Une analyse technico-économique de la transition vers les véhicules électriques : politique, infrastructure, usages et conception

A Techno-Economic Analysis of the Electric Vehicle Transition : Policy, Infrastructure, Usage, and Design

• Auteur / Autrice : Bassem Haidar
• Direction : Pascal Da Costa, Jan Lepoutre, Fabrice Vidal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingéniérie des systèmes complexes
• Date : Soutenance le 10/12/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interfaces : matériaux, systèmes, usages (Palaiseau, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire génie industriel (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : CentraleSupélec (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l’ingénierie et des systèmes (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Yannick Perez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Lantz, Carole Donada, François Lévêque, Frances Sprei, Willett Kempton
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Lantz, Carole Donada

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transition écologique

Analyse financière

Véhicules électriques

Mots clés libres

Capacité de batterie

Infrastructure de recharge

Véhicule électrique

Véhicule hybride rechargeable

Étude technico-économique

Battery capacity

Recharging infrastructure

Electric vehicle

Plug-In hybrid vehicle

Techno-economic study

Résumé

Le transport routier représentant une part importante des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Les véhicules électriques (VE), y compris les VE à batterie (BEV) et les VE hybrides rechargeables (PHEV), offrent une alternative prometteuse pour remplacer les véhicules à moteur à combustion interne (ICEV), dépendants des combustibles fossiles, pour une solution de transport à émissions faibles ou nulles. Bien que l'adoption de ces technologies ait rapidement augmenté au cours de la dernière décennie, leur part de marché reste limitée par des obstacles socio-technico-économiques dans la plupart des pays. Surmonter ces barrières est une étape essentielle vers un marché massive des véhicules électriques. Cette thèse vise donc à étudier des modèles économiques innovants, en examinant les transactions entre les membres de l'écosystème des VE. Cette thèse traite de recherches prospectives et multidisciplinaires en sciences économiques et de gestion, et sciences de l'ingénieur, sur l'avenir des systèmes automobiles décarbonés. Tout d'abord, cette thèse aborde les principaux obstacles au déploiement des infrastructures de recharge, en présentant une revue de la littérature sur les méthodologies de déploiement et en soulignant l'ensemble des paramètres négligés dans la littérature, lesquels présentent des questions de recherche que la thèse aborde par la suite. Ensuite, cette thèse étudie les compromis entre infrastructure de recharge de différentes puissances et autonomie des BEV. Nous concluons sur la capacité de la batterie du BEV la plus adaptée aux besoins urbains et ruraux, et sur l'investissement dans les chargeurs rapides. De plus, cette thèse analyse l'influence des facteurs socio-démographiques, économiques et techniques sur l'adoption des VE dans les départements français au moyen d’une régression à effets mixtes. Nous concluons à travers des recommandations de politiques économiques pour accélérer la transition vers la mobilité électrique. Enfin, cette thèse analyse l'influence du règlement européen (EU)2019/631 sur l’offre des constructeurs automobiles et permet de discuter les résultats attendus par la directive de la Commission Européenne.

Since road transport accounts for a high share of global Greenhouse Gas (GHG) emissions, Electric Vehicles (EVs), including Battery EVs (BEVs) and Plug-in Hybrid EVs (PHEVs), offer a promising alternative to replace fossil-fuel dependent Internal Combustion Engine Vehicles (ICEVs), with a low-or zero-emission transport solution. While this technology's adoption has been rapidly increasing over the last decade, its market share remains restrained by socio-techno-economic barriers in most countries. Overcoming these barriers is an essential step into a massive purchasing activity of electric vehicles. This dissertation aims at investigating innovative business models by examining the transactions within the members of the EV ecosystem. This dissertation deals with future and multidisciplinary research in economics, management, and engineering sciences on decarbonised car systems' future. First, this thesis addresses the main charging infrastructure deployment barrier by presenting a literature review about the deployment methodologies and pointing out the neglected set of parameters that present our research gaps. Second, it investigates the trade-offs between the different-power charging infrastructure and the BEV owner by considering: BEV investment and range, public infrastructure availability, at-home charger availability, and the adaptability between charger and BEV in terms of technical constraints. It also concludes with the most suitable BEV battery capacity for urban and rural needs, and the installation of fast chargers. Next, it analyses the influence of socio-demographic, economic, and technical factors on electric vehicle adoption in French departments, using mixed-effects regression. This chapter points out policy recommendations to accelerate the electric mobility transition. Finally, this thesis analyses the influence of the Regulation number (EU)2019/631 on the automotive manufacturers’ portfolio, and compares the results with the directive of the European Commission.