnes qui utilisent l’outil. Des liens vers une base de données stockées sur un google drive hébergeant toutes les études vers lesquelles l’utilisateur sera orienté lorsqu’il voudra avoir plus de précisionet d’informations sur les données en rapport avec le fichier Excel. B. Présentation de l’outil 1. Définitions a) La mobilité D’après les enquêtes nationales des déplacements, l’analyse des déplacements des Français s’effectue généralement en distinguant deux types principaux de mobilité, la mobilité locale et la mobilité à longue distance. La mobilité locale est définie comme l’ensemble des déplacements que les individus réalisent dans un rayon de 80 kilomètres autour de leur domicile et sur le territoire national. Elle concerne essentiellement les déplacements quotidiens pour aller travailler, étudier, faire ses courses, ses démarches administratives, accompagner quelqu’un, se rendre sur un lieu de loisir, etc. Avec 98 % des déplacements des personnes résidant habituellement en France, la mobilité locale représente en volume l’essentiel des déplacements. L’outil fait la distinctionentre deux zones de mobilité différentes : - Zone urbaine : zone dense (centre ville), lieu de travail, de commerces, de services. Les déplacements en automobile sont difficiles et les modes de transport favoris sont plutôt les modes doux comme le vélo,la marche à pied, etles transportsen commun.
  • 9. Page 9 - Zone péri urbaine : Interface entre zone urbaine et zone rurale (banlieue). C’est une zone dans laquelle il y a séparation entre lieu d’habitation et lieu de travail et plutôt résidentielle. La mobilité à longue distance consiste quant à elle en des voyages à plus de 80 kilomètres du domicile, qu’ils soient à titre professionnel ou pour raisons personnelles (vacances, loisirs, visites…). Moins fréquente, cette mobilité représente cependant 40 % des distances parcourues.
  • 10. Page 10 On remarque que pour la mobilité locale, l’usage de la voiture est responsable de la majeure partie des émissions de CO2. En changeantles comportementsfuturs des citoyenslorsqu’ils se déplacent pour parcourir une courte distance (notammenten jouant sur la multimodalité, le covoiturage et l’autopartage) on peut réduire de façon non négligeable ces émissions de CO2. Par ailleurs,lorsque l’on observe que 40% des émissions de CO2 liées aux voyageseffectués sur de longues distances sont causées par le transport aérien, on peut dire que l’outil fait une erreur non négligeable en omettant de prendre en compte le transport aérien dans ces calculs. b) Les modes de transports i) Transport de voyageur Pour le transport de voyageurs, on identifie plusieurs modes de transports : - L’automobile personnelle : c’est un véhicule utilisé exclusivement par son propriétaire (pas de partage, ni de covoiturage) - L’automobile servicielle : c’estla principale innovation.Aujourd’hui on voit déjà naitre des usages, des changements de comportements du citoyens en faveur du partage de leur automobile et du covoiturage. Cette catégorie de véhicules englobe les automobiles dite enlibre service comme AutoLib’, les voitures louables à des sociétés(Hertz…), lesflottes appartenant à des entreprises les mettant à disposition des ses employés poureffectuerles trajets domicile-travail et covoiturer au maximum ainsi que les personnes partageantleur automobile en covoiturant ou en les louant. le parc de véhicules serviciels consommera globalement moins de carburantet sera plus propre que le parc de véhicule
  • 11. Page 11 personnel (parc plus neuf et plus propice à fonctionner à l’énergie électrique). En effet, comme leur usage sera ciblé (trajets domicile-travail, longues distances, week end…), on pourra prévoir une optimisation du moteur des véhicules serviciels avec un impact positif sur la consommation et les émissions de CO2. - Le transport en commun ferré : en milieu urbain ou péri urbain peut être un tramway ou tout aussi bien un TER ou un TGV pour des trajets longues distances. - Le transport en commun routier : Bus ou car pour de la mobilité locale et autobus ou autocar pour de la mobilité longue distance. - Le deux/trois-roues personnel : véhicule motorisé à deux ou trois roues (motos, scooters…) dont l’usage est exclusif au propriétaire du véhicule. - Le deux/trois-roues serviciel : motorisé à deux ou trois roues(motos, scooters…) enlibre service ou partagé. - Le vélo : vélo personnel ou enlibre service (Vélib’). - La marche à pied Attention : dans l’outil, les parts modales desflux de voyageurs ne se comptent pas en nombre de déplacement effectués maisen distance parcourue en utilisant ce mode. Note sur le covoiturage: D’après les études du CERTU « La voiture est considérée pour certains comme la continuité de l'espace personnel, c'est-à dire le prolongement spatial et temporel d'un plaisir personnel et privé. La personne seule dans son véhicule bénéficie d'un espace clos, où elle est libre de faire ce que bon lui semble. En ce sens, écouter la radio, chanter ou téléphoner via une oreillette s'apparente à des activités privées, que l'on ne peut pas ou guère partager avec autrui : on parle d'appropriation de l'espace de la voiture. » L’automobile est synonyme de richesse, d’indépendance, de réussite et d’autonomie mais aujourd’hui l’imaginaire de l’automobile n’est plus ce qu’il était. L’automobile perd de son succès surtout chez les jeunes d’aujourd’hui. En 2011 seulement 59% des 18-24 ans possédaient un véhicule contre 74%, il y a 20 ans en arrière d’après La vie Share d’Anne Sophie Novel. Les nouvelles générations utilisent de moins en moins ce moyen de transport notamment à cause d’une meilleure accessibilité des Français aux transports en commun. De plus la plupart des acheteurs se tournent vers le marché de l’occasion : 62% des véhicules en circulation en 2006 contre 50% en 1990. Et les véhicules durent plus longtemps (6 ans en moyenne en 1990 et 8 ans en 2006). Et oui, posséder une voiture coute cher (entre 450 et 500 euros par mois) alors qu’en réalité elle est inutilisée la plupart du temps. A cela s’ajoute la hausse du prix du carburant les péages urbains, les péages d’autoroutes, le cout du stationnement dans les parkings,les problèmes d’embouteillages… Le covoiturage consiste à optimiser le taux de remplissage des voitures en déplacement. Concrètement, il vise à mettre en relation des individus effectuant tout ou partie d'un trajet qu'ils effectuaient jusque là seuls. Pour les utilisateurs, les principaux atouts sont le partage des frais de déplacement liés à la voiture et la convivialité du trajet effectué à plusieurs. Ces opérations présentent aussi un véritable intérêtenvironnemental. D’après Anne Sophie Novel, les premiers sites de covoiturages ont vu le jour au début des années 2000. Fin 2012, on dénombrait 3,5 millions de covoitureurs en France. Avec ce type de partage le remplissage moyen de voyageurs passe de 1,1 à 2,8 sur des trajets longue distance. Solutions plus écologique (on
  • 12. Page 12 estime (d’après une étude de l’ADEME) que 1 à 1.2 tonne de CO2 évitée par covoitureur en moyenne par an) et détenant des effets bénéfiques pour les collectivités, le covoiturage est avant tout pratiqué pour des raisons financières. En effet, pour les passagers le covoiturage revient généralement à deux ou trois fois moins cher que tout autre mode de transport et pour le conducteur le voyage est quasiment rentabilisé. Par ailleurs une voiture coute en moyenne 6000 euros par an, soit 60 fois plus que le vélo et 20 fois plus qu’un abonnement de transport en commun. Blabalacar (anciennement covoiturage.fr) est présent dans 10 pays d’Europe réunit en avril 2013 3 millions de membres, permet l’organisation chaque mois de 400 000 trajets en covoiturage soit près de 1000 TGV plein ! Des informations pratiques sont disponibles sur le site (ville et heure de départ, ville d’arrivée, ) et des fonctionnalités ont été installés sur le site pour instaurer une confiance entre les passagers et le conducteurs ( réservation en ligne, photos, contact, information sur la tendance bavarde du conducteur, systèmes d’avis communautaire… ) L’Allemagne possède une forte culture du covoiturage qui est un mode de transport que les Allemands ont autantle réflexe d’utiliser que d’acheter un billet de train. De plus, le potentiel des parcs relais est important pour le covoiturage, en permettant de rendre plus efficace les appariements avec d’autres modes de transport et d’étendre la pratique du covoiturage. Note sur l’autopartage :
  • 13. Page 13 L’autopartage est un système dans lequel une société ou un groupe d’individu met à disposition de ses clients ou membres un ou plusieurs véhicules. De plus l’autopartage s’inscrit en complément des autres moyens de transports, et offre aux clients sans voiture personnelle un moyen de transport flexible, souple et économique pour couvrir des trajets de distance moyenne. Le graphique ci-dessous issu de l’article Nouvelles mobilités du blog VERTONE positionne les différentes offres de transport en fonction des distances que l’on souhaite parcourir et sa praticité : Carsonar est un site web qui réunit tous les véhicules d’autopartage entre particuliers pour faciliter le choix des utilisateurs. Le site met aussi à disposition un comparateur de cout induit de possession d’une voiture par rapport à la location d’un véhicule autopartagé en fonction des besoins en mobilité de chacun. D’après leurs calculs, 54% de la population en France Métropolitaine habite à moins de 15 min à pied d’un véhicule en autopartage. ii) Transport de marchandises On distingue le transport de marchandises par : - Voie routière (camions) - Voie ferrée (trains) - Voie maritime ou fluviale (bateaux) Le PTAC est le poids total accepté en charge. Il s’agit du poids qu’un véhicule ouélément de véhicule porteur ne doit pas dépasser. C’est le poids du véhicule à l’arrêt et en ordre de marche (compris le poids du conducteur et de toutes les autres personnes transportées en même temps) aditionné au poids du chargement déclaré admissible (charge utile). En France, le PTACest fixé par le service des Mines. - Poids lourds urbain (PL urbain) : Il se caractérise par sa petite capacité de chargement en marchandises, effectue de courtes distances, est plus adapté au transport de marchandises en zones urbaines (traversée oulieu de déchargement de la marchandise). - Poids lourds routier (PL routier) : A une plus grosse capacité de chargement, effectue des trajets longues distances entre les grandes villes, peut se décharger en zone urbaine et traverser les villes. Le challenge est de réussir (par des astuces logistiques et de plans d’urbanisme adaptés) à faire rentrer ces
