Le coût environnemental du moteur à combustion interne et les 20 prochaines années

Le coût environnemental d'une voiture à combustion interne ne s'arrête pas au pot d'échappement ; c'est le total d'une chaîne qui s'étend de la chaîne de production à la raffinerie de carburant, des 150.000 kilomètres parcourus sur la route jusqu'au terrain où elle finit à la casse. Cette vision holistique que nous appelons analyse du cycle de vie montre qu'une berline essence standard du segment moyen émet environ 24 tonnes de CO₂e au cours de sa vie, et que seuls deux tiers de ces émissions proviennent de la combustion du carburant. Le reste se produit dans l'usine, à la raffinerie et dans la chaîne d'approvisionnement. Cet article déroule cette chaîne maillon par maillon, examine le rôle que l'Euro 7 et l'objectif de 2035 assignent à ce moteur, et débat avec des données de la place réaliste du moteur à combustion à l'ère de l'électrification.

Qu'est-ce que l'émission sur le cycle de vie et pourquoi ne se limite-t-elle pas à l'échappement ?

L'émission sur le cycle de vie est la quantité totale de gaz à effet de serre qu'un véhicule produit à chaque étape : production, utilisation et mise au rebut. La définition englobe non seulement les molécules sortant de l'échappement, mais aussi la fabrication, le transport du véhicule jusqu'à son premier point de vente, le raffinage et le transport des carburants liquides, et même, s'il s'agit d'un véhicule électrique, la production de l'énergie de charge. Évaluer l'impact environnemental d'un véhicule en regardant seulement le pot d'échappement, c'est comme juger la performance énergétique d'un bâtiment uniquement à partir de sa facture de chauffage : le tableau réel est bien plus large.

Ce calcul holistique réfute aussi une objection courante. L'argument selon lequel « les émissions des véhicules électriques seront simplement déplacées vers d'autres sources » est souvent avancé ; or le surplus de production reste un poste secondaire face à l'avantage acquis tout au long de sa vie d'utilisation. La fabrication représente 20 à 30 % des émissions totales du cycle de vie d'un véhicule, et les principaux postes sont l'acier, l'aluminium, le plastique et la production de la batterie. Ce ratio vaut aussi bien pour les véhicules à combustion que pour les véhicules à batterie - ce qui change, c'est le poids des postes.

Le carbone sorti du four : l'étape de production

Le carbone incorporé dans la production d'un véhicule à essence du segment moyen est d'environ 5,6 tCO₂e et près des trois quarts proviennent de l'acier de la carrosserie du véhicule (l'unité châssis-habitacle appelée glider dans le secteur). Pour un véhicule hybride de même taille, ce chiffre monte à 6,5 tonnes, à 6,7 tonnes pour l'hybride rechargeable ; pour le véhicule électrique à batterie, il atteint 8,8 tonnes, soit 46 % de l'empreinte carbone totale. Autrement dit, le véhicule à batterie quitte l'usine en portant déjà près de la moitié de sa charge carbone totale. Cela ne le disculpe pas ; cela précise simplement où il doit être comptabilisé.

Le bilan des 150.000 kilomètres

Comment l'avantage à l'usage compense-t-il le surcoût de production ? Voici le tableau complet du cycle de vie : véhicule à essence 24 tonnes (23 % de production), hybride 21 tonnes (31 %), hybride rechargeable 19 tonnes (35 %), électrique à batterie 19 tonnes (46 %). Les émissions de production de l'hybride et de l'hybride rechargeable sont supérieures à celles de l'essence, car un second système de transmission et une batterie sont ajoutés ; en contrepartie, la réduction de la consommation de carburant fait baisser le total. Le diesel constitue également un exemple d'équilibre intéressant : sur le même kilométrage de vie, il affiche un total d'émissions presque identique à celui de l'essence, car l'avantage d'efficacité énergétique est neutralisé par des émissions de production plus élevées.

Une autre comparaison, 200.000 miles (environ 320.000 km) de durée de vie, est réalisée : le cycle à combustion ajoute 48 tonnes de gaz à effet de serre pendant cette période et porte le total du véhicule à combustion interne à un niveau 41 % plus élevé que celui de l'électrique. À l'échelle mondiale, le tableau est similaire : les émissions sur le cycle de vie des voitures électriques à batterie immatriculées en 2021 sont 66–69 % plus faibles.

