WLTP, NEDC, EPA : comment mesure-t-on l’autonomie des voitures (électriques) ?

Quelle norme se rapproche le plus de la réalité ?

 

Lorsque vous envisagez l'achat d'une voiture, quelle soit électrique ou non, vous êtes d'emblée informé sur sa consommation, son autonomie et ses émissions de CO₂. Mais comment ces données sont-elles calculées et comment peut-on les différencier ?

Si vous vous penchez sur l’achat d’un véhicule neuf, vous remarquerez d’emblée sur sa fiche technique de nombreux chiffres pas toujours explicites. Parmi cette multitude de nombres, il y a ceux que le législateur impose de mettre en avant : les données de consommations et les rejets de CO₂. Ces données sont réalisées par des normes de mesure de consommation qui peuvent être différentes selon les régions du monde. En Amérique du Nord, par exemple, il s’agit de la norme EPA (pour Environmental Protection Agency), une norme jugée comme plus proche de la réalité par rapport à d’autres.

En Europe, nous en connaissons deux : WLTP (pour Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure) et NEDC (pour New European Driving Cycle). Le cycle d’homologation WLTP vient de remplacer le cycle NEDC qui était en place depuis 1973 sur le Vieux Continent. Il va également peu à peu remplacer toutes les autres normes valables au sein des différentes régions du monde afin d’harmoniser l’ensemble des marchés.

Depuis le 1er janvier 2019, en Europe, les constructeurs ont l’obligation d’afficher les résultats obtenus par le cycle d’homologation WLTP en plus de ceux affichés par le cycle NEDC. Des valeurs qui peuvent prêter à confusion mais peu à peu les valeurs obtenues par le cycle d’homologation NEDC vont disparaitre pour laisser place aux valeurs uniquement réalisées sous le cycle WLTP. Toutes ces normes correspondent à une série de tests, bien évidemment différents et plus ou moins en rapport avec la réalité d’utilisation des automobilistes. Comment sont-ils réalisés ? Quelles sont les conditions à respecter ? C’est ce que nous allons voir un peu plus bas.

Qu’est-ce que le cycle WLTP ?

Si vous devez aujourd’hui en retenir qu’une seule, il s’agira de celle-ci. En effet, depuis le 1er septembre 2017, il s’agit de la nouvelle procédure d’essai permettant de déterminer les valeurs d’émissions de CO₂, de consommation de carburant, ainsi que les émissions polluantes d’un véhicule. Celui-ci est obligatoire pour toute nouvelle immatriculation à partir du 1er septembre 2018. Le cycle WLTP remplace en Europe le cycle NEDC. Peu à peu, il devrait s’installer comme le cycle d’homologation pour toutes les voitures commercialisées, quelle que soit la région du monde. Le cycle WLTP est annoncé comme étant beaucoup plus proche de la réalité par rapport au cycle NEDC, notamment grâce à de nouvelles méthodes de calcul des valeurs de consommation de carburant et d’émissions de CO₂, jugées plus proches des conditions d’utilisation quotidiennes.

Cycle WLTP // Crédits : Volkswagen

Cycle WLTP // Crédits : Volkswagen

La norme WLTP fait globalement évoluer les conditions du cycle d’homologation NEDC vers une utilisation plus dynamique de la voiture. Elle s’appuie notamment sur des sondages statistiques ainsi qu’une évaluation précise des profils types de conducteurs. De ce fait, par rapport à la norme NEDC, WLTP s’appuie sur des taux d’accélération plus rapides, des vitesses moyennes supérieures et des vitesses maximales plus élevées. Les évolutions continuent également au niveau des conditions d’utilisation, puisqu’au lieu de simuler une circulation en cycle urbain, rural puis mixte, le véhicule est désormais essayé sur quatre vitesses différentes. WLTP a été développé sur des données collectées partout à travers le monde en couvrant toutes les situations de conduite. Il considère également les équipements sélectionnés par le conducteurs qui ont un impact direct sur l’aérodynamisme, la consommation du système électrique ou encore la masse totale de la voiture.

  Cycle d'homologation WLTP Cycle d'homologation NEDC
Vitesse moyenne La vitesse moyenne est de 46,5 km/h La vitesse moyenne est de 34 km/h
Distance parcourue La distance parcourue est de 23,2 km La distance parcourue est d’environ 11 km
Durée du cycle Le cycle dure une trentaine de minutes Le cycle dure une vingtaine de minutes
Composition du cycle Le cycle se compose de quatre vitesses (faible, moyenne, élevée, ultra élevée). Le cycle se compose de deux phases :
  • environ 13 minutes de conduite urbaine simulée

