Une synthèse de 10 ans d'activité dans le conseil "énergie-CO2"

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La consommation des voitures en France

Dernière version : février 2013

Résumé : Les émissions de CO2 des voitures neuves baissent régulièrement, bien plus vite que ce que l'on constate à la pompe. Pourquoi? Lorsqu'on reconstitue l'étiquette énergie du parc de voiture particulière circulant en France, année après année depuis 1995, on réalise qu'en 1995, le conducteur arrivait à peu près à consommer les prédictions du constructeur. En 2010, il n'y parvient plus du tout. L'étiquette énergie c'est éloignée de la réalité, peut être du fait d'artifices méthodologiques pour l'établir, mais peut être également parce que les parcours d'aujourd'hui ne sont plus représentés par le cycle pris en référence par les constructeurs.

  • Les voitures neuves vendues en 2011 affichaient en moyenne 128 gCO2/veh.km

  • L'étiquette moyenne du parc en circulation à fin 2011 était de 151 gCO2/veh.km

  • Les émissions réelles au pot d'échappement des VP en 2011 étaient de 181 gCO2/veh.km

  • En rajoutant l'extraction, le raffinage,...du pétrole, on dépasse les 218 gCO2/veh.km

  • En rajoutant la quotte part liée à la fabrication de la voiture, on arrive à 250 gCO2/veh.km

  • l'entretien du réseau routier rajoute enfin de l'ordre de 3 à 5 gCO2/veh.km

Le fichier du tableur utilisé pour les calculs exposés ci après est disponible ici

Un écart croissant entre l'étiquette énergie et la circulation sur route

Pour expliquer cet écart, on a d'abord reconstitué l'étiquette énergie du parc circulant de 1995 à 2010. Les étiquettes énergies des voitures neuves vendues depuis 1995 sont disponibles en ligne sur le site du CCFA (le Comité des Constructeurs Français d'Automobiles).

On a ensuite comparé ces émissions théoriques aux consommations constatées et rapporté par les comptes des transports.

Notre modèle additionne les 3 vecteurs suivants :

  • Les émissions théoriques des voitures neuves qui baissent régulièrement (Le CCFA en fait le décompte depuis 1995).
  • Ce qu'il faut rajouter pour intégrer l'effet "parc existant" (on dilue chaque année 2 millions de voitures neuves dans un parc de 30 millions de voitures qui ont un âge moyen d'environ 8 ans en 2011.
  • Ce qu'il faut rajouter surtout parce que sur la route, ce ne sont pas des robots qui conduisent des voitures sur un banc d'essai. C'est sans doute là que l'écart se creuse le plus!

Et puisque pour décrire la mobilité en voiture, il faut également intégrer les émissions indirectement liées à l'usage de la voiture, on évaluera également les éléments suivant :

  • Les émissions induites par l'extraction du pétrole, son transport, son raffinage et sa distribution.
  • Les émissions induites par la construction des véhicules
  • Les émissions induites par la construction et l'entretien des routes.

Les émissions théoriques des voitures neuves baissent régulièrement!
De 176gCO2/km en 1995 à 124 gCO2/km en 2012


Le graphique ci dessous reprend les données du CCFA : les émissions des voitures particulières neuves vendues en France depuis 1995 (en rouge). Il intègre pour la période 2012-2020 (en vert), les objectifs déjà fixés et validés entres les parties (Commission Européenne et les constructeurs), à savoir :

  • 120 g en 2015 (objectif Européen comprenant des pénalités financières pour les constructeurs)
  • 95 g en 2020 (objectif Européen comprenant des pénalités financières pour les constructeurs)

Evolution des émissions de CO2 des voitures particulières neuves vendues en France depuis 1995 (en g de CO2/veh.km – Source principale CCFA http://www.ccfa.fr/Analyse-statistiques, bas de la page 81 pour le rapport 2012) :

Depuis 15 ans, la baisse annuelle du grammage CO2 des voitures neuves est de l'ordre de 3 grammes par an. C'est une donnée relativement stable. Cela représente théoriquement un gain de 0,11 litres/100 km chaque année. De 1995 à 2011, nous avons gagné près de 50 gCO2/km sur les voitures neuves vendues en France. En termes de consommation, cela représente un gain de 2,0 litres aux 100 km. Les comptes des transports n'en retrouvent que la moitié (0,99 litres/100km). Que ce passe t'il?