Combien de Grammes par Kilomètre : L'État Actuel de la Comparaison entre ICE et VE

Si l'on détaille les émissions du cycle de vie par kilomètre, un véhicule électrique à batterie de segment intermédiaire chargé avec le mix électrique actuel de l'UE 63 g CO₂e/km produit. Un véhicule à essence de segment similaire émet 235 g, un diesel 234 g. L'écart entre les deux est de 73 %; si l'électricité est entièrement produite à partir de sources renouvelables, cet écart peut atteindre 78 % . Les données intermédiaires vont dans le même sens : les véhicules au GNC émettent 13 % de moins que l'essence, les hybrides 20 %, les hybrides rechargeables 30 %, les véhicules à hydrogène d'origine gaz naturel 26 % de moins ; avec de l'hydrogène renouvelable, ce chiffre peut atteindre 79 %.

Deux notes méthodologiques sont importantes à la lecture de ce tableau. Premièrement, le constat selon lequel le VE produit moins d'émissions que son équivalent à essence « quel que soit le lieu de charge » figure comme conclusion commune aux évaluations de l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis et du MIT. Deuxièmement, l'erreur classique qui fausse la comparaison consiste à ignorer la tendance à la décarbonation du réseau électrique et à ne pas tenir compte de l'écart entre consommation de test et consommation réelle ; cet oubli présente injustement comme avantagés les véhicules à essence, diesel et hybrides par rapport à l'électrique à batterie. D'ailleurs, en 2021, le même calcul prévoyait un avantage de 24 % pour le BEV ; avec le verdissement du réseau, ce chiffre atteint aujourd'hui 73 %. Autrement dit, l'écart n'est pas un chiffre statique, mais un écartement qui se creuse avec le temps.

Systèmes de contrôle des émissions : La chaîne d'ingénierie qui nettoie l'échappement

En discutant du prix environnemental du moteur à combustion interne, il faut connaître la chaîne de dépollution propre au véhicule ; car les règles Euro reposent sur cette chaîne et, lorsqu'un maillon de la chaîne tombe en panne, tant les émissions que le résultat du contrôle technique se dégradent.

Catalyseur

Le catalyseur est un réacteur chimique monté sur la ligne d'échappement qui convertit le monoxyde de carbone, les hydrocarbures et les oxydes d'azote des gaz d'échappement en composés moins nocifs. Il figure parmi les principaux composants de contrôle des émissions définis par l'Agence américaine de protection de l'environnement, et lorsqu'il tombe en panne, le résultat est mesurable : les échecs au contrôle les plus couramment imputables au catalyseur sont des niveaux excessifs d'hydrocarbures, de monoxyde de carbone ou de NOx, ainsi que les codes d'erreur d'efficacité du convertisseur. Bien entendu, ce n'est pas toujours le convertisseur qui est le coupable de l'échec ; un bouchon de réservoir défectueux, un filtre à air encrassé, des bougies usées, une sonde à oxygène défaillante ou un voyant d'anomalie allumé figurent aussi parmi les causes classiques pouvant faire échouer le test.

FAP : filtre à particules diesel

Le filtre à particules diesel (FAP ou DPF) est une unité en céramique poreuse qui capture physiquement la suie et les particules traversant le système d'échappement. Comme son nom l'indique, c'est un filtre qui se remplit et se bouche avec le temps. La principale cause de colmatage est l'absence d'un profil d'utilisation suffisamment chaud et long pour permettre aux cycles de régénération, qui brûlent la suie accumulée dans le filtre, de s'achever ; une utilisation sur courtes distances avec de fréquents arrêts-démarrages interrompt ces cycles et le filtre se bouche. Le DPF fonctionne dans le cadre d'un système à plusieurs étages avec le SCR : le DPF cible les particules, le SCR les oxydes d'azote.

SCR et AdBlue

Le SCR (Réduction Catalytique Sélective) est le système développé pour réduire les émissions de NOx. Sa logique de fonctionnement est simple : un liquide à base d'urée connu sous le nom d'AdBlue (dont le nom commercial est DEF) est injecté dans les gaz d'échappement et, par réaction catalytique, convertit les oxydes d'azote en composants inoffensifs que sont l'azote et l'eau. La collaboration entre le DPF et le SCR est le prix réel que paie le diesel moderne pour atteindre les normes Euro 6 et supérieures ; ce prix se répercute sur la vie quotidienne du conducteur non seulement en termes de coût, mais aussi en termes de profil de maintenance et de pannes.

