Comment mesure-t-on la consommation d’une voiture électrique ?

Sur une voiture thermique, la consommation est importante principalement pour deux raisons : le coût et la pollution. Les constructeurs se battent pour proposer des véhicules qui permettent de passer des normes antipollution toujours plus restrictives, et se doivent d’afficher une consommation assez basse pour convenir au portefeuille des clients potentiels.

Dans le monde de l’électrique, la pollution — au sens de la quantité de CO2 mesurée en sortie d’échappement — est à retirer de l’équation. La partie coût est, elle aussi, moins importante que pour une voiture thermique, tant le prix d’un plein d’énergie électrique est inférieur à un plein d’essence.

Cependant, une troisième variable directement corrélée à la consommation est à ajouter : l’autonomie. En effet, la consommation d’une voiture électrique lui permettra d’agrandir son rayon d’action, ou de le diminuer fortement, selon sa capacité à être économe en énergie. On pourrait même aller jusqu’à dire que la consommation est ce qui compte le plus lors des grands trajets, souvent bien plus que la taille de la batterie.

Malgré les explications des constructeurs et les consommations WLTP annoncées, beaucoup de confusion perdure sur les concepts de base de la mobilité électrique. Voici donc comment on mesure la consommation d’une voiture électrique, et les différentes relations qu’il y a entre la quantité d’énergie stockée, la puissance de recharge, la consommation et l’autonomie.

Qu’y a-t-il dans une batterie ?

En voiture électrique, on parle de quantité d’énergie stockée en kilowattheures (kWh). Il ne faut pas confondre les kWh avec les kW, qui sont une mesure de puissance : 1 kW = 1 000 W. L’image ci-dessous propose une vision assez parlante de la différence entre kW et kWh, à l’aide d’un robinet et d’une baignoire.

Le robinet (à gauche sur l’image) joue le rôle de la borne, quand la baignoire joue le rôle de la batterie du véhicule. 1 kWh représente la quantité d’énergie emmagasinée si on charge à une puissance de 1 kW pendant 1 heure. Avec le schéma ci-dessus, si le robinet a un débit de 1 kW et qu’il reste ouvert pendant 1 heure, on se retrouve avec 1 kWh dans la baignoire.

Malheureusement pour celles et ceux qui ne sont pas enchantés face à des opérations mathématiques, pour mesurer des puissances et des quantités d’énergie, on se sert rarement d’unités aussi simples.

En charge rapide notamment, on peut par exemple charger à 180 kW, ainsi on récupère 1 kWh en seulement 20 secondes. Ou encore, on récupérerait 180 kWh si l’on chargeait pendant une heure à 180 kW. Mais, c’est irréaliste : il n’existe pas de voiture chargeant aussi rapidement pendant aussi longtemps à ce jour.

Désormais, vous devez être en capacité de ne plus mélanger kW et kWh, de la même manière que vous ne mélangez probablement pas les litres et les litres aux 100 km en voiture thermique. Voyons justement comment on mesure la consommation d’une voiture électrique.

Comment savoir la consommation d’une voiture électrique ?

Le monde des véhicules thermiques mesure la consommation en litres consommés aux 100 km. En France en tout cas, c’est le standard. Ailleurs (États-Unis ou Royaume-Uni, notamment), on parle parfois de kilomètres par litres (ou miles par gallon) pour exprimer une consommation. Cela revient presque au même : l’un exprime le nombre de litres nécessaires pour parcourir une certaine distance, quand l’autre indique le nombre de kilomètres que l’on peut parcourir en consommant un litre de carburant (ou un gallon).

En voiture électrique, on peut oublier les litres, et on les remplace par des kWh (et non pas des kW, si vous avez bien suivi ce que l’on a écrit précédemment). On a alors deux manières d’exprimer la consommation d’une voiture électrique : en kWh/100km ou en Wh/km.

Les deux notions reviennent au même — quitte à appliquer un facteur 1 000 pour l’énergie et 100 pour la distance à la multiplication dans un sens ou dans l’autre. La plupart des constructeurs utilisent les kWh/100 km, sans aucun doute pour faire une analogie très facile avec les L/100 km du monde des véhicules thermiques. Tesla est l’un des seuls constructeurs à raisonner en Wh/km, ce qui est plus précis, mais moins parlant pour certains.

Ainsi, pour une voiture qui a une batterie de 50 kWh, on la vide en 250 km si l’on consomme 20 kWh/100 km. Ceci reviendrait à dire qu’on vide un réservoir de 50 litres d’essence en 250 km si l’on consomme 20 litres/100 km.

