Le Cygne noir 2017-2018

Le Cygne noir 2017-2018

Journal des élèves de l'IPSA Paris

Tesla et l’électrique, une affaire qui roule

Mis en ligne en mai 2017

Une Tesla Model S, le modèle phare du constructeur. (Photo : Yann Ouensanga)

En 2017, rare sont ceux qui n’ont jamais entendu parler de Tesla, la firme automobile créée par le sud-africain Elon Musk en 2003. Tesla est connu pour ne produire que des voitures électriques, qui sont bien plus performantes que la concurrence.

Tesla a réussi à révolutionné l’automobile électrique grâce à un système de batterie très ingénieux qui permet une autonomie et des performances hors du commun par rapport à ce qu’il se fait chez les concurrents, le tout pour un temps de recharge extrêmement rapide. Mais aussi grâce à l’aide de son PDG Elon Musk, qui a su inventer et maintenir un excellent modèle commercial pour rendre la voiture automobile accessible au plus grand nombre.

 

Une batterie comme ingrédient magique

L’entreprise lance en 2008 la production de la Roadster sur une base de châssis Lotus, et devient précurseur dans le domaine de l’automobile électrique. Des performances folles sont annoncées, une autonomie de 340 kilomètres (contre par exemple 170 kilomètres pour une Renault Zoé à son lancement en 2012) et un 0 à 100 km/h en seulement 3,9 secondes. Tout cela est possible grâce à une batterie au lithium-ION de 53 kW, un rapport puissance/autonomie très convenable compte tenu de l’époque. Avec la Roadster, Tesla commence à se faire un petit nom mais uniquement chez les initiés.

Le « plancher de batteries ». (Photo : inconnue)

C’est avec le modèle suivant que la révolution va se mettre en marche et que Tesla ne sera plus un petit constructeur confidentiel. En effet, en 2012 la Model S va démocratiser la voiture électrique avec une autonomie tout simplement jamais vue, 426 kilomètres avec le modèle 85 (pour 85 kW, la puissance de la batterie), elle sera aussi déclinée en 60 kW pour une autonomie de 335 kilomètres.

Il faut évidemment une grande puissance dans un volume et un poids contenu pour permettre un tel exploit. En réduisant le poids au maximum, pour une puissance équivalente la batterie aura une autonomie bien meilleure. Tesla, pour arriver à de pareils résultats, a créé un dispositif inédit de batterie bien différent des batteries traditionnelles qui sont ni plus ni moins qu’une grosse pile au lithium-ION. Les ingénieurs ont mis au point un système de piles (faible en volume et poids) reliées entre elles pour former un « plancher » qui va venir se poser sur le châssis. Prenons exemple sur la version 85 kW, la batterie au lithium-ION est en fait un « plancher » composé de 16 modules comportant chacun 6 ensembles de pile, soit 96 ensembles. Chaque ensemble est composé de 74 piles. La batterie est composée de 7104 piles. Ces piles sont des piles rechargeables Panasonic 18650B : les mêmes qui équipent des télécommandes ou des ordinateurs portables. Chaque pile pèse 47,5 grammes, une batterie pèsera donc 337,44 kg. Ce qui nous fait un rapport poids/puissance batterie de 0,25 kW/kg, comparons à une Zoé actuelle qui à une batterie de 65 kW pour 290 kg soit un rapport de 0,22 kW/kg. Tesla à donc près de 4 ans d’avance sur les marquent concurrentes.

Le Supercharger Tesla qui peut être aisément compris grâce à la métaphore du verre d’eau. Au fur et à mesure que l’on verse, on réduit le débit pour ajouter les dernières gouttes sans le faire déborder. (Photo : Tesla)

Dernier point très important, la recharge de ces batteries. Tesla a conçu des chargeurs qu’ils appellent les « Superchargeurs ». Ce Superchargeur est composé de plusieurs chargeurs montés en parallèles, qui auront une puissance de 120 kW, et qui auront pour but de convertir le courant alternatif en courant continu pour qu’il puisse être stocké. Une fois la batterie presque entièrement rechargée, l’ordinateur de bord de la voiture va réduire progressivement le courant optimal pour achever le chargement des dernières cellules. Pour illustrer ce principe, on peut utiliser la métaphore d’un verre d’eau. Au fur et à mesure que l’on verse, on réduit le débit pour ajouter les dernières gouttes sans le faire déborder. Transposé à une batterie, cela équivaut à baisser le courant pour équilibrer la tension dans les cellules. Ainsi lorsque la batterie est quasiment rechargée, le débit est graduellement réduit, comme une goutte à goutte, rendant par conséquent la fin de charge un peu plus longue. Ces Superchargeurs sont uniques est spécialement dédiés à Tesla (même si toute voiture électrique peut venir se recharger sur ces bornes), pour une Model S de 90kW il ne faudra qu’environ 40 minutes pour charger la batterie à 80% mais presque deux fois plus de temps pour une charge complète à 100% (environ 75 minutes). Ce temps de charge allongé est évidemment dû au fait qu’il y a une régulation du flux de courant qui arrive dans les batteries.