  • 14. Page 14 poids lourds routiers dans les zones urbaines sans passer par des systèmes de transfert de marchandise à des véhicules de plus petite capacité aux abords des villes. Les flux de marchandises sont comptésen tonnes.kilomètres réalisées, ce qui correspond au déplacement d’une tonne de marchandise sur un kilomètre. c) Les technologies Dans cette partie sera développée les différentes distinctions faites parl’outil en fonction des technologies utilisés pour les véhicules avec des définitions et des approches de types avantages vsinconvénients d’après les travaux du PREDIT: - Les véhicules thermiques : (à combustion interne regroupant essence, diesel, GNP,GPL) AVANTAGES INCONVENIENTS Bien au point, performant sur la route Très faible rendement en usages urbains Facile à recharger enénergie « Propre », mais de plus en plus coûteux (notamment à cause des nouvelles normes Euro 6 et Euro 7) Forte énergie massique et volumique du carburant Très dépendant des carburants fossiles et rejets de CO2 Puissance (moteur) eténergie-autonomie (réservoir) indépendantes - Les véhicules hybrides non rechargeables (avec un seul réservoir) : 1) Stop-Start (hybridation douce) : Le moteur s’arrête dès que la pédale est enfoncée ou que la vitesse du véhicule descend en dessous de 6km/h et le moteur redémarre lorsque la pédale de frein est relâchée. Cette technique permet de réduire jusqu’à 15% les consommations etémissionsen cycle urbain. 2) Mild Hybrid (hybridation moyenne) : c’est le premier niveau où le moteur électrique participe au roulage. Hors arrêt, le moteur thermique fonctionne en permanence. Le moteur électrique (10kW au moins) récupère l’énergie en décélération. Certaines versions permettent un roulage sur 1 km en électrique. D’après les études du PREDIT, le gain en consommation estimé est de 15 à 20%, la puissance électrique de 10 à 20 kW et son coût entre 900 à 2.000 € . Figure 1: Toyota PRUIS III (ZVW30) 3) Full Hybrid (hybridation forte) : c’est la formule la plus répandue ; le véhicule dispose d’un moteur thermique et d’un moteur électrique (alimenté par des batteries). Selon le besoin, le véhicule peut être entraîné par un moteur (électrique ou thermique) ou par les deux simultanément. Le pourcentage d’utilisation du
  • 15. Page 15 moteur électrique dépend de la capacité de la batterie (que l’on « vide » très peu) le roulage en électrique seul est de l’ordre de 1 à 5 km. D’après les études du PREDIT, le gain en consommation est estimé à 20 à 35%, la puissance électrique de 15 à 50 kW et le coût de l’installation entre 2.500 et 5.000 €. - Les véhicules hybrides rechargeables (avec 2 réservoirs) : Ce véhicule dispose de deux modes de propulsion (thermique et électrique) et est rechargeable sur le réseau électrique. C’est un hybride qui possède donc une importante batterie (100 à 200 kg) que l’on recharge sur secteur, lui permettant ainsi une large autonomie en électrique (30 à 80-100 km). Quand la batterie est « vide » (à 70-80%), le moteur thermique se met en marche. Tous les constructeurs travaillent cette voie et des véhicules devraient être commercialisés rapidement. Actuellement, un modèle est vendu (Volt/Ampera) avec une autonomie en électrique de 60-80 km, et un moteur à essence qui sert de générateur électrique et prend la relève pour au moins 500 km (technologie hybride série). D’après les études du PREDIT, la puissance électrique de la batterie est estimée entre 15 et 50 kW et le coût entre 5.000 et 15.000 € - Les véhicules électriques : Ce véhicule est équipé d’un unique mode de propulsionélectrique. AVANTAGES INCONVENIENTS Propre, bien au point, silencieux Puissance et énergie totalement liées à la seule batterie Très fort couple « permanent » Temps de recharge assez long Pas de consommation à l’arrêt Faibles énergie massique et volumique Récupération en décélération Cher Exemples de véhicule électrique : Twizy de Renault (idéal pour la ville) Caractérisques Twizy 75 limitée à 75 km/h avec un moteur de 17 chevaux Temps de charge 3h30 Autonomie 100 km Remplissage 1,5 (conducteur+enfant) PrIx 7 690 € TTC
  • 16. Page 16 Citroën C0 Caractéristiques Citroën C0 avec vitesse max de 130 km Temps de charge 30 min chargée à 80% Autonomie 130 km Remplissage 5 places assises Cout 36 000 euros d) Modélisationduvéhicule hybride dans l’outil Que le véhicule hybride soit rechargeable ou non, on le modélise de la manière suivante : considérons une distance totale parcourue par ce véhicule, on imagine qu’une partie sera parcourue en « mode électrique » et le reste en « mode thermique ». En mode électrique, on consomme de l’électricité avec zéro gramme de CO2 émis (on ne prend pas en compte l’énergie et le bilan carbone nécessaire à la production et le déplacement de la batterie). En mode thermique, on consomme de l’énergie fossile, et on émet du CO2. Cette modélisation est un peu loin de la réalité (même en considérant que le véhicule hybride non rechargeable est seulement un véhicule thermique amélioré) mais permet de simplifier les calculs des énergies consommées et tonnes de CO2 émis par le transport.
  • 17. Page 17 e) Parcde véhicules Le parc des véhicules permet de comptabiliser le stock des véhicules immatriculés à une date donnée dans une zone géographique déterminée. En raison de l’existence d’un nombre important de véhicules hors d’usage non éliminés des fichiers faute de remontée d’information, les statistiques de parc établies portent sur les seuls véhicules d’âge inférieur ouégal aux limites suivantes : - voitures particulières, camionset camionnettes : 15 ans - tracteurs routiers : 10 ans - autobus, autocars, semi-remorques et remorques : 20 ans On parle également de « parc en service » dans le cadre de l’enquête sur le transport routier de marchandises. Sont alors déduits du parc les véhicules hors d’usage, introuvables ou en déclaration d’achat par un professionnel de l’automobile. Les véhicules provisoirement immobilisés pour des causes telles qu’absence de conducteur, réparation, manque de fret, fermeture annuelle, etc., sont considérés comme des véhicules en service. 2. Présentation de l’outil et petit guide d’utilisation Tout d’abord, le dossier contenant l’outil doit être copié sur l’ordinateur (il ne fonctionnera pas s’il est sur un disque externe ou serveur). En ouvrant donc le fichier Excel plume_voyageur_VUL_2030_2050 v2_dernière_version.xlsm vous tomberez surl’onglet Page d’accueil de l’outil :
  • 18. Page 18 Copie d'écran de la page d'accueil de l'outil Vous aurezle choix entre 4 options : - Commencez : le programme se lancera en vous proposant de changer les différents paramètres avec les scénarios de l’ADEME comme référence. Voici la copie écran de la fenêtre qui va s’ouvrir :
  • 19. Page 19 Copie d'écran de l'interface outil pour changer les paramètres Bas de page Lorsque que vous changez les valeurs des paramètres en appuyant sur les SpinButtons le code couleur présenté si dessous vous servira de repère : concernantle transport de marchandises et VUL En cliquant sur ce bouton, vous réinitialiserez toutesles valeurs des paramètres (celles du scénario de l’ADEME). Barre de défilement Cliquer sur ce bouton pour voir les graphiques Cliquer sur ce bouton pour quitter et revenir à la page d’accueil
  • 20. Page 20 Un autre indicateur de la valeur par défaut de l’ADEME est donné lorsque vous passez le curseur de la souris sur le SpinButton ;la valeur par défaut s’affichera comme présenté si dessous : Si l’outil refuse de se lancer lorsque vous cliquer sur le bouton « Commencer » de la page d’accueil, allez sur l’onglet Développeur puis cliquez sur le bouton Visual Basic tout à gauche. Pour afficher le code VBA, il faut aller dans la Fenêtre des options, puis dans l'onglet Personnaliser le ruban, cochez la case Développeur et cliquez sur OK. Essayez de ré appuyer sur Commencer sur la page d’accueil de l’outil. Attention : L’outil ne prend pas en compte le transport aérien (cargo et transport de voyageurs) et les calculs d’énergie consommée et d’émission de CO2 ne comprennent pas la production et l’acheminement de cette énergie. - Lancer des scénarios pré enregistrés : vous pourrez sélectionner dans le menu déroulant un scénario que vous avez enregistré auparavant puis cliquer sur OK pour le lancer. Copie d'écran de la fenêtre lancement des scénarios pré enregistrés - Supprimer des scénarios :
  • 21. Page 21 Copie d'écran de la fenêtre suppression des scénarios - Effectuer une recherche bibliographique : la fenêtre ci-dessous vous permettra d’effectuer une recherche par mots clés dans la base de données interne à l’outil. Si vous effectuer une recherche à 2 critères,les études et liens contiendront les deux mots clés choisis. Figure 2 Copie d'écran de la fenêtre de recherche par mots clés Si vous cochez cette case, vous pourrez effectuer une recherche à deux critères électionner e premier ritère (1 seul niquement) Choisissez le second critère Cliquer sur ce bouton Ok pour lancerle tri Dans ce cadre pparaîtront les oms des études riées. électionnez celle ue vous ouhaitez isualiser, puis liquez sur lien ypertexte
