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opportunités d’investissement dans les technologies des Véhicules Électriques (VE)

Mai 2020

Investir dans les technologies des véhicules électriques

Des batteries plus légères et plus puissantes à une nouvelle génération de semi-conducteurs, on ne compte plus aujourd'hui les technologies qui révolutionnent le secteur des voitures électriques et dans lesquelles il est possible d'investir.

Grâce à la personnalité exubérante de son fondateur et à la croissance de près de 400% du cours de son action au cours de l’année écoulée, ou presque, Tesla est devenue l’emblème de la transition vers les transports zéro émission de CO2.

Néanmoins, la révolution du véhicule écologique ne s’arrête pas à Elon Musk, peu importe ce que la presse peut bien laisser croire aux investisseurs.

Elle dépend tout autant du large éventail de technologies indispensables à l’électrification. Les batteries plus légères et d’une plus grande capacité, les chargeurs ultrarapides et une nouvelle génération de semi-conducteurs sont autant d’éléments dont l’impact sera au moins aussi élevé que celui du constructeur automobile la plus célèbre de la planète. Il est par ailleurs tout aussi possible d’y investir, ce qui n’est pas sans importance.

Batteries et chargeurs

Après quelques faux départs, l’électrification est sur les rails.

Selon l’Agence internationale de l’énergie, on comptait 5 millions de véhicules électriques (VE) sur les routes dans le monde en 2018, soit 2 millions de plus que l’année précédente.

D’ici à 2030, la Chine et l’Europe vendront pas moins de 18 millions de VE chaque année, soit plus que le total cumulé des véhicules essence et diesel1.

À première vue, ces chiffres peuvent sembler optimistes. Deux enjeux sont cependant incontournables: la durabilité et le développement technologique à grande vitesse. L’environnement constitue un enjeu de poids.

Le remplacement de cinq millions de moteurs à explosion par des véhicules électriques équivaut à une baisse de 36 millions de tonnes d'émissions de CO2 dans l’atmosphère.

Il contribue également à réduire la pollution atmosphérique, responsable de la mort de plus de 7 millions de personnes par an, un argument qui s’est fait plus pressant alors que le monde se remet à peine de l’épidémie de coronavirus. 

Certains signaux montrent en effet que la Chine met l’accent sur le secteur des VE pour profiter de mesures de relance économique post-coronavirus. Pékin s’est déjà engagée à faire passer la part des VE sur les routes chinoises dans les cinq prochaines années à 25%, contre seulement 5% en 2019.

L’attrait des VE ne réside pas seulement dans leur faible empreinte environnementale: les Tesla et leurs concurrentes sont également moins chères et plus efficaces.

Dans moins de cinq ans, la plupart des VE seront probablement plus abordables que les véhicules conventionnels équivalents, compte tenu de l’augmentation de la production et de la baisse du coût des technologies innovantes2.

Grâce à une impressionnante amélioration de l’efficacité de la technologie lithium-ion, le coût des batteries a reculé de 90% au cours de la dernière décennie. Les prévisions tablent sur une baisse supplémentaire d’environ 50% entre aujourd’hui et 20243. Par exemple, le coût d’une batterie standard de type NMC622 s’élève à présent à seulement 112 EUR/kilowatt heure (kWh)4.

Réduire les coûts
Les batteries au lithium sont de moins en moins chères et de plus en plus puissantes
baisse du prix des batteries au lithium

Cathode nickel-manganèse-cobalt avec une composition de: 33% de nickel, 33% de manganèse et 33% de cobalt (NMC111); 60% de nickel, 20% de manganèse et 20% de cobalt (NMC622); 80% de nickel, 10% de manganèse et 10% de cobalt (NMC811) Source: analyse P3 du coût des éléments; https://researchinterfaces.com/know-next-generation-nmc811-cathode

Cela renforce d’autant plus l’intérêt financier de rouler en VE, car les frais de fonctionnement d’un VE ne représentent qu’une fraction de la facture d’entretien d’une grosse cylindrée5.

En parallèle, les constructeurs augmentent régulièrement la teneur en nickel des éléments de batterie pour améliorer leur capacité, réduire leur poids et augmenter l’autonomie des VE.

Autre avantage, cela réduit la part de cobalt dans les batteries. Le cobalt est une matière première onéreuse et controversée.

Plus de la moitié de la production mondiale provient du Congo, un pays en proie à des conflits et gangrené par la corruption.

Le coût de la prochaine génération de batteries, appelée NMC811, qui contient 50% de cobalt en moins que ses prédécesseurs et devrait permettre à l’autonomie des VE de dépasser allègrement les 500 km, pourrait atteindre 69 EUR/kWh au cours des années à venir.

Les batteries dites solides sont les prochaines sur la liste. Celles-ci ne contiennent pas du tout de cobalt.

Alors qu’il faudra peut-être quelques années avant de voir ces batteries produites en nombre, elles sont représentatives du type de progrès technologique qui soutiendra l’avenir des VE.

