Avec la norme WLTP, pourquoi la consommation annoncée ne correspond pas à l’autonomie homologuée ?

La consommation mixte homologuée ne correspond pas toujours à l’autonomie mixte homologuée. Automobile-Propre vous explique pourquoi, en revenant sur le fonctionnement du cycle WLTP.

La question de notre lecteur

Le nouveau Volvo XC40 Recharge, en version propulsion avec la grande batterie 82 kWh, annonce une autonomie selon le cycle mixte WLTP de 573 km. Si on sort la calculette, ça donne une conso moyenne de 14,3 kWh/100 km. Or sur le site de Volvo, la conso WLTP mixte est donnée à 16,7 kWh/100 km. Comment expliquez-vous cette différence ?

La réponse d’Automobile-Propre

Afin de mettre tous les modèles du marché sur le même pied d’égalité, les normes d’homologation ont vu le jour. Si chaque région dispose de sa propre norme (NEDC en Chine, EPA aux Etats-Unis, JC08 au Japon), nous connaissons de notre côté du globe la norme WLTP, pour World Harmonized Light Vehicle Test Procedure. Ce processus d’homologation simule un cycle d’utilisation très général afin de mettre en lumière les consommations et autonomies moyennes de chaque modèle. Il s’agit plus précisément d’un ensemble de procédures d’essai, qui se compose d’un test sur un banc dynamométrique (WLTC) et d’un test routier RDE (Real Driving Emissions) pour les véhicules équipés d’un moteur thermique. Le cycle d’homologation pour les voitures électriques est aussi différent pour tenir compte des spécificités de cette technologie.

Quels paramètres sont pris en compte ?

Voulue comme représentative d’une moyenne internationale, la norme WLTP remplace la norme NEDC de notre côté du globe et apporte de nombreux changements. Côté véhicule, elle souffle le chaud et le froid. D’un côté, elle se montre extrêmement précise en prenant en compte les moindres modifications aérodynamiques ou pondérales apportées par les équipements optionnels. Chaque configuration permise par le catalogue fait l’objet d’une mesure. Il n’y a donc pas une autonomie unique pour un modèle de véhicule.

Cependant, la norme n’impose pas la mise en route du système de climatisation lors du test. Ce qui signifie que les performances en matière de régulation thermique à bord ou l’efficacité du système de chauffage/climatisation ne sont pas pris en compte. Et il s’agit pourtant du second plus gros poste de dépense énergétique à bord d’une électrique après la conduite. Voilà qui explique pourquoi une voiture équipée d’une pompe à chaleur, plus efficiente mais un peu plus lourde, affiche une autonomie plus faible qu’avec un système classique par résistance. Un comble ! De plus, les mesures sont réalisées avec une température extérieure de 23 °C. Un climat optimal où le rendement est le meilleur.

Comment se déroule les mesures ?

Le cycle comprend quatre phases de test à vitesses basse (Low), moyenne (Medium), haute (High) et très haute (Extra-High). Les cycles Low et Medium forment ensemble le cycle d’homologation en ville. Une donnée très régulièrement ajoutée aux brochures et fiches techniques afin d’afficher des valeurs plus séduisantes.

Chacun d’entre eux comprend des phases d’accélération et de décélération, voire d’arrêt total pour simuler des feux tricolores ou autres stop aux intersections. Le véhicule est au final arrêté 13 % du temps sur l’intégralité de cette procédure. En matière de vitesse, un maximum de 131,3 km/h est observé pendant quelques secondes seulement sur la partie Extra-High. Au final, un cycle complet (30 minutes ou 1 800 secondes) est mesuré sur une distance totale de 23,262 km, pour une vitesse moyenne finale de 46,5 km/h. Ceci est le cycle à quatre phases qui sert de base.

Le test d’homologation d’une voiture électrique est plus complexe et se compose d’un total de six phases distinctes, parmi lesquelles se trouvent deux segments dynamiques et deux segments constants. Au cours des sections dynamiques, le véhicule réalise l’intégralité du cycle précédemment détaillé (quatre phases) suivi d’un cycle City (Low et Medium). Chaque partie dynamique correspond donc à une distance totale de 31,113 km. Les deux cycles à quatre phases sont pris en compte pour le calcul d’autonomie moyenne, et les deux cycles City complémentaires correspondent à l’autonomie éponyme.

