Environ 26 miles, rien que pour les dix derniers mph. C'est l'écart entre une berline électrique lancée à 70 et la même voiture à 80, mesuré sur des centaines de milliers de trajets réels plutôt que sur un cycle de laboratoire. La physique derrière ce chiffre est simple et implacable, mais la conclusion qu'en tirent la plupart des gens est fausse : dans une voiture électrique, rouler vite n'est pas d'abord un problème d'argent. C'est un problème de temps.
Les chiffres mesurés
Geotab a publié des autonomies par vitesse de croisière issues de sa télématique de flotte : 350 000 trajets de 500 berlines électriques et 2,8 millions de trajets de 2 000 fourgons électriques, soit plus de 550 000 heures de conduite au total. Les deux types de véhicules embarquent une batterie de 65 kWh, et les chiffres ci-dessous ont été relevés à 86°F (environ 30 °C).
| Vitesse stabilisée | Berline électrique | Fourgon électrique |
|---|---|---|
| 50 mph | 277 miles | 143 miles |
| 60 mph | 251 miles | 121 miles |
| 70 mph | 226 miles | 103 miles |
| 80 mph | 200 miles | 88 miles |
| Perte, de 50 à 80 | 28 pour cent | 39 pour cent |
La colonne du fourgon est la plus intéressante. Même batterie, même route, et il perd onze points d'autonomie de plus sur la même plage de vitesse. Rien dans la chaîne de traction n'explique cela. La forme, si : une carrosserie plus haute et moins profilée présente davantage de surface frontale et un moins bon coefficient de traînée, si bien que l'aérodynamique représente une part plus grande de sa charge totale et que la loi du carré mord plus fort.
Pourquoi la loi du carré, et pourquoi elle n'explique pas tout
La traînée aérodynamique croît avec le carré de la vitesse. Comme la puissance est le produit de la force par la vitesse, la puissance nécessaire pour vaincre la traînée croît avec le cube. L'autonomie dépend de l'énergie par mile plutôt que de la puissance, et l'énergie par mile suit le carré.
Appliquez ce modèle naïvement de 70 à 80 mph et il prédit une forte chute. L'énergie par mile devrait augmenter dans le rapport des carrés, environ 1,31, ce qui ferait tomber 226 miles d'autonomie à près de 173.
Le chiffre mesuré est de 200. Le modèle surestime la perte de près de 30 miles, et la raison mérite d'être comprise : la traînée n'est qu'une partie de la charge. La résistance au roulement est à peu près constante par mile, quelle que soit la vitesse. La climatisation, les feux et l'électronique consomment selon leur propre logique. Ces postes diluent la loi du carré.
La conséquence, c'est que l'aérodynamique ne représente pas une part fixe de votre budget énergétique. À 50 mph, elle ne pèse qu'une fraction modeste du total ; à 80 mph, elle domine chaque mile par heure supplémentaire. Voilà pourquoi la courbe d'autonomie se redresse à mesure que l'on accélère au lieu de descendre en ligne droite, et pourquoi les dix derniers mph coûtent toujours plus cher que les dix précédents.
La vitesse bat la température, et de loin
Le froid a mauvaise réputation en matière d'autonomie des VE, et en hiver il la mérite en grande partie. À vitesse autoroutière par temps chaud, non.
La même analyse conclut que la vitesse de conduite peut être le premier facteur de perte d'autonomie, et qu'à vitesse élevée par temps chaud la traînée aérodynamique pèse bien plus sur l'autonomie que la climatisation de l'habitacle. Plus vous roulez vite, moins la température compte face à l'énergie nécessaire simplement pour maintenir cette vitesse.
L'asymétrie est structurelle. La climatisation est presque une consommation fixe : elle absorbe à peu près la même puissance à 50 mph qu'à 80, si bien que sa part dans votre énergie par mile diminue en fait quand vous accélérez. La traînée fait l'inverse. Couper la climatisation pour gagner de l'autonomie sur une autoroute brûlante, c'est optimiser le mauvais terme.
L'inversion que les conducteurs de thermique emportent avec eux
Qui a roulé des années en thermique traîne une règle empirique : la consommation sur autoroute bat celle en ville. Elle est imprimée sur toutes les étiquettes énergie. Dans une voiture électrique, cette règle s'inverse, et l'inversion prend les gens de court lors de leur premier long trajet.
| Voiture thermique | Voiture électrique | |
|---|---|---|
| À l'arrêt dans les bouchons | Brûle du carburant au ralenti | Ne consomme presque rien |
| Au freinage | Énergie cinétique perdue en chaleur | En grande partie récupérée |
| À 80 mph stabilisés | Même pénalité de traînée | Même pénalité de traînée |
| Là où elle paraît la meilleure | Autoroute | Ville |
L'aérodynamique est identique entre les deux. Ce qui diffère, c'est la référence à laquelle on les compare. Une thermique place la barre si bas en ville que l'autoroute la flatte. Une électrique est proche de son optimum théorique en ville, si bien que l'autoroute est l'endroit où elle n'a nulle part où se cacher.