Semi-conducteurs: mini poids lourds

Les chargeurs de batterie gagnent également en rapidité afin que les automobilistes puissent reprendre rapidement la route après avoir branché leur véhicule.

Certains des nouveaux superchargeurs affichent des puissances de 250 kW, soit le double de ce que proposaient les modèles de première génération de Tesla, avec 120 à 150 kW seulement.

Autrement dit, cinq minutes de charge pourraient permettre de parcourir jusqu’à 120 km. Un nouveau réseau de chargeurs déployé à travers l’Europe et fonctionnant avec une tension de 800 V pourrait faire passer la puissance de charge au niveau impressionnant de 350 kW.

Pour y parvenir, cela dit, il faudra d’abord s’affranchir de quelques obstacles technologiques.

En premier lieu, il y a la question de la conversion électrique. Ces chargeurs ultrarapides ont besoin d’une alimentation électrique puissante, qui équivaut à la consommation d’environ 60 foyers de taille moyenne6.

Étant donné qu’ils fonctionnent avec du courant continu (CC), les chargeurs rapides doivent commencer par convertir le courant alternatif (CA) fourni par le réseau en CC.

Puis vient la voiture elle-même. Pour qu’un VE puisse utiliser un chargeur ultrarapide, il doit être doté de systèmes électroniques et de semi-conducteurs de pointe pour gérer la puissance. La refonte de ces systèmes est une entreprise d’envergure étant donné qu’une voiture électrique utilise jusqu’à 15 fois plus de semi-conducteurs qu’une voiture à essence pour la gestion de la puissance.

C’est pour cette raison qu’une nouvelle génération de puces de silicium haute puissance peut aider.

Dénommés «semi-conducteurs de puissance», ces circuits intégrés sont les pièces maîtresses de l’électronique de puissance: ils convertissent l’électricité entre les différentes tensions CC et CA et les différentes fréquences et contribuent au maintien d’un flux stable d’électricité.

Les semi-conducteurs sont également essentiels pour limiter les pertes de puissance et réduire la consommation d’énergie, ce qui est tout aussi important: aujourd’hui, près de 70% de l’électricité est perdue entre sa production dans une centrale électrique et l’appareil situé à l’autre bout de la ligne en raison des modifications constantes du signal électrique.

Les technologies qui alimentent les VE évoluent rapidement et montrent la voie vers un avenir tout électrique.

Le SiC: un matériau vedette

Le secteur des VE se tourne également vers de nouveaux matériaux pour améliorer son efficacité. Le carbure de silicium (SiC) est l’un d’eux.

Découvert pour la première fois dans une météorite vieille de 4 milliards d’années, ce composite cristallin durable de silicium et de carbone permet aux moteurs électriques de fonctionner avec des tensions plus importantes lorsqu’il est utilisé à la place du silicium traditionnel un semi-conducteur. Il affiche une conductivité thermique trois fois plus élevée que celle du silicium traditionnel.

Le SiC ne fond même pas, mais affiche une température de sublimation de 2 700 °C.

Par rapport aux appareils au silicium, ceux qui utilisent du SiC sont plus petits, plus rapides et plus performants lorsqu’ils fonctionnent à des puissances élevées.

Ils sont aussi en mesure de réduire de moitié le temps de charge et d’augmenter jusqu’à 20% l’autonomie des véhicules7.

Les technologies qui alimentent les VE évoluent rapidement et montrent la voie vers un avenir tout électrique qui offre de nombreuses opportunités aux investisseurs, bien au-delà de Tesla.

La stratégie Clean Energy: investir dans les technologies des VE

La montée des VE met en lumière un grand nombre de technologies et de secteurs sous-évalués et qui constituent des opportunités à long terme attractives pour les investisseurs.

Parmi les secteurs les plus prometteurs, citons, par exemple, celui des services aux collectivités de niche qui construisent et exploitent les infrastructures de charge ou les sociétés industrielles qui fabriquent les moteurs électriques.

Les batteries et les semi-conducteurs, grâce à leurs innovations technologiques rapides, représentent également un terrain de chasse fertile pour les investisseurs.

Au sein du secteur des semi-conducteurs, les semi-conducteurs de puissance sont un segment en croissance rapide dont le chiffre d’affaires devrait atteindre 55 milliards de dollars US d’ici à 2025.

Les sociétés qui mettent au point ces composants profitent d’importantes barrières à l’entrée et de marges structurellement élevées.

Les semi-conducteurs de puissance au SiC sont un autre domaine de croissance. La demande des constructeurs automobiles internationaux pour ce nouveau matériau devrait augmenter de plus de 60% (taux de croissance annuel composé) entre 2018 et 2030.

Malgré tout, la production des semi-conducteurs au SiC est plus complexe que leurs homologues traditionnels au silicium. Ils nécessitent donc des technologies de production sophistiquées, que seule une poignée de fabricants maîtrise dans le monde.