La première phase est réalisée avec une batterie pleine. Cette dernière est donc un peu plus froide que lors de la seconde phase dynamique, mais rend aussi indisponible la récupération d’énergie. La consommation est donc un peu plus importante sur cette première section. Le véhicule est ensuite lancé à une vitesse constante de 100 km/h afin de vider plus rapidement la batterie et de raccourcir la procédure d’homologation. Cette section à vitesse constante, dont la durée dépend de la capacité de la batterie, est celle qui emmène aussi la voiture jusqu’à un taux de charge de 0 %. Elle est ensuite gardée au repos au maximum pendant 2 h 00. La voiture est ensuite rechargée jusqu’à 100 % via courant alternatif, permettant de définir la quantité d’énergie injectée dans la batterie ainsi que les pertes.

Pourquoi la consommation WLTP ne correspond pas à l’autonomie WLTP ?

La consommation, aussi codifiée EC (pour Energy Consomption), correspond à la quantité d’énergie (Wh) consommée sur une distance donnée (km) et est exprimée en kWh/100 km. Pour définir une autonomie totale, le calcul est simple : il suffit de rapporter la capacité utile de la batterie à la consommation, puis de multiplier le résultat par 100.

Cependant, la voiture électrique a une spécificité propre : lors de son ravitaillement, elle présente des pertes, plus ou moins importantes d’un modèle à l’autre. Des pertes d’énergie générées par le chargeur embarqué en courant alternatif (il y en a aussi lors des recharges en courant continu dans une moindre mesure), que la norme WLTP veut prendre en compte afin d’informer le client sur l’éventuel coût de revient kilométrique. Cependant, la norme ne définit aucun type de recharge AC (monophasé ou triphasé) ni même de puissance de recharge. Là encore, il peut exister des disparités entre une voiture qui charge à 3,7, 11 ou 22 kW.

Ces pertes sont donc mesurées lors de la recharge complète du véhicule (de 0 à 100 %), sur un prise en courant alternatif. La quantité totale d’énergie rechargée lors de cet exercice est alors rapportée à l’autonomie totale précédemment calculée. La consommation qui en résulte doit obligatoirement figurer sur les documents des constructeurs présentés aux clients. Voilà qui explique les différences existantes entre la consommation réelle en prenant en compte l’autonomie WLTP, et l’efficience globale du véhicule (pertes de recharge comprises). Il n’y a donc pas d’erreurs systématiques. Pour connaître plus facilement la consommation d’une voiture électrique en mouvement, il suffit de rapporter la capacité utile de la batterie à l’autonomie et de multiplier le résultat par 100.

A titre d’exemple, la Renault Megane e-Tech EV60 est équipée d’une batterie de 60 kWh de capacité utile. Selon la norme WLTP, elle présente une autonomie mixte de 450 km, soit une consommation moyenne de 13,3 kWh/100 km. Cependant, la fiche technique fait apparaître une valeur de 16,1 kWh/100 km. Cela signifie donc que la compacte électrique a consommé un total de 72,45 kWh lors d’une recharge complète, ce qui se traduit par 20,75 % de pertes.

Norme WLTP : quelles sont les limites ?

Si elle se montre plus sévère que le cycle NEDC (hormis avec les véhicules hybrides rechargeables), la norme WLTP a de nombreuses limites. D’une part, ses résultats sont tout de même assez éloignés de la réalité. Avec des mesures réalisées sous 23 °C et sans climatisation ni chauffage, les véhicules électriques sont particulièrement avantagés. La norme ne met donc pas en lumière leurs éventuelles lacunes en matière de gestion thermique de la batterie, de performances du système de climatisation ou d’isolation intérieure. Le fait que des voitures dotées d’une pompe à chaleur présentent des autonomies inférieures à celles avec un système classique est un vrai paradoxe.

Aussi, les vitesses moyennes observées sont toujours toujours très basses : dans le cycle de conduite Extra-High, la moyenne est de 94 km/h sans les arrêts. Certes, les conducteurs suédois qui ne peuvent pas dépasser les 110 km/h sur autoroute n’auront pas des résultats très éloignés. Mais en France, où la moyenne finale est généralement comprise entre 110 et 120 km/h sur autoroute (115 km/h lors de nos Supertest en roulant aux limitations), la différence est sensible.