  • 22. Page 22 3. Hypothèses faites pour le transport de voyageurs et scénario ADEME a) Prospective horizon2030 Les hypothèses de départ pour établir le scénario de prospective pour le transport de voyageurs en 2030 sont les suivantes : - Accroissement modéré du volume global de déplacement en véhicule individuel (réglementation d’accès au centre-ville, augmentation de la téléactivité) avec une quasi stabilisation des trafics grâce à une augmentation du covoiturage et de l’usage des véhicules serviciels. - Développement des téléservices (qui permettrait aux usagers de procéder par voie électronique à des démarches ouformalités administratives donc sans se déplacer) - La place traditionnelle de l’automobile dans la palette de solution de mobilité va changer en France et en Europe et les mentalités vont évoluer. La voiture n’est plus forcément associée à l’idée de liberté mais devient en premier lieu un outil fonctionnel de transport. On peut ainsi entrevoir un découplage possible entre possession exclusive d’un véhicule individuel et la capacité d’une personne à être mobile par le développement du covoiturage, des véhicules serviciels, des vélos partagés, des téléservices… L’ADEME prévoit que cette transition s’opèrera entre 2020 et 2030 et à cette étape-là, à la place de posséder sa propre voiture, le citoyen sollicitera des services de mobilités. Pour élaborer un scénario de prospective pour le transport de voyageurs en 2030, l’ADEME s’est ainsi appuyé sur des tendances de comportement actuelles des citoyens français et celles que l’on peut déjà observer dans d’autres pays. Ainsi on peut envisager la mise en place de péage urbain, de nouvelles taxes concernant la mobilité (comme par exemple au lieu de taxer le carburant, taxer le CO2 émis en fonction de la zone de mobilité, si on se trouve dans un embouteillage, si on circule dans une certaine plage horaire…), l’aménagement de pistes cyclables, la création de véritables hubs multimodaux regroupant transport en commun, parkings et véhicules en libres services. On suppose aussi un accroissement du taux de remplissage des transports collectifs (+30 à 50%), notamment en dehors des périodes de pointe, en raison de l’aménagement des activités des entreprises et des ménages, un usage accru des outils numériques pour se déplacer ; une augmentation de la part modale du vélo (10% en 2030), du fait de la mise en place de réseaux maillés d’itinéraires cyclables et l’amélioration de l’interopérabilité du vélo avec les autres modes de transports. Ainsi, en zone urbaine, le transport en commun sera privilégié et la voiture sera de préférence louée dans des stations d’auto partage géré par un professionnel (avec éventuellement à disposition des véhicules thermiques ou bi-motorisés pour effectuer des trajets plus longs) et pour se déplacer en zone périurbaine, une petite voiture sera utilisée pour les déplacements quotidiens de proximité avec si nécessaire la mise à dispositionentre particulier ou par le vendeur ou par le loueur d’une voiture de capacité plus importante et plus adaptée aux trajetslongue distance. b) Prospective horizon2050 Pour l’horizon 2050, on suppose une baisse de la mobilité de l’ordre de 20% par rapport à 2010, à cause d’une structure de la population vieillissante, du développement du télétravail et des infrastructures permettant d’optimiser les besoins en mobilité. Ainsi on va favoriser dans le futur l’intermodalité, c'est-à-dire que l’on va utiliser plusieurs modes de transport différents pour se déplacer qui sera aidée par le développement des TIC (Smartphone, applications dédiées la mobilité, géolocalisation, information en temps réel et bases de données
  • 23. Page 23 d’informations sur les différents modes de transport) ainsi que par un aménagement et partage adéquat de la voirie puis d’une tarification homogène de la billetique. En 2050, on imagine aussi qu’un véhicule serviciel remplace environ 3 véhicules individuels. Enfin, grâce aux progrès technologiques, les véhicules seront mieux adaptés à leurs usages : optimisation du rendement des moteurs (injection rapide, amélioration des batteries…), optimisation de la gestion de l’énergie à bord du véhicule, allègement des structures par l’utilisation de matériaux composites... En effet comme le renouvellement du parc automobile se fait tous les quinze ans, on prévoit de renouveler une fois l’ensemble du parc complet d’ici 2050 pour atteindre une telle performance. Dans le secteur ferroviaire,le remplacement du parc roulant permettra des gains de consommation de 30%. 4. Hypothèses transport de marchandises et scénario ADEME On souhaite déployer une politique favorisant le transport de marchandise ferroviaire et maritime au détriment du transport de marchandise par voie routière. a) Prospective horizon2030 Concernant l’étude prospective pour le transport de marchandises, on suppose une croissance de +1,8%/an, puis un scénario de fécondité haute avec un niveau de production industriel élevé. L’évolution du transport de marchandise étant fortement corrélée au PIB et à l’accroissement démographique, le transport de marchandises continue à progresser jusqu’en 2030. Malgré des performances énergétiques moins bonnes que celles du transport maritime et ferroviaire, c’est aujourd’hui le transport routier qui occupe une place prépondérante dans le fret. Cela s’explique par les choix politique de transport de marchandise ferroviaire de la SNCF ainsi que le régime particulier des dockers, tout ceci n’incitant donc pas ces voies là à se développer. Aujourd’hui le fret ferroviaire représente 10% du flux total de marchandises-kilomètres et a diminué depuis les 20 dernières années. Par conséquent le scénario le plus plausible est de considérer un transport routier qui reste prépondérant pour 2030. Au regard des progrès réalisables, l’efficacité énergétique des camions peut être améliorée de 20% d’ici 2030. Dans le secteur ferroviaire par ailleurs, à l’horizon 2030, l’assistance à la conduite, améliorant ponctualité et consommation, devra permettre d’économiser 10% d’énergie à matériel constant. b) Prospective horizon2050 En 2050, sur des trajets longues distances,le volume de marchandises transporté par la route pourra se réduire fortement, d’une part grâce à la croissance des autres modes, mais également en menant une politique volontariste concernant l’écoconception des produits afin de transporter moins d’emballages (en tonnes eten volumes) puisen évitant les retours à vide. Là encore, ces évolutions vont permettre la réduction des consommations énergétiques, du bruit, et des pollutions locales. Le numérique par ailleurs, comme sur les flux de voyageurs, sera un des éléments clés de cesévolutions logistiques permettant une amélioration significative du système. 5. Trajets effectués par les VUL et scénario ADEME
  • 24. Page 24 Un véhicule utilitaire est un véhicule conçu et aménagé pour transporter des marchandises et/ou des personnes, ayant un poids maximal inférieur ou égal à 3,5 tonnes et ceci pour un usage essentiellement professionnel. Coincé entres les véhicules servant à la mobilité des voyageurs et les poids lourds, le VUL n'a pas été considéré comme une cible prioritaire dans la lutte contre le changement climatique. De telle sorte qu’ils sont à l'origine d'une part croissante des émissions de gaz à effet de serre dans le secteur routier. Cette augmentation est liée à la faiblesse des améliorations technologiques apportées au rendement énergétique de ces véhicules ainsi qu'à l'augmentation des trafics professionnels, dû avant tout aux livraisons de marchandises à leur point de vente final, en milieu urbain. Le problème du VUL est qu’il effectue souvent des trajets en étant chargé avec du matériel professionnel qui n’est pas toujours utiles pour le déplacementen question. Ainsi, en France, d’après le site du Sénat, les VUL représentaient 25 % des émissions de CO2 du secteur routier en 2005, contre 15 % en 1995. La moyenne d'émission d'un VUL est de 270 g de CO2 par km, soit 50 % de plus qu'un véhicule particulier. En 2008, Mme Fabienne Keller avait relevé le paradoxe qui consistait à multiplier les efforts afin de réduire les émissions de CO2 des voitures tout en se désintéressant du secteur des VUL. Donc dans le scénario ADEME, on suppose des avancés technologiques rapides qui permettraient de réduire considérablement les émissions de CO2 et consommations des VUL. V. Détails des calculs du fichier Excel Dans les tableaux,les chiffres en couleur orange sont ceux qui peuvent être modifiés directement par l’utilisateur. A. Transport de voyageurs La logique des calculs effectués pour le transport de voyageurs est la suivante : comme illustré par le schéma ci-dessous, on commence par fixer le volume de voyageur qui se déplaceront en 2030 et 2050. Ensuite, grâce aux taux de remplissage de chaque type de véhicule et des comportements des citoyens vis-à-vis des différents modes de transport, onen déduit un flux de véhicules nécessaire à déplacer cette quantité de voyageurs. On déduit ensuite des parcs roulants de véhicules en divisant les flux de véhicules par les distances moyennes parcourues par an. De plus, si on fait des hypothèses sur les avancées technologiques des émissions et des consommations unitaires puis qu’on les multiplie par les flux de véhicules, on obtient la somme totale d’énergie nécessaire au transport de voyageur ainsi que son volume de CO2 total rejeté dans l’atmosphère pour l’année 2030 (et 2050).