Que change Euro 7 ?

La norme Euro 7 a été adoptée en 2024 et est entrée en vigueur en 2026; son application pour les automobiles et les véhicules utilitaires légers commence à partir de novembre 2026, tandis que le calendrier pour les poids lourds et les autobus pointe vers mai 2028. L'innovation la plus remarquable de la norme est qu'elle déplace le contrôle hors du tuyau d'échappement : pour la première fois, des limites sont imposées aux émissions de particules dues à l'usure des freins et à l'usure des pneus. C'est un saut logique du point de vue de l'ingénierie, car à mesure que les filtres d'échappement mûrissent, la part des freins et de la poussière des pneus dans la pollution routière augmente ; la norme suit donc la véritable source de la pollution.

Le deuxième point important est la durabilité. Euro 7 exige, selon la catégorie du véhicule, jusqu'à 200 000 km ou pendant 10 ans à rester conforme à la norme d'émissions, et inclut également des exigences de durabilité de la batterie. Le sens est clair : un véhicule "propre à sa sortie d'usine" ne suffit plus, il doit être conçu pour rester propre tout au long de sa durée de vie. Pour les opérateurs qui préparent leur flotte à ce calendrier, cela signifie que la robustesse à long terme des systèmes d'émission doit être placée au centre de la stratégie de maintenance.

Zones à faibles émissions et objectif 2035 : comment le moteur thermique est-il poussé vers la sortie ?

La pression réglementaire ne vient pas uniquement des normes de fabrication des véhicules ; les villes poussent dans le même sens à leur échelle. En 2026, plus de 300 villes européennes restreignent les véhicules diesel ; les diesels Euro 4-6 sont interdits dans des métropoles comme Paris, Londres, Berlin et Madrid, et les amendes commencent à 68 €. Au Danemark, Copenhague, Frederiksberg, Aalborg, Odense et Aarhus appliquent des zones à faibles émissions (LEZ) depuis octobre 2023. Un cran plus loin, trois zones (partielles) à zéro émission (ZEZ) sont déjà en vigueur dans des villes européennes, et toutes les zones LEZ/ZEZ du continent peuvent être cartographiées pays par pays.

La règle principale qui rétrécit plutôt que ferme la porte est l'objectif 2035 de l'UE : à partir de 2035, les constructeurs automobiles devront respecter l'objectif de réduction de 90 % des émissions à l'échappement et la vente de nouveaux véhicules essence et diesel prendra fin dans l'UE. Le tableau ne se limite pas à la partie européenne ; parmi ceux qui prévoient de mettre fin à la vente de nouveaux véhicules essence et diesel en 2035 figurent, outre l'UE, d'autres pays ainsi que 12 États américains . Pour le moteur à combustion interne, cela ne signifie pas une interdiction soudaine, mais vivre dans un marché qui se rétrécit chaque année.

Hybrides et e-carburants : l'avenir réaliste du moteur thermique

Dans les scénarios d'après 2035, deux thèmes ressortent : la technologie hybride et les carburants de synthèse. Tous deux offrent au moteur à combustion interne, par des voies détournées, un bail à court ou long terme.

Hybrides : véhicule de transition ou solution durable ?

Selon un point de vue, les systèmes hybrides constituent le moyen le plus rapide de réduire les émissions de CO₂ des véhicules et présentent un avantage si l'on raisonne en cycle de vie ; un livre blanc daté de 2026 positionne la technologie hybride comme une approche d'équilibre « résiliente pour l'avenir » dans le contexte de la préparation de la chaîne d'approvisionnement et du réseau électrique. En revanche, les données de l'ICCT dressent un tableau plus froid : une réduction des émissions de 20 % pour l'hybride et de 30 % pour l'hybride rechargeable, contre 73 % pour le véhicule électrique à batterie, signifie des émissions trois fois plus élevées, et l'arrêt progressif des immatriculations de véhicules ICE/HEV/PHEV d'ici 2035 semble compatible avec les objectifs climatiques de l'UE. En outre, même l'ajout de biocarburants avancés à un taux optimiste ne modifie la tendance climatique qu'en réduisant les émissions sur le cycle de vie des véhicules à combustion interne de seulement 0,5–0,6 % (3 % pour le diesel). Interprétation pratique : l'hybride est un gain de temps jusqu'à ce que le réseau et la chaîne d'approvisionnement soient prêts, non un objectif permanent.