Si les ordres de grandeur des consommations électriques ne sont pas parlants pour vous, en voici quelques-uns, correspondant à une conduite classique en dehors des autoroutes :

• Citadine électrique : 12 kWh/100 km
• Compacte électrique : 13 kWh/100 km
• Berline électrique : 15 kWh/100 km
• SUV électrique compact : 17 kWh/100 km
• SUV électrique familial : 20 kWh/100 km

Pour aller un petit peu plus loin, précisons que ces consommations en kWh proviennent bien d’une puissance instantanée exprimée en kW, et qui sort de la batterie. Cela signifie, par exemple, que pour rouler à 100 km/h de moyenne (c’est-à-dire parcourir 100 km en 1 h), si l’on a une puissance instantanée de 15 kW (qui part de la batterie et qui va dans les moteurs) : on aura consommé 15 kWh aux 100 km.

De la même manière, si on a une puissance instantanée de 20 kW, et qu’on roule à 130 km/h pendant 46 minutes, on a fait 100 km et, là encore, on a consommé 15 kWh/100 km (20 kW pendant (46/60) heures, soit 15 kWh).

La réalité est malheureusement bien différente, puisque la consommation s’envole lorsque la vitesse grimpe : elle est corrélée au carré de la vitesse. C’est pour cela que l’autonomie est bien moindre à haute vitesse en voiture électrique, comme on va le voir juste après.

Et l’autonomie dans tout ça ?

Les moteurs électriques étant très efficients, la consommation d’une voiture électrique est fortement influencée par les facteurs environnants : vitesse, vent, température. C’est le cas aussi en voiture thermique. Cependant, l’effet est moins visible, car les moteurs sont beaucoup moins efficients. En d’autres termes, un moteur thermique gaspille tellement d’énergie que l’influence des facteurs externes est beaucoup moins importante.

Sur certaines voitures électriques, on peut diviser l’autonomie par deux en passant de la ville à l’autoroute à 130 km/h. La consommation en ville peut être réduite à son minimum, entre 10 et 12 kWh/100 km, et dès que l’on passe à haute vitesse, les 20 kWh/100 km sont largement dépassés. Cela fait partie des surprises que certains peuvent découvrir lors du passage à l’électrique, puisque ce n’est absolument pas le cas en voiture thermique.

Les exemples issus de nos propres expériences montrent que lorsque la vitesse augmente de 15 %, la consommation grimpe de l’ordre de 30 % pour certaines voitures électriques sur autoroute.

Par exemple, rouler à 130 km/h plutôt qu’à 110 km/h va faire grimper la consommation de 18 à 23 kWh aux 100 km sur une Tesla Model Y, soit 28 % de consommation en plus pour seulement 18 % de vitesse supplémentaire. Les voitures moins efficientes et moins aérodynamiques perdent encore plus à ce jeu : dès que la vitesse dépasse un certain seuil, la consommation atteint des sommets. C’est pourquoi il est primordial d’optimiser sa consommation quand on peut, surtout si on en a besoin pour arriver au bout de son trajet.

Les pistes pour optimiser sa consommation

Il n’y a aucun doute sur le fait que le facteur le plus important est la vitesse de croisière lorsque l’on souhaite minimiser sa consommation. Dit plus simplement, si vous êtes en manque de batterie, roulez moins vite.

En milieu urbain, cela peut être compliqué, et c’est alors au niveau de la conduite que l’optimisation se joue. Les bonnes habitudes consistent à maximiser le freinage régénératif pour récupérer de l’énergie et à ne pas accélérer brutalement, évidemment. Également, le chauffage a une grosse influence à basse vitesse sur la consommation, c’est pourquoi il est souvent pertinent de minimiser son utilisation sur de courts trajets.

Sur les trajets du quotidien, le pré-conditionnement de la batterie et de l’habitacle — surtout en hiver — peut avoir un impact positif sur la consommation. Mais, attention : l’énergie sera consommée soit à la prise lorsque la voiture est branchée, soit directement puisée dans la batterie si tel n’est pas le cas. Il s’agit donc de mesurer le gain potentiel face au confort que cela vous apporte.

Enfin, lors des grands trajets, particulièrement pour les voitures qui ne chargent pas très vite, la manière la plus rapide d’arriver à destination est parfois de réduire sa vitesse. Il vaut mieux perdre 20 minutes en baissant sa vitesse de croisière que 30 minutes de plus à charger. Pensez donc à garder un œil sur la consommation si vous ne voulez pas avoir de mauvaises surprises quand vous taillez la route. Dans le doute, levez le pied : c’est ce qu’il y a de plus efficace.