  • 25. Page 25 a) Répartition des flux de voyageurs L’utilisateur peut modifier le flux total de voyageur en 2030 et 2050 en jouant sur un facteur d’augmentation ou de diminution du flux de voyageur par rapport à 2010 : 2010 2030 2050 Flux de voyageurs en milliards de voyageurs.km 711 791 750 D’ailleurs, nous observons que le flux augmente entre ces bornes. Ensuite, pour modéliser l’évolution des usages des citoyens, l’utilisateur va pouvoir modifier des clés de répartitions des flux de voyageurs en fonction des différents modes de transport et des zones de mobilité. Clé de répartition des flux en 2010 Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 74% 84% 68% Transport en commun (bus, car) 6% 7% 8% Transport en commun ferré 8% 7% 25% + 11,2 %% + 5,5% % % + 20%
  • 26. Page 26 Vélo 3% 1% 0% Deux-roues motorisés personnels 4% 1% 0,04% marche à pied 5,03% 0% 0% Clé de répartition des flux en 2030 Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 46% 61% 55% Automobile servicielle 10% 10% 5% Transport en commun (bus, car) 10% 10% 10% Transport en commun ferré 10% 10% 30% Vélo 10% 6% 0% Deux-roues motorisés serviciels 3% 1% 0% Deux-roues motorisés personnels 3% 2% 0% marche à pied 8% 0% 0% Clé de répartition des flux en 2050 Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 10% 39% 30% Automobile servicielle 25% 20% 15% Transport en commun (bus, car) 15% 12% 15% Transport en commun ferré 15% 12% 40% Vélo 15% 7% 0% Deux-roues motorisés serviciels 5% 5% 0% Deux-roues motorisés personnels 5% 5% 0% marche à pied 10% 0% 0% Selon le BIPE, le scénario de l’ADEME est peut être un peu optimiste vis-à-vis de la réduction de la part modale de l’automobile personnelle en 2030 et 2050. L’adoption des services automobiles comme l’autopartage et le covoiturage semble trop brutale sur les horizons 2030 et 2050 tout comme l’évolution de la part du vélo. En conséquence, la voiture personnelle devrait garder une part modale plusimportante que celle proposée par le scénarioinitiale de l’ADEME en 2030 et 2050. Ensuite, on en déduit les flux de voyageurs en fonction des différents modes de transporten multipliant les clés de répartition par les flux de voyageurs en fonction des différentes zones de mobilité : Flux de voyageurs en milliards de voyageurs.km (2010) Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 118 240 180 Automobile servicielle 0 0 0 Transport en commun (bus, car) 10 20 20 Transport en commun ferré 13 20 66 Vélo 4 2 0 Deux-roues motorisés serviciels 0 0 0 Deux-roues motorisés personnels 6 4 0,1 marche à pied 8 0 0
  • 27. Page 27 TOTAL 159 286 266,1 Flux de voyageurs en milliards de voyageurs.km (2030) Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 78 195 165 Automobile servicielle 17 32 15 Transport en commun (bus, car) 17 32 30 Transport en commun ferré 17 32 90 Vélo 17 19 0 Deux-roues motorisés serviciels 5 3 0 Deux-roues motorisés personnels 5 6 0 marche à pied 14 0 0 TOTAL 170 320 300 Flux de voyageurs en milliards de voyageurs.km (2050) Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 25 78 90 Automobile servicielle 63 40 45 Transport en commun (bus, car) 38 24 45 Transport en commun ferré 38 24 120 Vélo 38 14 0 Deux-roues motorisés serviciels 13 10 0 Deux-roues motorisés personnels 13 10 0 marche à pied 25 0 0 TOTAL 250 200 300 La répartition des flux de voyageurs en fonction des zones de mobilité est supposée la suivante et n’est pas modifiable parl’utilisateur : Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance 2030 21,5% 40,5% 38% 2050 33% 27% 40% Pour le premier indicateur concernant le transport de voyageurs, l’utilisateur pourra avoir une idée de la distance en mètre que chaque personne parcourait par jours en se déplaçant à pied en partant du flux de voyageurs utilisantla marche à piedet en faisant l’hypothèse que l’on a 40 millions de français qui peuvent marcher. b) Tauxde remplissage des véhicules Le taux de remplissage des véhicules est modifiable par l’utilisateur et va nous servir à connaitre le flux de véhicule nécessaire en 2030 et 2030 en fonction des zones de mobilité et des modes de transport :
  • 28. Page 28 Taux de remplissage en 2010 en voyageur/véhicule Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 1,2 1,2 1,8 Automobile servicielle 1,5 1,5 3,0 Transport en commun (bus, car) 18,0 24,0 48,0 Transport en commun ferré 55,2 96,0 283,8 Vélo 1,0 1,0 1,0 Deux-roues motorisés serviciels 1,0 1,0 1,5 Deux-roues motorisés personnels 1,0 1,0 1,4 marche à pied 1,2 1,2 1,8 Taux de remplissage en 2030 en voyageur/véhicule Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 1,2 1,2 1,8 Automobile servicielle 1,5 1,5 3,0 Transport en commun (bus, car) 18,0 24,0 48,0 Transport en commun ferré 55,2 96,0 283,8 Vélo 1,0 1,0 1,0 Deux-roues motorisés serviciels 1,0 1,0 1,5 Deux-roues motorisés personnels 1,0 1,0 1,4 marche à pied 1,2 1,2 1,8 Taux de remplissage en 2050 en voyageur/véhicule Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 1,4 1,4 1,8 Automobile servicielle 2,0 2,0 3,0 Transport en commun (bus, car) 21,6 28,8 57,6 Transport en commun ferré 60,7 105,6 312,2 Vélo 1,0 1,0 1,0 Deux-roues motorisés serviciels 1,0 1,0 1,5 Deux-roues motorisés personnels 1,0 1,0 1,4 marche à pied 1,4 1,4 1,8 Les taux de remplissage automobile croissent en fonction des distances parcourues, mais ces taux de remplissage devraient être plus élevés en 2010 d’après le BIPE, notamment sur les trajets longue distance. Par ailleurs, l’hypothèse d’augmentation du taux de remplissage de la voiture personnelle en 2050 correspond à davantage de covoiturage, donc à un taux de remplissage de la voiture partagée plus élevé. Enfin, le taux de remplissage des deux-roues surlongue distance semble excessif. c) Répartition des flux de véhicule Le flux de véhicule est obtenuen faisantle ratio entre flux de voyageurs et le taux de remplissage : Flux de véhicule en milliards de véhicule.km (2010) Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance
  • 29. Page 29 Automobile personnelle 98,33 200,00 100,00 Automobile servicielle 0,00 0,00 0,00 Transport en commun (bus, car) 0,71 1,82 0,50 Transport en commun ferré 0,28 0,25 0,28 Vélo 4,00 2,00 0,00 Deux-roues motorisés serviciels 0,00 0,00 0,00 Deux-roues motorisés personnels 6,00 4,00 0,08 marche à pied 98,33 200,00 100,00 Flux de véhicule en milliards de véhicule.km (2030) Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 65,16 162,77 91,63 Automobile servicielle 11,33 21,35 5,01 Transport en commun (bus, car) 0,94 1,33 0,63 Transport en commun ferré 0,31 0,33 0,32 Vélo 17,00 19,21 0,00 Deux-roues motorisés serviciels 5,10 3,20 0,00 Deux-roues motorisés personnels 5,10 6,40 0,21 marche à pied 65,16 162,77 91,63 Flux de véhicule en milliards de véhicule.km (2030) Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 17,86 55,72 49,84 Automobile servicielle 31,25 20,00 15,00 Transport en commun (bus, car) 1,74 0,83 0,78 Transport en commun ferré 0,62 0,23 0,38 Vélo 37,51 14,00 0,00 Deux-roues motorisés serviciels 12,50 10,00 0,00 Deux-roues motorisés personnels 12,50 10,00 0,21 marche à pied 17,86 55,72 49,84 Le flux de véhicule total pourle transport de voyageursest calculé en additionnant tous les flux de véhicules enfonction des zones de mobilité et des modes de transport en milliards de véhicule.km : 2010 2030 2050 418 417 291 Selon le BIPE, l’ordre de grandeur obtenu par l’ADEME concernant les flux de véhicules nécessaires pour le transport de voyageurs parait correct. Pour les répartitions des flux de véhicules en fonction des technologies, les clés peuvent être modifiables parl’utilisateur seulement pour tous les modes de transporten 2030 et 2050 : Clé de répartition des flux de Auto personnelle Auto servicielle 2 roues motorisé 2 roues motorisé Transport en Transport en
  • 30. Page 30 voyageurs (en %) en fonction des technologies (2030) personnel serviciel commun bus/car commun ferré Zone urbaine Véhicule thermique 88 60 45 0 50 25 Hybride Part thermique 3 0 50 0 0 0 Hybride Part électrique 7 10 0 0 0 0 Véhicule électrique 2 30 5 100 50 75 Zone périurbaine Véhicule thermique 88 70 80 10 100 100 Hybride Part thermique 8 5 10 0 0 0 Hybride Part électrique 2 5 10 0 0 0 Véhicule électrique 2 20 0 90 0 0 Trajets longue distance Véhicule thermique 92 90 80 5 100 100 Hybride Part thermique 8 10 20 0 0 0 Hybride Part électrique 0 0 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 95 0 0 Clé de répartition des flux de voyageurs (en %) en fonction des technologies (2050) Auto personnelle Auto servicielle 2 roues motorisé personel 2 roues motorisé serviciel Transport en commun bus/car Transport en commun ferré Zone urbaine Véhicule thermique 40 20 30 0 20 5 Hybride Part thermique 5 5 20 0 0 0 Hybride Part électrique 25 25 30 0 0 0 Véhicule électrique 30 50 20 100 80 95 Zone périurbaine Véhicule thermique 40 20 70 10 80 80 Hybride Part thermique 20 20 10 0 0 0 Hybride Part électrique 20 30 10 0 0 0 Véhicule électrique 20 30 10 90 20 20 Trajets longue distance Véhicule thermique 50 20 80 5 100 100 Hybride Part thermique 25 40 20 0 0 0 Hybride Part électrique 25 40 0 0 0 0 Véhicule 0 0 0 95 0 0
  • 31. Page 31 électrique Pour le modèle du véhicule hybride, sa distance totale parcourue est décomposée en une partie pendant laquelle le véhicule consomme de l’énergie thermique en consommant de l’essence et émettant du CO2 puis une autre partie durant laquelle le véhicule consomme de l’énergie électrique et n’émet pas de CO2. Une petite critique que je peux faire sur le scénario ADEME est qu’il ne respecte pas toujours la logique de la modélisation du véhicule hybride en mettant des 0% dans la part thermique ou électrique en 2030 concernant le véhicule automobile. Dans la partie définitions du véhicule hybride, on peut avoir une idée de l’autonomie de la partie électrique en fonction du niveau d’hybridation. En multipliant les flux de véhicules par les clés de répartitions des flux on obtient les flux de voyageurs en fonction des modes de transport, des zones de mobilités et des technologies. Cette répartition détaillée nous sera très utile pour calculer les consommations et émissions de CO2 totale du transport de voyageur en 2030 et 2050. d) Consommation et émissionde CO2 Pour 2010, on part des émissions unitaires des différents modes de transport puis on en déduitles consommations énergétiques unitaires : Facteur d’émission de CO2 en 2010 en gCO2/km Zone urbaine Zone périurbaine Trajets longue distance Automobile personnelle 180 150 180 Automobile servicielle 0 0 0 Transport en commun (bus, car) 1500 1500 2000 Transport en commun ferré 0 600 600 Vélo 0 0 0 Deux-roues motorisés serviciels 0 0 0 Deux-roues motorisés personnels 100 100 120 marche à pied 180 150 180 L’outil effectue des calculs en MJ/km.Pour que ce soit plus parlant pour l’utilisateur, l’outil affiche des consommations en L/100km pour le véhicule thermique et pour la partie thermique du véhicule hybride puis des consommations en Wh/h pour le véhicule électrique et la partie électrique du véhicule hybride. L’utilisateur peut modifier les valeurs des consommationsénergétiques unitaires pour une automobile personnelle et servicielle en 2030 en milieu urbain puis en modifiant un facteur caractérisant le progrès en fonction des technologies. Les valeurs pour les autres zones de mobilité sont recalculées automatiquement : Ensuite,les émissions unitaires sont déduites des consommations unitaires :