  • environ 7 minutes de conduite rurale simulée

Temps d'arrêt du véhicule Le véhicule est à l’arrêt 13 % du temps Le véhicule est à l’arrêt 25 % du temps
Vitesse maximale La vitesse maximale testée est de 131,1 km/h La vitesse maximale testée est portée à 120 km/h
Changement de vitesses Les changements de vitesses sont calculés à l’avance pour chaque véhicule Sur les modèles équipés d’une boîte de vitesse manuelle, les changements de vitesse sont précisés
Poids Le poids du véhicule et les équipements qui peuvent avoir une influence directe sur la consommation de carburant et les émissions de CO₂ notamment sont pris en compte Les équipements spéciaux et la climatisation ne sont pas pris en compte

Le cycle WLTP est également doublé d’un protocole complémentaire nommé RDE (Real Driving Emissions), qui est effectué aléatoirement sur route ouverte. Ils permettent de prendre en compte tous les paramètres extérieurs non reproductibles en laboratoire et pouvant être rencontrés par l’automobiliste. De ce fait, les conditions météo, la variation de la température, les reliefs et la typologie de la route peuvent être pris en compte. Il mesure également, en dehors de la consommation de carburant et du CO₂, les émissions polluantes du moteur. Par la suite, les données recueillies permettent de vérifier l’exactitude des résultats obtenus avec le cycle WLTP.

L’entrée en vigueur de la norme WLTP a été pour le moins rocambolesque avec pas moins de trois phases.

  • Phase 1 (avant le 1er septembre 2017) : Le protocole NEDC était utilisé pour la mesure de la consommation et des émissions polluantes des véhicules au moyen d’une procédure décrite par l’Europe. Cette procédure consistait en une batterie d’essais en condition de roulage auxquels sont soumis les nouveaux véhicules.
  • Phase 2 (1er septembre 2017 – 31 décembre 2018) : Durant cette deuxième phase, les véhicules neufs mis sur le marché auront été homologués avec les tests NEDC et d’autres avec les tests WLTP. Vous voyez un peu l’imbroglio ? Pour ces derniers, les résultats seront retraduits en NEDC, pour une communication uniforme. C’est ce que l’on a appelé le NEDC « corrélé » ou NEDC « 2.0 ».
  • Phase 3 (au cours de l’année 2019) : Tous les véhicules neufs mis sur le marché auront validé les tests selon le cycle WLTP. Les valeurs de consommation de carburant et d’émissions de CO₂ seront issues de ces tests. En conséquence, la référence à NEDC disparaitra de toutes les communications des constructeurs.

Le cycle WLTP est en cours de déploiement dans les 28 États membres de l’Union européen, en Norvège, en Islande, en Suisse, au Liechtenstein, en Turquie ou encore en Israël. D’autres pays l’utilisent également, mais sous des formes modifiés comme au Japon, mais aussi en Chine, pour tester les émissions de gaz polluants. La Corée du Sud et l’Inde prévoient également de mettre en place la norme WLTP ultérieurement. La Russie ou encore les États-Unis étudient les modalités de déploiement pour une prochaine mise en œuvre.

Le nouveau protocole WLTP ne concerne pas les véhicules ayant déjà été homologués et immatriculés selon le cycle NEDC avant septembre 2018. Il ne concerne pas uniquement les voitures thermiques, les modèles électriques sont eux aussi mesurés, même si leurs émissions polluantes directes durant leur cycle de vie restent neutres. En revanche, la consommation d’électricité est elle bien mesurée et figure sur les communications des constructeurs. Il influe évidemment sur l’autonomie annoncée par les constructeurs et a permis de réduire quelques données un peu trop ambitieuses.

Par exemple, le Hyundai Kona electric, avec sa batterie de 64 kW, était annoncé à 546 kilomètres avec une seule charge selon la norme NEDC, une valeur qui est descendue à 482 après le passage sur les bancs selon le protocole WLTP. En revanche, il n’est pas encore infaillible, la preuve puisqu’un Porsche Cayenne Turbo S E-Hybrid doté d’un moteur électrique jumelé à un moteur thermique V8 4,0 litres bi-turbo développant 680 chevaux n’émettrait « que » 110 g/km de CO₂, soit quasiment autant qu’une nouvelle Peugeot 2008 équipé d’un moteur essence de 130 chevaux.

Comme le cycle NEDC avant lui, la norme WLTP sert de barème pour établir le bonus et le malus en France. L’arrivée de la grille de malus uniquement basée sur les valeurs WLTP est prévue pour le 1er mars 2020.

Qu’est-ce que le cycle NEDC ?

Avant toute chose, il faut garder à l’esprit que le cycle NEDC a été conçu à la fin des années 60 et au début des années 70. À cette époque, les conditions de circulation et les caractéristiques des voitures n’étaient pas du tout les mêmes. Au fur et à mesure, le fossé s’est creusé entre le cycle NEDC et les nouvelles voitures, à un tel point qu’il fallait pratiquement doubler certaines données communiquées pour avoir une valeur plus proche de la réalité. Le cycle NEDC n’entre aujourd’hui plus en vigueur en Europe.