La situation du parc automobile en 1995 : 187gCO2/km


En 1995, première année des relevés CO2, les émissions des voitures neuves ont été de 176 gCO2/km.

A cette date, le parc roulant était composé de 25 millions de voitures particulières, dont 26% de Diesel. L'âge moyen des voitures en circulation était de 6,6 ans.

La baisse annuelle des consommations (suivie année après année par les comptes des transports) était de 0,07 litres/100 km par an. Cela correspond à une baisse des émissions de CO2 de 1,65 gCO2 par an (Source : comptes des transports de 1990 à 2000).

On établi ainsi que le parc de 1995 était en moyenne composé de voitures émettant 187 g de CO2 par km (176 g + 6,6 ans x 1,65 gCO2/an = 176+11=187gCO2/veh.km)

L'effet parc existant - un effet retard d'environ 6-8 ans, qui s'allonge avec des voitures qui durent plus longtemps!

Les 2 graphiques ci dessous reprennent le nombre de voitures particulières neuves immatriculées chaque année en France depuis 1995, pour les 2 catégories Diesel et Essence. La courbe Verte indique le cumul de voiture neuve mise en circulation depuis 1995 et se lit sur l'échelle de gauche. En 2011, on totalise 22 millions de Diesel et 14 millions de voitures essence vendues depuis 1995. Le parc à été totalement renouvelé sur cette période.

Vente de voitures particulières Diesel neuves en France depuis 1995 – Source principale CCFA http://www.ccfa.fr/Analyse-statistiques,) :

Vente de voitures particulières Essence neuves en France depuis 1995 – Source principale CCFA http://www.ccfa.fr/Analyse-statistiques,) :

On considère que chaque année, les voitures neuves mise en circulation participent d'une part à l'augmentation du parc et d'autre part au remplacement des voitures les plus anciennes. Toutes les voitures sortantes du parc et datant d'avant 1995 sont comptées avec une étiquette CO2 de 187 gCO2/veh.km. En intégrant les caractéristiques CO2 des voitures mises en circulation chaque année depuis 1995, nous avons reconstitué une vision de l'étiquetage CO2 fiable pour le parc automobile en circulation depuis 1995.

Le graphique ci dessous reconstitue le parc Diesel circulant en 2007 et en 2011 en le décomposant par groupe de véhicules mise en circulation chaque année. A chaque année correspond un grammage moyen indiqué en abscisse. En ordonnée, on a le nombre (x1000) de véhicules correspondants mis en circulation.

Image du parc de VP Diesel circulant en 2007 et en 2011, reconstitué à partir des données du CCFA

On constate combien le parc Diesel s'est agrandi (diésélisation du parc) entre 2007 et 2011. Chaque groupe de voiture mis en circulation chaque année, ayant à chaque fois une émission moyenne inférieur à l'année précédente.

En procédant de la sorte pour reconstituer le parc de voiture particulière française, nous avons négligé des effets de bords du type :

  • Les voitures d'occasions achetées à l'étranger et importées en France, et le mouvement inverse
  • Certaines voitures d'avant 1995 circulent toujours, et des voitures récentes sont parti prématurément à la casse.

Cette modélisation du parc permet de constater l'évolution suivante :

Entre 1995 et 2011, (voir ci dessous) la baisse de consommation des voitures Diesel est très marquée, avec un gain de 27% de consommation sur les voitures neuves (de 175g à 128gCO2), et un gain de 22% sur le parc Diesel dans son ensemble (de 185 à 145gCO2).

CO2 du parc VP Diesel existant - effet retard par rapport aux voitures neuves

Entre 1995 et 2011, (voir ci dessous) la baisse de consommation des voitures Essence est également marquée, avec un gain de 28% de consommation sur les voitures neuves (de 177g à 128gCO2), mais qui intervient plus tard. La traduction de cette baisse sur le parc Essence n'est que partielle, le gain n'y est que de 14% sur la période (de 186 à 160gCO2).

CO2 du parc VP Essence existant - effet retard par rapport aux voitures neuves

On obtient la synthèse suivante pour le parc global de voiture particulière :

CO2 du parc VP global existant - effet retard par rapport aux voitures neuves

En 2011, la moyenne des voitures neuves vendues en France affiche une émission théorique de 128 gCO2/km (124 g en 2012). Il s'agit d'une baisse de 27% depuis 1995.

Cette même année, selon l'approche décrite ci dessus, la moyenne du parc circulant est évaluée à 151 gCO2/voy.km. Il s'agit d'une baisse de 19% depuis 1995.