  • 32. Page 32 D’après l’étude IPSTTAR, on enregistre aujourd’hui 45% de vente de véhicule essence contre 55% de véhicule diesel. Avec la prochaine entrée en vigueur de la norme de dépollution Euro 6 imposée par l’Union Européenne, les véhicules diesel vont perdre de leur côte au profit des véhicules essence. En effet, en 2015, la norme Euro 6 réglementera plus sévèrement les émissions polluantes des automobiles (diminution des émissions de particules et de NOx ce qui oblige les constructeurs automobile à mettre en place un système de traitement des gaz d’échappement qui entrainera l’augmentation du prix des véhicules diesel). Le moteur diesel deviendra alors aussi propre que l'essence, mais cette dépollution plus poussée va engendrer un surcoût qui le rendra nettement moins attractif. De plus pour des raisons politiques et d’augmentation de taxe sur le diesel, le prix du diesel à la pompe va venir égaler celui de l’essence dans un futur très proche. Ainsi on prédit dans l’avenir une préférence d’achat pour le véhicule essence et un recul des ventes des véhicules diesel. L’hypothèse faite est que toutes les automobiles roulant avec un moteur thermique consomment de l’essence. Ainsi pour faire nos calculs on utilise uniquement le PCI de l’essence pris à 35,95 MJ/km. De plus, la production de CO2 par litre d’essence consommée est de 2,67 KgCO2 émis par litre d’essence brulée (sources ADEME). Pour toutes les zones de mobilités, que la voiture soit personnelle ou servicielle, si le véhicule hybride fonctionne en mode thermique, il consomme et émet pareil qu’un véhicule purement thermique. De la même manière, si le véhicule fonctionne en mode életrique il consomme autant de Wh qu’un véhicule purement électrique. Consommation unitaire en MJ/km (2030) Automobile personelle Automobile servicielle Zone urbaine Véhicule thermique 1,764 1,296 Hybride (part thermique) 1,764 1,296 Hybride (part électrique) 0,54 0,36 Véhicule électrique 0,54 0,36 Zone périurbaine Véhicule thermique 1,499 1,296 Hybride (part thermique) 1,499 1,296 Hybride (part électrique) 0,459 0,360 Véhicule électrique 0,459 0,360 Trajets longue distance Véhicule thermique 1,764 1,296 Hybride (part thermique) 1,764 1,296 Hybride (part électrique) 0,540 0,360 Véhicule électrique 0,540 0,360 Emission unitaire en gCO2/km (2030) Automobile personnelle Automobile servicielle Zone urbaine Véhicule thermique 132,0 97,0 Hybride (part thermique) 67,9 26,9 Hybride (part électrique) 0,0 0,0 Véhicule électrique 0,0 0,0 Zone périurbaine Véhicule thermique 112,2 97,0
  • 33. Page 33 Hybride (part thermique) 96,6 61,9 Hybride (part électrique) 0,0 0,0 Véhicule électrique 0,0 0,0 Trajets longue distance Véhicule thermique 132,0 97,0 Hybride (part thermique) 132,0 97,0 Hybride (part électrique) 0,0 0,0 Véhicule électrique 0,0 0,0 Le progrès technologique entre 2030 et 2050 pour les véhicules automobiles sont caractérisés par un facteur de réduction de consommation énergétique(et donc d’émission pour la partie thermique) qui est modifiable par l’utilisateur : Facteur de réduction de consommation en % entre 2030 et 2050 Automobile personelle Automobile servicielle Véhicule thermique 15 20 Hybride (part thermique) 20 20 Hybride (part électrique) 15 15 Véhicule électrique 15 15 Consommation unitaire en MJ/km (2050) Automobile personelle Automobile servicielle Zone urbaine Véhicule thermique 1,499 1,037 Hybride (part thermique) 1,411 1,037 Hybride (part électrique) 0,459 0,306 Véhicule électrique 0,459 0,306 Zone périurbaine Véhicule thermique 1,274 1,037 Hybride (part thermique) 1,200 1,037 Hybride (part électrique) 0,390 0,306 Véhicule électrique 0,390 0,306 Trajets longue distance Véhicule thermique 1,499 1,037 Hybride (part thermique) 1,411 1,037 Hybride (part électrique) 0,459 0,306 Véhicule électrique 0,459 0,306 Emission unitaire en gCO2/km (2050) Automobile personelle Automobile servicielle Zone urbaine Véhicule thermique 112,2 77,64 Hybride (part thermique) 54,3 21,5 Hybride (part électrique) 0,0 0,0 Véhicule électrique 0,0 0,0 Zone périurbaine Véhicule thermique 95,3 77,6 Hybride (part thermique) 77,3 49,6 Hybride (part électrique) 0,0 0,0 Véhicule électrique 0,0 0,0 Trajets longue distance Véhicule thermique 112,2 77,6 Hybride (part thermique) 105,6 77,6 Hybride (part électrique) 0,0 0,0 Véhicule électrique 0,0 0,0
  • 34. Page 34 Ne sera pas détaillé les émissions et consommations unitaires pour les autres modes de transport car ils ne sont pas modifiables par l’utilisateur mais la logique des calculs effectués par l’outil est la même. Pour obtenir les consommations et volume de CO2 total rejeté dans l’atmosphère du au transport de voyageurs, on multiplie les consomamtions/émissions unitaires par les flux en fonction des technologies, des zones de mobilités et des modes de transport. En additionnant l’ensemble on obtient les totaux recherchés : 2010 2030 2050 MTCO2 71,8 44,4 16,3 MTEP liquide/gaz 21,9 13,7 3,9 MTEP électrique 0,7 1,1 1,8 e) Parcs Seuls les parcs de véhicules automobiles personnelleset servicielles sont calculés par l’outil. Les distances moyennes parcourues sont fixées et non modifiables par l’utilisateur (ce sont les même pour 2030 et 2050) : Distances moyennes parcourue en km/an (2030) Automobile personnelle Automobile servicielle Véhicule thermique 13000 15600 Hybride 14000 17500 Véhicule électrique 8000 11200 Les valeurs des distances parcourues par un véhicule serviciel sont déduites à partir d’hypothèses de facteurs d’augmentation de ces distances par rapport au véhicule personnelle (ce sont les même pour 2030 et 2050): Gain Véhicule thermique 20% Hybride 25% Véhicule électrique 40% Parc de véhicules roulant en 2030 en millions de véhicule Auto personnelle Auto servicielle Part en % du parc roulant Véhicule thermique 21,91 1,68 87% Hybride 2,15 0,22 9% Véhicule électrique 0,57 0,68 5% Parc de véhicules roulant en 2030 en millions de véhicule Auto personnelle Auto servicielle Part en % du parc roulant Véhicule thermique 4,18 0,85 35% Hybride 3,75 1,79 38% Véhicule électrique 2,06 1,93 27%
  • 35. Page 35 B. Transport de marchandises 1. Mise en place de l’écotaxe C’est une taxe qui entrera en vigueur en octobre 2013 et qui sera prélevée sur les poids lourds qui circulent sur les routes françaises. Elle sera payée par les transporteurs routiers et répercutée sur les chargeurs (ceux qui commandent la prestation de transport routier) en augmentant les prix de la prestation de transport. Dans une logique écologique, l’écotaxe est un signal prix qui sert à inciter et à modifier les comportements en faveur de modes de transport plus durables. Elle permet aussi de faire payer l’usage des routes par l’utilisateur réel, tout en dégageant des recettes pour financer les infrastructures de transport, notamment le rail et le transport fluvial. Comme elle concerne aussi les camions vides, elle sera dissuasive et inciterales transporteurs à rationaliser leurs tournées. 2. Calculs On faitla distinction entre les transports de marchandiseseffectués sur de courtes distances (en milieu urbainet périurbain) et sur de longues distances. On distingue donc 2 zones de mobilités différentes dans les cas des trajets courtes distances: - Zone urbaine - Zone périurbaine ou interurbaine : zone moins dense, terrains moins cher (banlieue, zone résidentielle) a) Volume total de marchandises On impose un certain volume de marchandises à transporter (en détaillant si ce transport se fera par voie routière, maritime/fluviale ou bien par voie ferrée) : Flux G T.km 2010 2030 2050 Route 305 270 230 Fer 30 87 110 Fleuve 8 20 25 Total 343 377 365 L’utilisateur peut jouer sur les flux totaux de marchandises en 2030 et 2050 en augmentant ou diminuant un pourcentage d’augmentation des flux par rapport à 2010 : 2030 2050 +10% +6% Les flux de marchandises se répartissent en fonction des 3 modes de transport en paramétrant une répartition modale des flux totaux en 2030 et 2050 : 2010 2030 2050 Route 89 % 73% 63%
  • 36. Page 36 Fer 9% 22% 30% Fleuve 2% 5% 7% b) Tauxde remplissage en marchandises parvéhicule : L’utilisateur peut faire varier le taux de remplissage par véhicule pour les poids lourds, les bateaux et les trains de marchandises. Pour la capacité de transport de marchandises par véhicule par voie fluviale et ferrée, on ne distingue par les différentes zones de mobilité et les technologies des véhicules. Un facteur d’accroissement en pourcentage permettra à l’utilisateur de faire varier ces valeurs en 2030 et 2050 en fonction de ses capacités de références en 2010. 2030 2050 Pourcentage d’augmentation du taux de remplissage des bateaux et trains de marchandises +10% +10% Taux de remplissage en tonnes/véhicule (2030) Route PL routier PL urbain Fer Fleuve Zone urbaine Véhicule thermique 15 10 220 110 Hybride 10 8 Véhicule électrique 5 5 Zone périurbaine Véhicule thermique 15 10 Hybride 10 8 Véhicule électrique 5 5 Trajets longue distance Véhicule thermique 15 10 Hybride 10 8 Véhicule électrique 5 5 Taux de remplissage en tonnes/véhicule (2050) Route PL routier PL urbain Fer Fleuve Zone urbaine Véhicule thermique 20 10 220 110 Hybride 15 8 Véhicule électrique 10 7 Zone périurbaine Véhicule thermique 17 10 Hybride 12 8 Véhicule électrique 10 7