C'est aussi pourquoi un chiffre mixte EPA induit en erreur sur un long trajet. Il mélange un cycle urbain et un cycle routier, alors qu'un long trajet rapide n'est ni l'un ni l'autre. Le même piège guette l'estimation du tableau de bord, généralement construite sur votre conduite récente : une semaine de trajets urbains produit un chiffre confiant et optimiste que la première heure d'autoroute démolit sans bruit.
Où la facture tombe vraiment : le temps, pas l'argent
Nous avons traité la version thermique de cette question dans rouler à 80 plutôt qu'à 70 en vaut-il la peine, où la réponse prenait la forme d'un montant fixe en dollars par heure de temps regagnée. L'électricité est assez bon marché pour que le même calcul en VE donne un petit nombre. La vraie facture arrive ailleurs.
Prenez un trajet de 220 miles avec la berline ci-dessus, batterie pleine au départ.
- À 70 mph : l'autonomie est de 226 miles, le trajet ne demande donc aucun arrêt de recharge. Le temps de conduite est d'environ 3 h 09 m.
- À 80 mph : l'autonomie tombe à 200 miles, le trajet impose désormais un arrêt. Le temps de conduite descend à 2 h 45 m, mais un arrêt de charge rapide réaliste de 25 minutes, sortie et retour sur la route compris, place l'arrivée vers 3 h 10 m.
Le parcours plus rapide a fait gagner 24 minutes de conduite et coûté 25 minutes de recharge. Il arrive une minute plus tard, après avoir dépensé plus d'énergie et plus d'attention pour y parvenir.
Les chiffres dépendent des hypothèses, et il faut les énoncer : départ batterie pleine, acceptation d'arriver avec un état de charge bas, et borne bien placée. Changez la distance et la réponse change avec elle. Mais la logique tient. Autonomie et vitesse s'échangent le long d'une courbe, tandis que le temps de recharge est une fonction en escalier. Dès qu'une vitesse plus élevée vous fait franchir une marche, l'arithmétique se retourne contre vous, et aucune vitesse supplémentaire ne rattrape la différence.
Un effet de second ordre aggrave encore les choses. La recharge ralentit nettement à mesure que la batterie se remplit, si bien que la fin d'un appoint est la partie la plus lente. Un arrêt dont vous n'aviez pas besoin n'est pas seulement un arrêt de plus : il est disproportionnément coûteux en minutes.
Quoi en faire
Le bon réflexe n'est pas de rouler au pas. C'est de savoir où se trouvent les marches sur votre itinéraire, et cela suppose de connaître votre propre consommation par mile à vitesse stabilisée plutôt qu'un chiffre mixte d'étiquette.
L'obtenir est simple. Tenez une vitesse constante sur une portion plate, relevez la distance parcourue et l'énergie consommée sur le même intervalle, puis divisez. Refaire l'exercice à deux vitesses vous donne la pente de votre propre courbe, qui est le chiffre qui prédit réellement un long trajet.
Pour la partie distance de cette mesure, un compteur de trajet GPS est l'instrument honnête. Un odomètre de voiture compte les tours de roue rapportés à une circonférence de pneu enregistrée et surestime typiquement de 1 à 3 pour cent, comme nous l'expliquons dans votre odomètre est-il exact, et une distance gonflée flatte discrètement votre chiffre de consommation. L'odomètre GPS enregistre la distance indépendamment de la voiture, et le compteur de vitesse en direct affiche la vraie vitesse sol que vous tenez réellement, laquelle est sur la plupart des tableaux de bord un ou deux miles par heure en dessous de ce qu'annonce l'aiguille.
À retenir
Une berline électrique cède 28 pour cent de son autonomie entre 50 et 80 mph et un fourgon en cède 39, parce que la traînée croît avec le carré de la vitesse et que la forme de la carrosserie décide de la part qu'elle occupe dans la charge. La perte mesurée est plus douce que ne le prédit un modèle purement aérodynamique, puisque la résistance au roulement et les accessoires ne suivent pas le carré, mais la courbe se redresse à mesure que l'on va plus vite et les dix derniers mph sont toujours les plus chers.
Par temps chaud et à vitesse autoroutière, la vitesse domine la température : la climatisation n'est donc pas ce qu'il faut couper. Et comme une voiture électrique donne le meilleur d'elle-même en ville plutôt que sur route ouverte, l'instinct hérité des thermiques pointe dans la mauvaise direction. Surtout, la pénalité se paie généralement en minutes à une borne plutôt qu'en euros à une pompe, ce qui signifie que la façon la plus rapide de couvrir une longue distance n'est souvent pas la vitesse la plus élevée.