L'écart à plutôt tendance à se creuser. C'est principalement l'allongement de la durée de vie des voitures qui explique se phénomène. Sur la période, l'âge moyen du parc est passé de 6,6 ans à plus de 8 ans. Les vielles voitures (qui ont plus tendance à rester en service) prennent alors plus de poids que précédemment dans l'ensemble. L'effet d'inertie augmente.

  • En 2011, on a vendu des voitures qui pesaient 128 gCO2/veh.km

  • En 2011, le parc circulant avait une étiquette moyenne théorique de 151 gCO2/veh.km

L'effet "Conduite sur route, par un automobiliste"

Notre principale source d'information est la base de données des comptes des transports de la Nation. Une analyse que mène l'état chaque année depuis une cinquantaine d'année. On y trouve en particulier de nombreuses séries longues de données au format Tableur (Excel,...)

A partir de sources d'informations variées, les comptes des transports restituent les consommations totales de carburant, les veh.km produits, et la consommation moyenne du parc de voitures particulières circulant en France.

Les voitures particulières en circulation en 2010 ont consommé 9,12 millions m3 d’essence et 18,45 millions de m3 de diesel pour parcourir 398 milliards de veh.km. Cela représente une moyenne de 6,93 l/100 km.

L'exploitation de ces données sur plusieurs années permette d'établir le graphique ci dessous. Il reprend la consommation moyenne des voitures particulière Diesel et Essences à l'échelle nationale depuis 1995.

Consommation du parc VP existant, constatées sur route selon les services de l'état (Comptes des transports - évolution 1995-2011)

Cette figure appel plusieurs remarques :

  • La consommation des voitures Essence baisse un peu, de l'ordre de 8%, c'est moins que les 13% attendu par l'évolution théorique du parc essence, mais c'est déjà ça.
  • La consommation des voitures Diesel ne baisse pas!!! 0,1 litres/100 km en 15 ans, alors que l'étiquette théorique du parc prévois une baisse de 20% des consommations, soit près de 1,5 litres/100 km. Il y a un gros bug!
  • Si on gagne quand même près de 1 litre/100km entre 1995 et 2010 sur la moyenne "Diesel+Essence", c'est surtout parce que le Français à délaissé l'essence, plus consommateur, au profit du Diesel. Ce n'est pas un progrès sur les moteurs, c'est un changement de comportement d'achat chez les conducteurs.

    • On traduit ci après ces données de consommation en émissions de CO2 en rappelant à chaque fois les 3 grandeurs observées :


    • Les émissions théoriques des voitures neuves de l'année
    • Les émissions théoriques du parc circulant
    • Les émissions réelles du parc circulant

    Consommation des voitures VP Diesel en France - de la théorie communicante à la réalité

    Pour le Diesel (voir ci dessus), soit le rapport du SOES, (le service de l'observation et des statistiques du ministère des transports), n'est pas fiable dans son évaluation, soit les conducteurs ont de plus en plus de mal à imiter les laborantins qui testent les voitures sur des bancs d'essai. C'est sans doute un peu des deux, mais il conviendrait de ne pas sous estimer l'enthousiasme des constructeurs automobiles qui auraient peut être tendance à prendre leur désir pour une réalité. A savoir qu'ils fabriquent des autos effectivement sobres pour leurs clients!!

    Consommation des voitures VP "essence" en France - de la théorie communicante à la réalité

    Pour les motorisations Essence, il semble que cela fais bien longtemps que les conducteurs n'arrivent pas à rejoindre les performances des bancs d'essai. A minima, la situation ne semble pas s'être franchement aggravée ces dernières années.

    Consommation des voitures VP "Diesel +essence" en France - de la théorie communicante à la réalité

    Consommation des voitures en France - de la théorie communicante à la réalité

    En 2011, une voiture neuve sort d'usine en moyenne à 128 g, mais l'effet d'inertie du parc porte ces émissions à 151 gCO2 (soit 23g de plus) c'est parfaitement légitime.
    Par contre l'effet "conduite sur route" rajoute de nouveau 30g de plus et nous porte en moyenne à 181 gCO2/veh.km. Cela pose un sérieux problème de crédibilité du discours.