  • 37. Page 37 Trajets longue distance Véhicule thermique 20 10 Hybride 15 8 Véhicule électrique 10 7 c) Distance moyenne parcourue par an La distance moyenne parcourue par an est figée et supposée ne pas changer en 2030 et 2050. Milliers de km parcourus par an/véhicule Route PL routier PL urbain Fer Fleuve Véhicule thermique 40 30 100 10 Hybride (part thermique) 25 20 100 10 Hybride (part électrique) 10 20 100 10 Véhicule électrique 20 20 100 10 d) Consommation et émissionunitaires On part des émissions unitaires en 2010 et grâce à des facteurs d’amélioration technologiques modifiable par l’utilisateur on pourra en déduire les émissions unitaires (pour le véhicule thermique et hybride) et les consommations énergétiques en 2030 et 2050. En mode électrique le véhicule hybride n’émet pas de CO2 et ne consomme que de l’électricité. Emission unitaire gCO2/km (2010) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 1600 1300 5000 10000 Hybride (part thermique) 1440 1170 4500 9000 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Zone périurbaine Véhicule thermique 1300 1200 5000 10000 Hybride (part thermique) 1235 1140 4750 9500 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Trajets longue distance Véhicule thermique 1100 1000 10000 10000 Hybride (part thermique) 1100 1000 10000 10000 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Facteur de gain en consommation entre 2010 et 2030 Véhicules thermiques Hybride (partie thermique) Hybride (partie électrique) Véhicule électrique 15% 15% 10% 15%
  • 38. Page 38 Emission unitaire gCO2/km (2030) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 1360 1105 4250 8500 Hybride (part thermique) 1224 994,5 3825 7650 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Zone périurbaine Véhicule thermique 1105 1020 4250 8500 Hybride (part thermique) 1050 969 4038 8075 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Trajets longue distance Véhicule thermique 935 850 8500 8500 Hybride (part thermique) 935 850 8500 8500 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Facteur de gain en consommation entre 2030 et 2050 Véhicules thermiques Hybride non rechargeable Hybride rechargeable Véhicule électrique 15% 15% 15% 20% Emission unitaire gCO2/km (2050) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 1156 939 3613 7225 Hybride (part thermique) 1040 845 3251 6503 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Zone périurbaine Véhicule thermique 939 867 3613 7225 Hybride (part thermique) 893 824 3432 6864 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Trajets longue distance Véhicule thermique 795 723 7225 7225 Hybride (part thermique) 795 723 7225 7225 Hybride (part électrique) 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0 Les consommations unitaires sont déduites des émissions unitaires de CO2. On prend pour base de conversion : 1 litre gazole consommé correspond à une émission de 2,9 kgCO2 et équivaut à 38,7 MJ d’énergie consommée par le véhicule. Donc 1 MJ de gazole consommé équivaut à 74 gCO2 rejeté dans l’atmosphère. Pour 2010 les hypothèses faites pour avoir les valeurs des énergies consommées du véhicule hybride et thermique sont les suivantes : Facteur d'augmentation de consommation d'un véhicule hybride électrique par rapport à un véhicule électrique 1,1
  • 39. Page 39 Pourcentage de réduction de consommation d'un véhicule électrique par rapport à la consommation d'un véhicule thermique 33% Consommation unitaire MJ/km (2010) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 21,6 17,6 67,6 135,1 Hybride (énergie thermique) 19,5 15,8 60,8 121,6 Hybride (énergie électrique) 7,8 6,4 24,5 49,1 Véhicule électrique 7,1 5,8 22,3 44,6 Zone périurbaine Véhicule thermique 17,6 16,2 67,6 135,1 Hybride (énergie thermique) 16,7 15,4 64,2 128,4 Hybride (énergie électrique) 6,4 5,9 24,5 49,1 Véhicule électrique 5,8 5,4 22,3 44,6 Trajets longue distance Véhicule thermique 14,9 13,5 135,1 135,1 Hybride (énergie thermique) 14,9 13,5 135,1 135,1 Hybride (énergie électrique) 5,4 4,9 49,1 49,1 Véhicule électrique 4,9 4,5 44,6 44,6 Consommation unitaire MJ/km (2030) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 18,4 14,9 57,4 114,9 Hybride (énergie thermique) 16,5 13,4 51,7 103,4 Hybride (énergie électrique) 7,1 5,7 22,1 44,1 Véhicule électrique 6,1 1,9 7,4 14,7 Zone périurbaine Véhicule thermique 14,9 13,8 57,4 114,9 Hybride (énergie thermique) 14,2 13,1 54,6 109,1 Hybride (énergie électrique) 5,7 5,3 22,1 44,1 Véhicule électrique 4,9 4,5 19,0 37,9 Trajets longue distance Véhicule thermique 12,6 11,5 114,9 114,9 Hybride (énergie thermique) 12,6 11,5 114,9 114,9 Hybride (énergie électrique) 4,9 4,4 44,1 44,1 Véhicule électrique 4,2 3,8 37,9 37,9 Consommation unitaire MJ/km (2050) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 15,6 12,7 48,8 97,6 Hybride (énergie thermique) 14,1 11,4 43,9 87,9 Hybride (énergie électrique) 14,1 11,4 43,9 87,9 Véhicule électrique 4,9 1,5 5,9 11,8
  • 40. Page 40 Zone périurbaine Véhicule thermique 12,7 11,7 48,8 97,6 Hybride (énergie thermique) 12,1 11,1 46,4 92,8 Hybride (énergie électrique) 4,9 4,5 18,8 37,5 Véhicule électrique 3,9 3,6 15,2 30,3 Trajets longue distance Véhicule thermique 10,7 9,8 97,6 97,6 Hybride (énergie thermique) 10,7 9,8 97,6 97,6 Hybride (énergie électrique) 4,1 3,8 37,5 37,5 Véhicule électrique 3,3 3,0 30,3 30,3 Pour avoir un repère concernant ces consommations unitaires l’outil affiche les consommations unitaires moyennes en L/100 km (pour le véhicule thermique et la partie thermique du véhicule hybride) et en kWh/km (pour le véhicule électrique et la partie électrique du véhicule hybride), moyennées sur les zones de mobilité : conso L/100 km ou kWh/km PL routier PL urbain Fer Fleuve 2030 Véhicule thermique 39 35 271 302 Hybride (énergie thermique) 37 33 270 299 Hybride (énergie électrique) 1,60 1,42 11,04 12,26 Véhicule électrique 1,37 1,01 9,48 10,53 2050 Véhicule thermique 33 30 231 256 Hybride (énergie thermique) 32 28 229 253 Hybride (énergie électrique) 1,92 1,66 9,73 11,12 Véhicule électrique 1,10 0,81 7,45 8,17 Par exemple : e) Répartition des flux L’utilisateur peut changer la répartition des flux de marchandises enfonction des différents modes de transport ainsi que le volume total de marchandises à déplacer via des facteurs d’augmentation: 2010 2030 2050 Routier 89% 73% 63% Fer 9% 22% 30% Fleuve 2% 5% 7% 2010 2030 2050 Routier 305 275 230 Fer 30 82 110 Fleuve 8 20 25 Total 343 377 365
  • 41. Page 41 Ensuite on établi les clés de répartition des usages des zones de mobilité et préférences technologique ainsi pour les modes de transport. Pourcentage de répartition des flux en fonction des zones de mobilité et des modes de transports en 2010, 2030 et 2050 : Route Fer et fleuve 2010 Zone urbaine 20% 5% Zone péri urbaine 50% 15% Trajetslongues distances 30% 80% 2030 Zone urbaine 25% 0% Zone péri urbaine 40% 20% Trajetslongues distances 35% 80% 2050 Zone urbaine 25% 5% Zone péri urbaine 40% 15% Trajetslongues distances 35% 80% Pourcentage de répartition desflux en fonction des technologies, des zones de mobilité et des modes de transports : Répartition des flux de marchandises en pourcentage Route Fer Fleuve 2010 Zone urbaine Véhicule thermique 100 0 50 Hybride Thermique 0 0 0 Electrique 0 0 0 Véhicule électrique 0 100 50 Zone péri urbaine Véhicule thermique 100 20 100 Hybride Thermique 0 0 0 Electrique 0 0 0 Véhicule électrique 0 80 0 Trajets longues distances Véhicule thermique 100 30 100 Hybride Thermique 0 0 0 Electrique 0 0 0 Véhicule électrique 0 70 0 2030 Zone urbaine Véhicule thermique 60 0 50 Hybride Thermique 25 0 0 Electrique 10 0 0 Véhicule électrique 5 100 50 Zone péri urbaine Véhicule thermique 70 10 100 Hybride Thermique 20 0 0 Electrique 10 0 0 Véhicule électrique 5 90 0 + 10 % % + 20% + 6 % % + 20%
  • 42. Page 42 Trajets longues distances Véhicule thermique 100 20 100 Hybride Thermique 0 0 0 Electrique 0 0 0 Véhicule électrique 0 80 0 2050 Zone urbaine Véhicule thermique 20 0 50 Hybride Thermique 15 0 0 Electrique 21 0 0 Véhicule électrique 44 100 50 Zone péri urbaine Véhicule thermique 50 10 100 Hybride Thermique 10 0 0 Electrique 21 0 0 Véhicule électrique 19 90 0 Trajets longues distances Véhicule thermique 70 20 100 Hybride Thermique 10 0 0 Electrique 10 0 0 Véhicule électrique 10 80 0 On partage le trafic routier de marchandisesentre les poidslourds routier etles poids lourds urbains. Répartition des flux de marchandises routier en pourcentage PL routier PL urbain 2010 Zone urbaine Véhicule thermique 40 60 Hybride Thermique 0 100 Electrique 0 100 Véhicule électrique 0 100 Zone péri urbaine Véhicule thermique 90 10 Hybride Thermique 0 100 Electrique 0 100 Véhicule électrique 0 100 Trajets longues distances Véhicule thermique 100 0 Hybride Thermique 100 0 Electrique 100 0 Véhicule électrique 100 0 2030 Zone urbaine Véhicule thermique 40 60 Hybride Thermique 0 100 Electrique 0 100 Véhicule électrique 0 100 Zone péri urbaine Véhicule thermique 95 5 Hybride Thermique 0 100 Electrique 0 100 Véhicule électrique 0 100 Trajets longues distances Véhicule thermique 100 0 Hybride Thermique 100 0 Electrique 100 0 Véhicule électrique 100 0 2050 Zone urbaine Véhicule thermique 40 60 Hybride Thermique 0 100 Electrique 0 100 Véhicule électrique 0 100 Zone péri Véhicule thermique 70 30
  • 43. Page 43 urbaine Hybride Thermique 0 100 Electrique 0 100 Véhicule électrique 0 100 Trajets longues distances Véhicule thermique 100 0 Hybride Thermique 100 0 Electrique 100 0 Véhicule électrique 100 0 Pour avoir les flux de poids lourds totaux en 2030, on part du flux total de marchandises transporté par voie routière en 2030, on le multiplie parles clés de répartition des flux (en fonction des zones de mobilité et des technologies (%)) et on le divise par le taux de remplissage (Tonnes transportées par véhicule). Milliards de véhicule.km (2030) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 1,22 2,48 0 0 Hybride 0 3,01 0 0 Véhicule électrique 0 0,69 0 0 Zone périurbaine Véhicule thermique 5,41 0,39 0,01 0,04 Hybride 0 4,13 0 0 Véhicule électrique 0 0 0 0,07 Trajets longue distance Véhicule thermique 6,42 0 0,06 0,15 Hybride 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 0,24 0 Milliards de véhicule.km (2050) Route Fer Fleuve PL routier PL urbain Zone urbaine Véhicule thermique 0,057 0,172 0 0,005 Hybride 0 0,647 0 0 Véhicule électrique 0 0,903 0,023 0,005 Zone périurbaine Véhicule thermique 1,893 1,380 0,007 0,031 Hybride 0 3,564 0 0 Véhicule électrique 0 2,496 0,061 0,07 Trajets longue distance Véhicule thermique 2,817 0 0,073 0,164 Hybride 1,073 0 0 0 Véhicule électrique 0,402 0 0,291 0 Pour les totaux des énergies consommées en 2030 et 2050, on additionne les énergies thermique ensemble et les énergies électrique consommées ensemble. Pour ce faire, on multiplie les consommations unitaires par les flux de véhicules transportant les marchandises.