Cycle NEDC // Crédits : Volkswagen

Cycle NEDC // Crédits : Volkswagen

Le cycle NEDC se décomposait en deux cycles : le cycle urbain et le cycle extra-urbain. La mesure s’effectuait sur un véhicule rodé, c’est-à-dire ayant parcouru plus de 3 000 kilomètres, positionné sur un banc à rouleaux, permettant ainsi de simuler la résistance à l’avancement et plus précisément l’influence de l’aérodynamique et du frottement des pneus sur la route. Le véhicule devait être à son poids en ordre de marche, c’est-à-dire tous pleins faits avec un conducteur de 75 kilos.

On reprochait souvent au cycle NEDC ses trop faibles accélérations, preuve en est avec le passage de 0 à 50 km/h en 26 secondes, chose qu’une simple Renault Zoé peut effectuer en à peine quatre secondes, et moins de dix secondes pour n’importe quelle voiture thermique aujourd’hui, sans appuyer franchement sur la pédale de droite. Il comportait également de nombreux paliers où la voiture était à vitesse stabilisée, le constructeur optimisait donc les lois de passage des rapports pour les allonger au maximum et ainsi diminuer les émissions polluantes et les consommations. Dans la vraie vie, le conducteur lambda est contraint de rétrograder plus souvent, donc relancer la voiture plus souvent et ainsi davantage consommer.

Les effets du passage entre NEDC et WLTP sont d’ailleurs assez significatifs puisque selon une étude publiée au mois d’août 2018 par le cabinet Jato, les valeurs de consommations et d’émissions la hausse moyenne de CO2 est de l’ordre de 9,6 g/km, et même jusqu’à 18,3 % pour les véhicules dits « premium ». Un SUV de taille moyenne type Peugeot 3008 verra ses émissions augmenter d’environ 16 %. Les petites citadines s’en sortent un peu mieux puisque l’augmentation est de l’ordre de 7 %. En revanche, cela reste toutefois toujours inférieur aux émissions réelles estimées, c’est-à-dire en dehors des cycles d’homologation, puisque ces valeurs sont estimées supérieures à environ 40 % en moyenne. Même si le protocole WLTP réduit l’écart entre NEDC et les valeurs réelles, la part variable reste toujours importante.

Les autres cycles d’homologation

Si, en Europe, nous avons connu NEDC puis WLTP, d’autres régions du monde ne connaissent ni l’un ni l’autre, en tout cas pas avant la démocratisation du cycle WLTP. Ainsi, aux États-Unis par exemple, il s’agit de la norme EPA, ou bien plus précisément FTP-75 (pour Federal Test Procedure). Celle-ci est composée de deux cycles distincts d’environ 17 kilomètres, appelés « city » (ville) et « highway » (autoroute). Le cycle « city » est plus lent et dure plus longtemps par rapport au cycle « highway », soit 31 minutes contre 13. Dans les deux cas, la vitesse maximale est comprise entre 90 et 100 km/h, tout comme l’accélération maximale qui est d’environ 5 km/h par seconde. Le cycle EPA a toujours été reconnu comme plus « sévère » par rapport au cycle NEDC, les véhicules obtenant en moyenne une consommation environ 20 % plus élevée.

Au Japon, il y a eu le cycle 10-15 mode. Il représente à la fois un cycle urbain et autoroutier, comprenant des phases de ralenti, d’accélérations, de décélérations et des phases stabilisées. Malheureusement, ce cycle comporte les mêmes désavantages que le NEDC. Les autorités et les constructeurs nippons ont décidé de passer à un cycle plus réaliste à partir de 2011. Aujourd’hui, c’est donc le cycle JC08 qui prévaut. Il s’agit d’un cycle transitoire, beaucoup plus exigeant que le cycle 10-15 mode. Il représente une conduite en trafic congestionné, avec de fortes accélérations et décélérations.

Quels impacts pour les voitures électriques ?

Comme énoncé plus haut, les cycles d’homologation ont aussi un impact sur les voitures électriques, et donc directement sur leur autonomie. La logique est la même pour les voitures thermiques, elles aussi disposent d’une autonomie qui varie en fonction de la capacité de leur réservoir, de la façon de conduire ou encore de la motorisation, mais il est vrai que l’on se pose plus souvent la question sur une voiture électrique, pour la simple et bonne raison que le maillage de bornes de recharge et le temps nécessaire pour faire le plein n’est pas encore optimal.

De ce fait, avec l’arrivée de WLTP, les autonomies annoncées par les constructeurs concernant leurs voitures électriques ont évidemment diminué. Pourquoi ? Tout simplement parce que le cycle WLTP s’appuie sur des phases de mesures plus proches de la réalité par rapport au cycle NEDC. Les consommations d’électricité augmentent donc naturellement, mais pas la capacité de la batterie. Du coup, les autonomies sont évidemment revues à la baisse. Pour vous donner un exemple, la Renault Zoé était à la base homologuée à 400 kilomètres en NEDC, celle-ci est maintenant annoncée à 300 kilomètres avec une seule charge sous le protocole WLTP, soit 25 % de moins.

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