    Le NEDC, circuit de référence de l'étiquette CO2 date de 1973.
    Il n'est plus adapté

    Pour étayer la piste que le cycle de référence n'est pas adapté pour évaluer correctement les émissions des voitures d'aujourd'hui en Europe, nous avons repris dans les comptes des transports, le % de circulation sur autoroute et assimilé depuis 1995. Elle est passée de 17% du trafic à 30% du trafic en l'espace de 15 ans.

    Le soubresaut de 2008 correspond à l'intégration des routes nationales interurbaines à caractéristiques autoroutières dans le pack "Autoroute".

    Trafic routier par réseau en France, tous types de véhicules

    Le parcours du cycle normalisé Européen (NEDC) date de 1973. Il fait 11 km de long et comprend 2000 m (18% du parcours) à 100 km/h et plus, avec une pointe à 120km/h qui dure 11 secondes. La littérature qui s'alerte sur l'obsolescence de cette norme est fournies (un exemple).

    Le plus cocasse vient sans doute de la comparaison avec le cycle américain moins avantageux pour les voitures. On reprend ci dessous les valeurs trouvée sur le site cité en exemple ci-avant.

    Modèle Puissance Conso mixte normalisée US Conso mixte normalisée Eu Ecart
    Toyota Prius 3 136 ch. 4,7 l/100 km 3,9 l/100 km 20 %
    BMW 528i 245 ch. 8,4 l/100 km 6,5 l/100 km 30 %
    Chevrolet Volt (hybride rechargeable) 150 ch. 6,36 l/100 km 1,2 l/100 km 430 %

    La même BMW consomme 8,4 litres aux US contre 6,5 l/100 km en Europe!!

    Le NEDC devrait bientôt avoir vécu. Il doit être remplacé en 2014 avec l'arrivé de la Norme Euro 6. On réalisera sans doute à cette date que l'objectif de 95gCO2 pour les voitures en 2020 devra être revu à 120 gCO2/km. En attendant, nos scénarios et projections diverses doivent bien intégrer cette dimension, si on vise un facteur 4 qui ne soit pas uniquement théorique en 2050

    Les émissions indirectes : l'extraction et le raffinage du pétrole : +37 gCO2/km

    Les opérations liées à l'extraction, au raffinage et à la distribution du pétrole, rajoutent 21% aux émissions directes de la combustion du Diesel et 19% à celle de l'essence. En moyenne, cela représente 37 gCO2 supplémentaires (sur 181 gCO2 en 2011). On atteint alors 218 g en moyenne pour le parc VP France

    Les émissions indirectes : la fabrication des voitures : +32 gCO2/km

    Les émissions liées à la construction d’un véhicule (qui pèse 1,2 tonnes en moyenne) s’élèvent à environ 6,5 tonnes de CO2 (1,5 teC/tonne de voiture - source : guide des facteurs d’émissions – méthode Bilan Carbone ADEME V6.1, chapitre 4 – juin 2010).

    Nous proposons de les amortir sur 200 000 km pour tenir compte de l'accroissement de la durée de vie des voitures constatées ces dernières années. Ces 6500 kg de CO2 seront donc ventilé sur 200 000 km, à raison de 32 gCO2/veh.km.

    Cela porte les émissions globales liées à l'utilisation de la voiture à près de 250 gCO2/veh.km.

    Les émissions indirectes : l'entretien du réseau routier : +5 gCO2/km

    Et pour terminer, on estime que les émissions liées à la construction et l’entretien des routes rajoutent de l’ordre de 1% à l’ensemble. Nous nous sommes inspirés de l’étude très complète réalisée par COLAS en 2003 mais pour laquelle nous avons fait évoluer principalement 3 hypothèses : dans les cas de figures étudiés par COLAS (les routes nationales), les chaussées voient circuler de 1 000 à 200 000 evp par jour et par sens, les chaussées y sont très bien entretenues et le cycle de vie est amorti sur 30 ans ce qui alourdit la charge d’amortissement. Ils envisagent en conclusion que selon le trafic fort ou faible, la charge CO2 de la route pèse de 0,25% à 10% des émissions liées au trafic. Pour notre réseau national, nous amortissons la route sur 60 ans, opérons un entretien minimaliste sur le réseau secondaire (80% du linéaire du réseau) et amortissons les émissions du réseau secondaire sur un trafic bien plus faible. On atteint alors 5 g[1] de CO2 par veh.km supplémentaire.