  • 44. Page 44 f) Parcs Les parcs de véhicules sont calculés de la manière suivante : Parc en milliers de véhicules Poids lourds routier Poids lourds urbain Trains Bateaux 2010 Véhicule thermique 4291,51 241,458 0,405 7,800 Hybride 0 0 0 0 Véhicule électrique 0 0 1,095 0,200 2030 Véhicule thermique 326,238 95,395 0,669 18,162 Hybride 0 713,745 0 0 Véhicule électrique 0 45,863 3,049 0 2050 Véhicule thermique 119,186 51,732 0,794 19,997 Hybride 75,107 421,041 0 0 Véhicule électrique 20,118 226,635 3,745 0,513 C. VUL 1. Quelques chiffres Début 2011, 5,8 millions de véhicules utilitaires légers (VUL) sont en service. Ils parcourent en moyenne 14 900 km par an. Ces véhicules ont un âge moyen de 9,3 ans, mais la moitié des VUL utilisés par des professionnels ont moins de 5 ans. Le gazole est le carburant de 90 % des véhicules. Les énergies alternatives (GNV, GPL, électricité, bicarburation) sont peu répandues (moins de 1 % du parc) et concernent les véhicules de faible tonnage. 60 % des VUL sont utilisés par des professionnels, principalement dans les secteurs de la construction, du commerce, des activités scientifiques et techniques et des services administratifs et de soutien. Leurs VUL parcourent en moyenne 18 200 km par an. Les particuliers détiennent 40 % du parc de VUL. L’âge moyen de leurs véhicules est plus élevé que celui du parc des professionnels, et leur kilométrage moyen inférieur. Environ 45 % des parcours, tous types d’utilisateurs confondus, se font sur route et 40 % en agglomération.(CGDD, chiffreset statistiques n°310, 2012) Indication normes européennes et prolongation des tendances : 2017 2020 2030 2050 Emission CO2 en gCO2/km (véhicule neufs) 175 147 100 (tendance) 53 (tendance) 2. Calculs
  • 45. Page 45 On commence par faire la distinction entre plusieurs catégories de VUL : - Classes de PTAC :  poids < 1,5T  1,5 T à 2,5T  2,6T à 3,4T  3,5T - Technologie des véhicules :  En 2010 : Gazole Essence GPL  En 2030 et 2050 : Thermique Hybride non rechargeable Hybride rechargeable VUL électrique Concernant les véhicules hybrides, on distingue les distances parcourues en cycle électrique de celles parcourues en cycle thermique pour calculer les émissions et consommation de carburant. En d’autres termes, on fait l’hypothèse que lorsque le véhicule hybride est en « mode thermique » on consomme autant de carburant et on émet autant de polluant que si l’on avait un véhicule roulant uniquement à l’énergie fossile. De même pour le mode électrique avec les véhicules électriques, même si en réalité les batteries des véhicules purement électriques sont bien plus grosses et peut être moins gourmandes en énergie que celles installées sur un véhicule hybride. En 2010 voici les données d’entrée que nous avons : - Parc de VUL en fonction du PTAC et du carburant Parc en millier véhicule Gazole Essence GPL Autres Total <1,5 t 786 404 5 27 1222 1,5 à 2,5t 2260 99 15 6 2380 2,6 à 3,4t 832 26 2 2 862 3,5 t 614 6 1 0 621 Total 4492 535 23 35 5085 - distance moyenne parcourue par an en fonction du PTAC et du carburant : Milliers de km moyen/an Gazole Essence GPL Total <1,5 t 11,4 7 12,2 9,8 1,5 à 2,5t 17,1 8,7 12,4 16,7 2,6 à 3,4t 17,6 9,1 12,1 17,3 3,5 t 17,4 3,5 8,4 17,3 Total 16,2 7,2 12,2 15,2 - Les flux de véhicules circulant sur le territoire français métropolitain :
  • 46. Page 46 véh.km (Md) Gazole Essence GPL Total <1,5 t 9 2,8 0,06 12 1,5 à 2,5t 38,6 0,9 0,19 39,7 2,6 à 3,4t 14,6 0,2 0,02 14,9 3,5 t 10,7 0,02 0,01 10,7 Total 72,9 3,9 0,3 77,4 - Les consommations unitaires en fonction du PTACet du carburant : Consommation unitaire Gazole L/100km Essence L/100km GPL kg/100km <1,5 t 6,8 7,9 8,2 1,5 à 2,5t 7,6 9,1 10 2,6 à 3,4t 10,4 11,9 16,9 3,5 t 11,9 // 16,4 Consommation moyenne 8,6 8,2 10,5 La consommation moyenne est calculée en sommantles consommations unitaires que l’on pondère par le nombre de véhicules de cette catégorie (PTAC) divisée par le nombre total de véhicule utilisant ce carburant. - Quantité de dioxyde de carbone émise en fonction du carburant utilisé /consommé : Gazole Essence GPL kgCO2/L 2,66 2,42 1,58 - On peut en déduire les émissions unitaires enfonction du carburant utilisé et du PTAC : Emission gCO2/km Gazole Essence GPL <1,5 t 170 191 130 1,5 à 2,5t 202 220 158 2,6 à 3,4t 277 288 267 3,5 t 317 // 259 Moyenne carburant 226 199 166 Moyenne parc 223 La moyenne desémissions de CO2 pour chaque catégorie de carburant est calculée de la même manière en multipliant la consommation moyenne en carburant du parc etla quantité de CO2 émise par Litre de carburant consommé. La consommation moyenne du parc est calculée en pondérant les émissions toutes catégories PTAC confondues pour chaque type de carburant par la répartition du parc de VUL en fonction des types de carburant :
  • 47. Page 47 En 2030, voici le détail des calculs et des paramètres que l’utilisateur pourra modifier : a) Flux On commence par faire des hypothèses sur le flux total de VUL en 2030 et 2050 via un facteur de réduction ou d’augmentation par rapport à 2010 et à 2030 : 2010 2030 2050 Milliards de véhicule.km 77,4* 85,1 59,6 *Source Soes L’utilisateur va pouvoirjouer sur les flux totaux de VUL en 2030 et 2050 en changeant Ces facteurs de gain ou de réduction. Répartition des flux de VUL en 2030 et en 2050 en catégorie de PTAC : 2010 2030 2050 Total Total Total <1,5 t 16% 25% 15% 1,5 à 2,5t 51% 60% 45% 2,6 à 3,4t 19% 10% 20% 3,5 t 14% 5% 20% Répartition des flux de VUL en fonction de la technologie : 2030 Thermique Hybride non rechargeable Hybride rechargeable Electrique <1,5 t 60% 20% 10% 10% 1,5 à 2,5t 67% 20% 10% 3% 2,6 à 3,4t 68% 25% 5% 2% 3,5 t 68% 25% 5% 2% 2050 Thermique Hybride non rechargeable Hybride rechargeable Electrique <1,5 t 20% 20% 30% 30% 1,5 à 2,5t 30% 20% 20% 30% 2,6 à 3,4t 25% 25% 30% 20% 3,5 t 15% 25% 50% 10% Les flux totaux en 2030 et en 2050 sont ensuite calculésen partant des flux de 2010 multiplié par successivementles répartitions de flux enfonction de chaque catégorie de PTAC puis chaque type de technologie : + 10 % % + 20% - 30 % % + 20%
  • 48. Page 48 Par exemple : De même pour le calcul desflux en 2050. Flux de VUL en 2030 (Milliards de véh.km) Thermique Hybride rechargeable Hybride non rechargeable Electrique Total <1,5 t 12,8 4,3 2,1 2,1 21,3 1,5 à 2,5t 34,2 10,2 5,1 1,5 51,1 2,6 à 3,4t 5,8 2,1 0,4 0,2 8,5 3,5 t 2,9 1,1 0,2 0,1 4,3 Total 55,7 17,7 7,9 3,9 85,1 Flux de VUL en 2050 (Milliards de véh.km) Thermique Hybride rechargeable Hybride non rechargeable Electrique Total <1,5 t 1,8 1,8 2,7 2,7 8,9 1,5 à 2,5t 8,0 5,4 5,4 8,0 26,8 2,6 à 3,4t 3,0 3,0 3,6 2,4 11,9 3,5 t 1,8 3,0 6,0 1,2 11,9 Total 14,6 13,1 17,6 14,3 59,6 b) Distance moyenne parcourue par an Pour l’introduction des distances moyennes parcourues par lesVUL par an on regroupe les hybrides rechargeableset non rechargeables pour ne faire qu’une seule catégorie de VUL hybride. On différenciera ensuite les distances parcourues en mode de propulsion électrique de celles parcouruesen mode de propulsion thermique. Dans le scénario ADEME, le véhicule hybride parcourt plus de distance que le véhicule thermique (+20%) et le véhicule électrique parcourt deux fois moins de distance que le véhicule électrique. Les parts de distances parcourues en cycle thermique et en cycle électrique pour le véhicule hybride sont respectivement 70% et 30%. km moyen/an/véhicule Thermique Cycle thermique Cycle électrique Electrique <1,5 t 12000 10080 4320 8500 1,5 à 2,5t 18000 15120 6480 8500 2,6 à 3,4t 19000 15960 6840 8500 3,5 t 19000 15960 6840 8500 + 20 % % + 20% Véhicule hybride 70 % 30% ÷ 2
