Vers la motorisation hybride

Les constructeurs de moteurs font feu de tout bois pour réduire les émissions polluantes. Avec en pointe de mire, mêmes maux mêmes remèdes, des solutions semblables à celles de l’industrie automobile.

Ecologiquement correct... Quand on s’active dans les près verts comme c’est le cas des équipements agricoles, cet objectif constitue une seconde nature. La première étant évidemment la productivité. Ces progrès technologiques sont fortement illustrés par la fabrication des moteurs qui équipent les engins agricoles. La nécessité de s’adapter aux nouvelles normes environnementales toujours plus contraignantes, comme la Tier 3 et bientôt la Tier 4 (voir encadré), obligent les constructeurs à innover en permanence. Certains ont donc adapté leurs moteurs aux biocarburants comme c’est le cas du Dieselmax 444 mis au point par JCB. Utilisé dans les machines du constructeur anglais et chez certains clients externes, ce moteur de 79 à 165 CV est conforme à la norme Tier III. « Et il accepte du carburant B20 Biodiesel (20% Biofuel) », confirme Tim Leverton, Engineering Director du groupe JCB.

Même démarche pour John Deere qui, tout en se préparant activement pour l’intégration de la norme Stage IV, a mis au point des moteurs Diesel satisfaisant aux niveaux d’émission Stage III B. Trois solutions coexistent dans son catalogue, le PowerTech M, le Powertech E, ainsi que le nec plus ultra, le PowerTech Plus. Ce dernier dispose d’un système d'injection haute pression à rampe commune, d’un turbocompresseur à géométrie variable, et de recirculation des gaz d’échappement refroidis. L’objectif étant de réduire la température de combustion du moteur, donc les émissions d'oxydes d'azote (NOx). « Car, plus cette température maximale est élevée, plus le moteur génère d’oxyde d’azote », explique Thierry Chesneau, responsable Produits et Marchés chez John Deere Power Systems. Les autres polluants résiduels, ainsi que les particules Diesel sont traités par un catalyseur d'oxydation couplé à un filtre à particules. Pour le spécialiste, « le séquencement de l’injection multiple disponible sur ces moteurs, améliore le contrôle des émissions, tout en améliorant les performances et le niveau sonore. » Ce niveau Stage III B impose une réduction de 90% des émissions de particules (PM) à 2 g/kW.h et de 45% des oxydes d'azote (NOx) à 0,02 g/kW.h », remarque l’ingénieur. Les développements du constructeur américain visent ainsi l’année 2015, quand les normes de réduction des polluants seront encore plus drastiques.

Récompensé par une médaille d’or au concours des innovations du Sima 2009 (Salon mondial des fournisseurs de l’agriculture et de l’élevage), le système imaginé par New Holland Agricultural Equipment préfigure quant à lui, l’avenir. Il s’agit d’un tracteur fonctionnant à l’hydrogène dans une ferme énergétiquement autonome. Baptisé NH2, ce tracteur reçoit le hydrogène nécessaire à son fonctionnement grâce à l’électrolyse de l’eau réalisée à la ferme. L’électricité pour cette électrolyse étant fournie par une éolienne, un système solaire ou la biomasse.

La production de l’hydrogène fait également l’objet de développements de CETH (Compagnie européenne des technologies de l’hydrogène). « Nous avons mis au point le prototype d’un système de fabrication d’hydrogène destiné à la filière agricole », annonce Pascal Morand, directeur général de la société. « Ce « reformeur » casse la molécule de bioéthanol de deuxième génération pour extraire l’hydrogène nécessaire au fonctionnement de différents engins agricoles. »

A l’Institut de recherches en sciences et technologies pour l’environnement (Cemagref) on étudie de près toutes ces motorisations présentes et surtout, futures. Dotée de moyens modernes, son unité "Technologies pour la sécurité et les performances des agroéquipements" assure des essais de tracteurs, de machines agricoles, forestières, d'entretien des espaces verts. « L’hybridation des moteurs fait partie de nos axes de recherches depuis près de deux ans », confirme Thierry Langle, responsable technique de cette unité. Avec comme fil conducteur : repenser le mode de production et la distribution de l’énergie entre les tracteurs et leurs outils. Diminuer la puissance des moteurs thermiques, mettre en place des stratégies de stockage et déstockage de l’énergie, récupérer l’énergie perdue, optimiser le rendement... les sujets de recherche ne manquent pas. « Remplacer la transmission mécanique classique par une solution électrique ouvre des perspectives nouvelles en terme de sécurité», constate le spécialiste. En agissant par exemple, de façon différencié sur les roues il est possible d'accroitre la stabilité et d'éviter des renversements. Quant à la pile à combustible, « son adoption sera peut-être plus facile que dans l’automobile, car le poids n’est pas un ennemi si coriace que dans le cas du tracteur », considère Thierry Langle. « Au contraire, il faut pour certaines utilisations, lester la machine. »




L’amélioration du fonctionnement des équipements agricoles est un objectif essentiel pour tous les fabricants, comme le prouve par exemple, Noremat.

« La réduction de la consommation n’est bien sûr, qu’un aspect de l’innovation, qui doit s’inscrire dans une stratégie plus large, celle du développement durable », confirme Guillaume Laurent, directeur marketing de Noremat, société spécialisée dans l’entretien des accotements routiers et du paysage. Sa tête de fauchage Tactil, répond à cet impératif. « Non seulement, elle réduit la consommation de carburant de 20 à 25%, mais elle répond à d’autres contraintes environnementales », précise le spécialiste. Comme la recherche de biodiversité, la diminution de la pollution sonore, ou encore la réduction des risques d'accident. Un résultat obtenu grâce à de nombreuses astuces de conception, comme son rotor dont le diamètre est plus gros (500 mm au lieu de 400 mm) ce qui réduit la puissance nécessaire pour son entraînement. Ou la plaque supérieure en matériau composite qui assure la réduction du niveau sonore et le gain de poids...

Mirel Scherer




Les diminutions de NOx et particules en fonction des puissances


Source : www.tier4.fr