    Il convient enfin de noter à ce stade que nous n’avons pas intégré la déduction à faire pour tenir compte de l’arrivée des agrocarburants déjà incorporés très partiellement dans les carburants nationaux. Avec des agrocarburants qui auraient un impact CO2 de l’ordre de 50% de celui des carburants fossiles, le taux d’incorporation actuel qui cherche à atteindre 10% permettrait une réduction de l’ordre de 10 geCO2/veh.km, soit de 4% du total. On gagnerait beaucoup plus à limiter la vitesse à 90km/h sur tout le réseau routier

    La voiture particulière : perspective 2050

    A ce jour, les évolutions attendues dans les motorisations, dans la réduction de masse des voitures, l’incorporation mesurée d’agro-carburant, et le développement des moteurs hybrides rechargeables et des voitures électriques[2] (avec de l’électricité au contenu carbone moyen européen), permettent d’envisager une division par 2 des émissions au pot d’échappement par veh.km à l’horizon 2050 : soit l'équivalent de 3 litres de carburant aux 100km en 2050 en moyenne y compris la présence de voitures électriques dans le parc national en tenant compte de la production d’électricité afférente et l’utilisation d’agro carburant.

    On envisage ainsi pour 2050 un parc de véhicules qui afficherait une étiquette énergie moyenne de 80 gCO2/veh.km (dans l'actuel référentiel du cycle normé NEDC). A ce chiffre, il convient de rajouter pour disposer d’une émission « du puits à la roue » :

    • des émissions amonts liées à l’extraction, au raffinage et à la distribution du carburant : de l’ordre de 20% actuellement (source : guide des facteurs d’émissions Bilan Carbone V7), valeur qui doit augmenter avec des conditions d'extraction et de raffinage jugées de plus en plus difficiles avec les énergies fossiles non conventionnelles
      On retiendra 20 gCO2/veh.km.
    • les émissions liées à la construction du véhicule. On envisage que les progrès qui porteront tant sur la fabrication des matériaux que sur le processus de montage des véhicules permettra de réduire ces émissions à moins de 3,5 tonnes de CO2 par voiture et qu’elles seront amorties sur 200 000 km, soit 17,5 g de CO2/veh.km
    • L’incorporation d’agrocarburant compensera l’écart entre la consommation théorique et la réalité de la conduite. Des mesures de limitation de la vitesse sur le réseau résorberont également très significativement l'écart constaté aujourd'hui.
    • On rajoutera également 5 g de CO2 par veh.km pour les opérations de maintenance et de renouvellement du réseau routier. Cela représente un progrès important (-50%) compte tenu d’une baisse importante (un facteur 2 ?) du trafic routier (comme on l’envisage ci après pour rentrer dans les clous du facteur 4).

    On retiendra au final pour 2050, une hypothèse d'émission sur route de 122 g de CO2/veh.km pour le parc standard européen, conduit en situation réelle.

    [1] A raison de 5 g de CO2 par veh.km de VP et de 400 milliards de veh.km de VP parcourus par an, cela représente un investissement de 2 millions de tCO2 par an pour la part de travaux routiers revenant à la voiture particulière. Compte tenu du fait que les VP consomment près de 55% des carburants routiers, on considère que les VP prennent à leur charge le même ratio de travaux. L’ensemble du secteur routier pèserait alors de l’ordre de 3,6 millions de tCO2/an. A titre indicatif, cela représente l’équivalent de la construction de 500 km à 1000 km d’autoroutes à 2 X 2 voies par an. Il s’agit d’une moyenne sur l’ensemble du trafic, pour les déplacement domicile travail (plutôt avec 1,2 personne à bord au quotidien), mais également avec les trajets longues distances et des remplissage plus proches de 2,5 personnes en moyenne.

    [2] Une voiture électrique qui consomme 25 kWh/100 km – (type Peugeot 205), avec de l’électricité européenne (300 geCO2/kWh) engendre 75 geCO2/km, c’est à peine mieux que les meilleurs voitures thermique du marché actuel. Autrement dit, puisqu’il faut produire de l’électricité pour faire avancer une voiture électrique, le contenu CO2 de la voiture électrique reste trop élevé pour apporter une réponse radicalement salvatrice au problème du CO2 des transports. D’autre part, 30 millions de voitures électriques de ce type circulant 400 milliards de veh.km (la circulation actuelle du parc de VP en France) consommeraient 100 TWh, soit la production d’environ 11 réacteurs nucléaires de type EPR (à construire ?). La voiture électrique reste cependant une partie de la solution, mais qu'il convient de ne pas surestimer

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