  • 49. Page 49 L’utilisateur pourra faire varier en 2030 : - la distance moyenne parcourue par an pour un véhicule thermique et un véhicule électrique en fonction des différentes PTAC - si le véhicule hybride parcourt plus de km que le véhicule thermique (de même pour un VUL électrique) - pour le véhicule thermique, la répartition de distance parcourue en cycle thermique/électrique. Ensuite, un facteur de réduction permet de recalculer à partir du tableau précèdent les valeurs des distances moyennes parcouruesen 2050. facteur de réduction / 2030 -10% 0% 10% 20% km moyen/an/véhicule Thermique Cycle thermique Cycle électrique Electrique <1,5 t 10800 9072 3888 7650 1,5 à 2,5t 18000 15120 6480 8500 2,6 à 3,4t 20900 17556 7524 9350 3,5 t 22800 19152 8208 10200 Une information sur les kilomètres moyens parcourus en 2050 et 2030 sera donnée à l’utilisateur.Pour 2030 et 2050 cette valeur est calculée en pondérant les kilomètres en fonction des technologies par les répartitions des flux en fonction des technologies puisen pondérant ces résultats avec la répartition des flux en fonction des PTAC. Pour le scénario de l’ADEME on a : 2010 2030 2050 km moyen/an/véhicule 14 900* 14800 12000 *Source Soes c) Parc de VUL Grâce au détail des flux enfonction des technologies eten fonction des catégories de PTAC on va calculer des parcs roulant de VUL. Pour calculerle parc de véhicules hybrides, on fait la somme desflux de VUL hybrides rechargeables et non rechargeables. Véhicule hybride
  • 50. Page 50 Nb de VUL en 2030 (en millier) Thermique Hybride Electrique %Thermique %hybride %électrique <1,5 t 1064 443 250 61% 25% 14% 1,5 à 2,5t 1901 710 180 68% 25% 6% 2,6 à 3,4t 305 112 20 70% 26% 5% 3,5 t 152 56 10 70% 26% 5% Total 3423 1321 461 Nb de VUL en 2050 (en millier) Thermique Hybride Electrique %Thermique %hybride %électrique <1,5 t 166 345 351 19% 40% 41% 1,5 à 2,5t 447 497 947 24% 26% 50% 2,6 à 3,4t 143 261 255 22% 40% 39% 3,5 t 78 327 117 15% 63% 22% Total 834 1430 1669 Pour le scénarioADEME, le nombre de VUL prévu est de 5,2 millions en 2030 et de 3,9 millions en 2050. d) Consommation énergétique et émission de CO2 Les valeurs des flux vont nous permettre de calculer lesémissions totaleset la consommation d’énergie totale de l’ensemble desVUL en 2030 et 2050. On obtient ces résultats en partant des émissions et consommation unitaire que l’on multiplie par les flux en fonction des technologieset des PTAC. Diesel Essence GPL Masse de CO2 émise pour 1L de carburant consommé (kgCO2/km) Source ADEME 2,66 2,42 1,58 La catégorie hybride regroupe les VUL hybrides non rechargeableset les VUL rechargeables. Masse de CO2 émis par véhicule et par km en 2030 (gCO2/km) Thermique Hybride Electrique Moyenne du parc total de VUL en fonction des PTAC <1,5 t 100 80 0 81 1,5 à 2,5t 150 120 0 133 2,6 à 3,4t 200 160 0 181 3,5 t 250 200 0 226 Masse de CO2 émis par véhicule et par km en 2050 (gCO2/km) Thermique Hybride Electrique Moyenne du parc total de VUL en fonction des PTAC <1,5 t 85 68 0 44 1,5 à 2,5t 128 102 0 57 2,6 à 3,4t 170 136 0 91 3,5 t 213 170 0 138 X 2 X 1,5 X 2,5 -15%
  • 51. Page 51 La masse de CO2 émise pour les véhicules thermiques est modifiable par l’utilisateur, les valeurs des autres catégoriesétantliées à celles-ci de la manière décrite ci-dessus. La masse moyenne de CO2 émise pour unVUL hybride est déduite d’un mix des consommations énergétiques thermique etélectrique (expliqué ci-après). Un facteur de réduction(par rapport à 2030) permet de calculer lesémissionsen 2050. 2010 2030 2050 Masse de CO2 émise en moyenne par véhicule en considérant le parc total de VUL en gCO2 /km 223 129 78 Pour obtenir une valeur moyenne des émissions du parc de VUL, on somme les moyennes du parc total de VUL en fonction des PTAC que l’on pondère par la répartition des flux en fonction des PTAC. Ces résultats sont uniquement des indicateurs. Les émissions totales de CO2 (enfonction duPTAC et de la technologie) sont calculéesen multipliant les flux par les émissions unitairesen fonction des PTACet de la technologie. La masse de CO2 totale par an dégagée par les VUL (en 2050 et en 2030) est obtenuen sommant le tout. 2010 2030 2050 Masse totale deCO2 émise par an en Millions de tonnes de CO2 17,66 10,42 3,65 L’énergie consommée par un véhicule est liée aux émissions de CO2 de la manière suivante : De même, comme pour les moteurs thermiques il est plus parlant de raisonner en consommation de carburant en unité L/100 km, les valeurs que l’utilisateur pourra changer seront affichéesen L/100km. -79% -41%
  • 52. Page 52 Pour la consommation d’énergie électrique, les émissions de CO2 sont nulles (on ne prend pasen compte la transformation et le transport de l’énergie) etil est plus pratique de raisonneren Wh consommé. On a : On peut donc déduire des calculs précédant les consommations détaillées (en fonction du PTAC et des technologies) et totales des VUL en 2030 et en 2050. Pour simplifier le PCI pris est celui de l’essence pour tous les calculs concernant les consommations énergétiques de VUL thermiques. PCI essence = 35,95 MJ/L (Source ADEME) Consommation énergétique unitaire en MJ/km (2030) Thermique Hybride Electrique <1,5 t 1,5 1,2 0,5 1,5 à 2,5t 2,2 1,8 0,75 2,6 à 3,4t 3,0 2,4 1 3,5 t 3,7 3,0 1,25 Consommation énergétique unitaire en MJ/km (2050) Thermique Hybride Electrique <1,5 t 1,3 0,9 0,4 1,5 à 2,5t 1,9 1,3 0,6 2,6 à 3,4t 2,5 1,8 0,9 3,5 t 3,2 2,2 1,1 La catégorie hybride est calculée en regroupant les hybrides rechargeableset non rechargeables. La moyenne de la consommation d’un VUL hybride est calculée en faisant une moyenne de la consommation électrique et thermique pondéré par le facteur de distance parcourue en mode électrique et en mode thermique respectivement. On déduitensuite de cette consommation moyenne la masse de CO2 moyenne émise par VUL : La consommation totale d’énergie liée auVUL est déduite en additionnant toutes les quantités d’énergie des différentes catégories : 2010 2030 2050 Consommation totale d’énergie annuelle des VUL en milliards deMJ 280 159 75
  • 53. Page 53 VI. Conclusion En conclusion, l’outil Prospective transport et mobilité 2030-2050 permet de tester différents scénarios, autres que celui de l’ADEME en changeant les paramètres clés liés au transport, associés aux changements de comportements que l’on pourrait voir naitre dans le futur pour pouvoir observer les conséquences en termes d’émission de gaz à effet de serre, de coût énergétique et d’évolution des usages sur les horizons 2030 et 2050. De plus, les études stockées dans la base de données de l’outil permettent de venir en appui à l’outil, justifiant les tendances, les comportements prédis des citoyens. Derrière ces études, les enjeux politiques et sociétaux sont importants, notamment pour l’industrie automobile qui devrait songer à se réorienter vers une production de véhicules plus adapté aux usages de demain (autopartage, covoiturage, automatisation). L’arrivée du numérique dans les systèmes de mobilité va par ailleurs changer complètement notre manière de se déplacer. En effet au-delà des mesures politiques et financières à mettre en place pour atteindre le facteur quatre, toute la difficulté de l’étude réside dans l’acceptabilité sociale de ces futurs envisagés, notamment au niveau de la traçabilité de chacun. La suite de l’étude serait de raconter une histoire, des situations de vies concrètes du citoyenfrançais de 2030 ou 2050 qui donnent envie à ceux d’aujourd’hui de vivre dans ce futur.
  • 54. Page 54 ANNEXES ANNEXE 1 : Synthèse du document Visions 2030-2050 SUPPORT Outil prospective transport et mobilité 2030-2050 (Excel)