Les e-carburants : espoir synthétique et problème d'inefficacité

Les carburants de synthèse (e-carburants) sont produits en captant le carbone à partir d'électricité renouvelable et en le convertissant en carburant liquide, et sont en théorie 100 % neutres en CO₂; ils peuvent être utilisés sans modification majeure des moteurs à combustion interne actuels. C'est pourquoi ils sont considérés comme la porte permettant au moteur de survivre après 2035, et un intense débat de lobbying a eu lieu en Allemagne pour autoriser la vente de véhicules fonctionnant aux e-carburants après 2035. L'argument de la partie adverse repose sur la longueur de la chaîne énergétique : la chaîne de conversion de l'électricité au carburant, puis du carburant à la roue, est inefficace ; les analyses qui remettent en question l'idée que les e-carburants constituent une solution appropriée pour l'automobile en Europe placent cette inefficacité au centre du débat. L'évaluation de l'ICCT est elle aussi prudente : bien que les véhicules à e-carburants puissent théoriquement atteindre des émissions sur le cycle de vie aussi faibles que les BEV, l'avenir de l'approvisionnement en e-carburants pour le secteur routier reste incertain et les coûts devraient rester élevés. En résumé : la porte des e-carburants n'est pas totalement fermée, mais avec les données actuelles, la clé n'est promise à personne.

Un dernier débat concerne la flotte existante : selon un point de vue citant une étude de la revue Science, retirer prématurément un véhicule à combustion interne pour le remplacer par un véhicule électrique pourrait apporter un bénéfice climatique plus important. Face à cet argument se dresse la réalité du carbone de production ; chaque décision de mise à la casse anticipée est un problème d'équilibre qui doit être tranché en calculant ensemble la durée de vie récupérée du véhicule mis à la casse et le carbone de production du nouveau véhicule.

Le résumé de l'ingénieur : Qu'est-ce qui change, qu'est-ce qui ne dure pas ?

Quand on place les chiffres côte à côte, le tableau devient clair : en 20 ans, le moteur à combustion interne a purifié ses émissions à l'échappement grâce à des systèmes comme le catalyseur, le DPF et la SCR jusqu'à les rendre remarquables, mais le coût environnemental total reste encore trois à quatre fois supérieur à celui de l'alternative électrique. Le contrôle Euro 7, en s'attaquant aux poussières de frein et de pneus, clôt l'ère centrée sur l'échappement ; les interdictions urbaines réduisent son champ d'utilisation ; l'objectif de 2035, lui, inscrit la fin des ventes au calendrier. Si les hybrides et les e-carburants offrent au moteur des perspectives à court terme, les données actuelles les présentent non comme un vœu pieux d'avenir durable, mais comme des technologies de transition porteuses d'une courbe de réduction mesurable. Le moteur à combustion interne ne disparaîtra pas - les charges lourdes, les applications spéciales et les flottes existantes en auront encore besoin un certain temps - mais son rôle central dans l'automobile particulière approche de sa fin selon un processus mesuré et calendaire.

Sources

• Life-cycle greenhouse gas emissions from passenger cars in the EU: 2025 update (ICCT)
• Lifecycle emissions from cars (LowCVP/Ricardo)
• Lifecycle emissions (Green Vehicle Guide, Australian Government)
• Vehicle emissions and battery durability (Euro 7) - EUR-Lex
• Euro 7 emission standard: business impact and timeline (Geotab)
• Cars and vans - Climate Action (European Commission)
• Electric Vehicle Myths (US EPA)
• Are electric vehicles definitely better for the climate than gas-powered cars? (MIT Climate)
• Life Cycle Carbon Emissions of Electric and Combustion Vehicles (Transportation Energy)
• Understanding DPF and SCR Systems (DENSO)
• Will a Bad Catalytic Converter Make You Fail a Smog Test? (HotExhaust)
• E-fuels: Where will the road take us? (Kearney)
• Why are synthetic fuels not the solution for the car in Europe? (Carbone 4)
• The development trends of low- and zero-emission zones in Europe (Clean Cities Campaign)
• Diversity in transportation: Why a mix of propulsion systems? (ScienceDirect)