La faible vitesse : première cause d'émissions de polluants et de CO2

Le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema) vient de publier une étude sur les facteurs d’influence sur les émissions de gaz à effet de serre (GES) et les polluants atmosphériques. Il en ressort que le premier facteur d’influence est la vitesse. D’autres éléments entrent en ligne de compte également mais dans une moindre mesure. Il s’agit de la consommation de carburant, des pentes, de la charge transportée (pour les poids lourds) ou encore du taux de démarrage à froid pour les véhicules particuliers.

Trois catégories de véhicules ont ainsi été étudiés : les voitures particulières, les véhicules utilitaires légers mais aussi les poids lourds. Et l’analyse porte sur les émissions de dioxyde d’azote (Nox), de particules fines (PM10) et de CO2e (équivalent du CO2 des différents gaz à effet de serre), comme le montre le graphique ci-dessous.

Émissions minimales à 70 km/h pour une voiture particulière...

Ainsi, pour un véhicule particulier, les émissions de NOx, de PM 10 et de GES sont minimales pour des vitesses proches de 70 km/h. Tandis que pour un véhicule utilitaire, elles le sont aux alentours de 60km/h. La courbe caractéristique "en U" des émissions en fonction de la vitesse montre par ailleurs qu’en 2020, le maximum des émissions, se situe à 130 km/h, et que les émissions à de faibles vitesses (10 à 20 km/h) équivalent peu ou prou à celles produites à grande vitesse (100 à 110 km/h).

Cependant pour les NOx et les PM10, en raison d’une amélioration du parc roulant, on observe un aplatissement progressif de la courbe en U au cours des années, jusqu’à obtenir pour la projection du parc roulant en 2050 une valeur minimale pour les NOx 4 fois inférieure au minimum de 2020.

Pour un véhicule utilitaire, la tendance pour la courbe est la même mais les valeurs d’émission unitaires minimales, 2 fois plus fortes que pour un véhicule particulier en 2020, restent comparativement 3 fois plus fortes en 2050 (le parc roulant des utilitaires étant encore majoritairement diesel).

Pour un véhicule léger dont le trajet à 30 km/h de moyenne serait effectué en majorité avec un moteur "à froid", les surémissions correspondantes par rapport aux émissions avec un moteur "à chaud" représentent un quart de celles-ci pour le CO₂ (et une surconsommation de carburant équivalente) et environ un cinquième pour les NOx.

... qui passent à 80 km/h pour un poids lourd

Pour un poids-lourd, la courbe des émissions de polluants atmosphériques et de GES en fonction de la vitesse présente un maximum à très faible vitesse (10 km/h) puis une diminution progressive des émissions jusqu’à environ 90 km/h. En 2050, les émissions minimales en termes de CO₂e sont environ 3 fois celles minimales d’un véhicule léger. Si l’on raisonne plutôt en termes de charge transportée, les émissions maximales de CO₂e sont environ 5,5 fois plus élevées que celles maximales d’un véhicule utilitaire.

Pour les véhicules légers comme pour les poids-lourds, les émissions sont importantes à très faible vitesse (jusqu’à 30 km/h environ). Ce qui signifie que les situations de congestion du trafic routier sont très pénalisantes du point de vue de la qualité de l’air.

Un autre facteur déterminant des émissions routières est donc la composition du parc roulant automobile, qui évolue vers des véhicules plus "propres" avec l’arrivée progressive de motorisations alternatives (électriques, hybrides, GPL, hydrogène...), et conduit à une diminution des émissions de polluants atmosphériques et des gaz à effet de serre. "À terme, un parc roulant de véhicules électriques évitera l’émission de polluants atmosphériques, tout comme la solution alternative au moteur thermique par l’utilisation de l'hydrogène pour les véhicules lourds", indiquent les auteurs de l'étude.

Dans ces deux cas, il est toutefois important d’analyser le cycle de vie complet en termes d’émissions de gaz à effet de serre, en particulier le cycle de vie des batteries pour l’électrique ou encore l’utilisation d’hydrogène "vert" pour les piles à combustibles, c’est-à-dire produit à partir de sources décarbonées. Par contre, ces deux solutions, électrique et hydrogène, ne diminuent pas la part de particules fines "hors échappement" (et les métaux lourds présents dans ces particules) qui constituent déjà la majorité des particules fines PM10 générées par le trafic routier.