Bref, la norme WLTP n’est pas représentative de la réalité pour plusieurs raisons donc. Mais c’est aussi, d’autre part, à cause de son existence même : vouloir simuler une consommation moyenne qui correspond à l’ensemble des conducteurs autour du monde sur un seul et unique essai n’est pas représentatif de la réalité. Et cela est vrai pour tous les tests de ce type, dont nos Supertest ne font pas exception : un conducteur en Savoie n’aura pas les mêmes résultats qu’un utilisateur en Gironde ou que nous, sur nos routes exigeantes. La topographie, le style de conduite, les températures, les pneumatiques et bien d’autres facteurs encore ont une influence notable sur les consommations et autonomies qui en résultent. Mais cela permet d’établir une hiérarchie sur le même pied d’égalité et, finalement, seul le respect d’un protocole strict pour toutes les voitures compte ici.

Mais c’est là que le bât blesse. Car si toutes les voitures sont soumises au même protocole, elles devraient très logiquement présenter des écarts très proches lors de nos mesures routières à température et protocole équivalent. Ce qui n’est pas du tout le cas. Preuve en est avec notre base de données qui ne laisse aucun doute à ce sujet : entre nos mains, les véhicules MG ou Renault présentent très généralement un écart plus faible entre l’autonomie WLTP et notre autonomie mixte que d’autres modèles électriques essayés avec des conditions parfaitement identiques. A l’inverse, le Nissan Ariya (mesuré à deux reprises sous 17 °C) est le seul véhicule à dépasser la valeur WLTP (+1,7 %) quand la meilleure des performances enregistrées jusque là (une Renault Megane e-Tech mesurée en été par 24 °C) fait état d’un écart de -10,3 % entre les deux valeurs.

Quelles évolutions possibles pour la norme WLTP ?

Les vitesses observées lors du test et l’ensemble du protocole font débattre. On ne reviendra pas sur ce point, puisqu’elles doivent correspondre à un maximum de conducteurs. Cependant, ce sont les conditions d’essais qui doivent faire l’objet de véritables améliorations pour obtenir des valeurs d’autonomie plus proches de la réalité, et correspondre à la grande majorité de conducteurs auxquels la norme WLTP veut s’adresser.

L’activation de la climatisation apparaît déjà comme une nécessité absolue pour se rapprocher de la réalité, l’ère des véhicules dénués de ce système étant déjà loin derrière nous. Aussi, la température ambiante moyenne devrait être abaissée afin de correspondre à un climat généralement observable. Pour rappel, nous disposons en France d’une moyenne annuelle proche de 14 °C sur l’ensemble du territoire. En Espagne, qui connaît des pics bien plus importants, la moyenne se stabilise à près de 16 °C, alors qu’elle ne dépasse pas les 10 °C en Allemagne.

Pourtant, il existe déjà en développement un cycle de mesure WLTP Low Temp, qui prévoit un test de consommation et d’autonomie avec une température de -7 °C et tous les périphériques en marche. Déjà définie par la Commission Economique des Nations Unies pour l’Europe, elle ne fait toutefois pas partie des obligations pour les constructeurs automobiles. Certes, les conditions sont extrêmes, mais cette information ajoutée à l’autonomie de la norme WLTP actuelle permettrait de mieux anticiper le rayon d’action d’une voiture électrique.

De notre côté, nous avons fait le choix d’essayer les voitures selon un protocole strict, avec pour seule variable la température extérieure (mais une batterie déjà en bonne condition thermique au départ). Cette année, nous avons décidé de resserrer la fourchette de températures avec un minimum de 10 °C et un maximum de 18 °C, afin de mieux graviter autour de la moyenne nationale. Ce qui signifie que nous baisserons le rideau en été, là où il est difficile de descendre sous les 18 °C même au milieu de la nuit.

Avec la rubrique Timbre Vert, les journalistes d’Automobile-propre sont là pour répondre à vos questions sur l’électromobilité. Choix d’un véhicule, besoin d’un renseignement technique… Envoyez-nous vos interrogations en commentaire ci-dessous ou par mail à cette adresse :

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