En ayant développé de façon avant-gardistes les batteries, le constructeur automobile américain s’est placé en tête du marché de la voiture électrique et risque de dominer ce marché pendant encore de nombreuses années. Elle ne se repose pas non plus sur ses lauriers, elle continue de développer ses batteries pour encore augmenter la puissance et l’autonomie de ses voitures, la Model S, le Model X ou encore la future Model 3 avec une version P100D, une batterie de 100 kW qui permet une accélération de 0 à 100 km/h en 2,5 secondes et surtout une autonomie de 613 kilomètres.

Cette capacité à rivaliser avec les grands noms de l’automobile dans le domaine du luxe et du sport, ainsi que sur son avance technologique sur les batteries, propulse Tesla au rang de meilleur constructeur de voiture électrique.

 

Une stratégie commerciale totalement inédite

Une Tesla Model S devant le Grand Hôtel de Paris. Tesla se positionne sur le segment premium. (Photo : Yann Ouensanga)

Second point très important : la stratégie commerciale de Tesla. Ce plan est présentée pour la première fois par Elon Musk en 2006 et est considéré comme un plan commercial de génie, du jamais vu chez les constructeurs automobiles. Premièrement, la Roadster produite en très peu d’exemplaires et étant très chère (120 000€ l’unité), n’a pas couté cher en développement à la marque puisque le châssis est celui d’une Lotus, il suffisait donc de développer le moteur électrique. Les revenus générés par les ventes de la Roadster ont servi à financer la Model S. Avec la Model S, Tesla commercialise une berline familiale haut de gamme dont les prix varient entre 70 000€ et 140 000€ selon les versions et les performances. Le marché du SUV se développant de façon exponentielle, Tesla lance le Model X avec des coûts de développement réduits puisqu’il partage le même châssis et les mêmes moteurs que la Model S mais avec une carrosserie de SUV. Le prix du Model X est sensiblement plus élevé, il varie entre 80 000€ et 150 000€ qui dépend encore une fois de la motorisation choisie. En commercialisant ces deux modèles haut de gamme, Tesla a financé le développement de la future berline familiale « abordable » qui sera commercialisée fin 2017 aux Etats-Unis et en 2018 dans le reste du monde avec un prix de base d’environ 35 000€ hors taxes. Avec cette stratégie commerciale inédite, Tesla va réussir à rendre la voiture électrique aux excellentes performances, surtout avec une véritable autonomie par rapport à la concurrence, accessible à tous.

Cette stratégie commerciale porte ses fruits puisque la firme est parvenue à passer d’environ 7 à 800 ventes en 2008 (chiffres très flous donné par Musk) à un petit peu plus de 76 000 en 2016. Tesla ne s’avance pas sur des prévisions de chiffres de ventes en 2017 mais Elon Musk vise les 500 000 ventes pour 2018 à l’aide de la future Model 3 (près de 400 000 réservations sur le modèle d’après le constructeur) et 1 000 000 de ventes d’ici 2020.

On peut alors dire que Tesla a pris une très grosse option sur les véhicules électriques puisque la concurrence reste loin derrière avec moins de ventes annuelles, par exemple la Nissan Leaf s’est écoulée à 43 500 exemplaires en 2015 contre 50 400 pour la Tesla Model S (qui enregistre une hausse de 60% des ventes). L’écart est sans doute rattrapable mais Tesla devrait conserver une avance considérable sur les performances de leurs batteries… De par la nature de la firme, ils sont concentrés uniquement sur les véhicules électriques là où les constructeurs généralistes sont encore occupés avec les modèles thermiques.

Yann Ouensanga

Pour en savoir plus

Le site Tesla

Explication sur la composition de la batterie 85kW

Stratégie commerciale de Tesla

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