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Sur la route électrifiée

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L’avenir des véhicules électriques ne passe pas forcément par des batteries à haute capacité. Des technologies pour recharger les bus, camions et voitures en roulant ou à l’arrêt se multiplient.

Sur la route électrifiée © D.R.

Et si la mobilité électrique se passait de batteries ? Imaginez voitures, bus, poids lourds et autres véhicules rouler 100 % électrique, sans polluer, en tirant leur énergie de la route qu’ils arpentent. Cerise sur le gâteau, l’infrastructure est invisible : des bobines métalliques courant sous le bitume alimentent les véhicules par induction, sans contact, en continu tout au long de leur trajet [lire page suivante]. Futuriste ? Un peu. Fantaisiste ? Pas du tout ! La mobilité électrique se heurte aux limites des batteries et de nombreux acteurs travaillent à s’en passer, au moins partiellement. Pour cela, pas de choix : la route aussi doit être électrifiée.

Une batterie suffit à la Bluecar d’Autolib’ pour circuler en ville. Mais pour parcourir de longues distances ou faire rouler des véhicules lourds, la densité énergétique de la meilleure chimie disponible, le lithium ion, est insuffisante. "Un bus de 12 mètres parcourant environ 300 kilomètres par jour en ville exigerait une batterie de plus de 3 tonnes. On voit de tels bus électriques venus de Chine : ils peuvent transporter 30 passagers en moins que les bus diesel", explique Jérémie Desjardins, le directeur de l’activité Primove, dédiée à l’alimentation par induction, chez Bombardier Transport. Avec davantage d’autonomie, il n’y aurait donc plus de place pour les passagers… La  solution repose sur le "biberonnage" des bus : une recharge fréquente et rapide de la batterie aux terminus, voire aux stations. "On peut diviser par cinq la taille de la batterie", se félicite Jérémie Desjardins. Bombardier a développé Primove, un système de charge rapide (à 200 kW) par induction suffisamment tolérante en matière de positionnement du bus pour être effective. Le constructeur a signé des contrats à Bruges (Belgique), à Braunschweig et à Mannheim (Allemagne), qui devraient démarrer d’ici à la fin 2013.

Un cycle de charge court

Le sans-contact n’est pas la seule option. Mis en œuvre depuis plusieurs années, le projet Ellisup recharge les bus d’Iveco Bus en bout de ligne, avec un système pantographe-caténaire. "Un bus “hybride plug-in” va tourner sur le site du Commissariat à l’énergie atomique, à Grenoble, dans les prochaines semaines. Début 2014, il circulera en test sur une ligne de la RATP à Paris, précise Philippe Grand, le directeur des affaires publiques d’Iveco. On économise 40 % à 50 % de carburant par rapport à un véhicule diesel. Mais des véhicules 100 % électrique seront testés dès l’été 2014."

Autre projet de biberonnage : Watt. Soutenu par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe), il utilise un bras robotisé, conçu par Robosoft et fixé sur le toit du bus construit par PVI, qui se connecte à des bornes (un "totem") installées aux stations. Début 2014, un test d’un an en exploitation sera effectué par Transdev à l’aéroport de Nice sur une ligne avec une dizaine de totems. "Très peu de batteries sont embarquées, uniquement pour permettre de manquer un ou deux arrêts. Le cycle de charge est d’une dizaine de secondes, explique Epvre Delquie, le directeur commercial de PVI, un spécialiste de la traction électrique. Au coût actuel des énergies, une telle solution, représentant un investissement de 5 millions d’euros, est rentabilisée en une dizaine d’années." La phase commerciale devrait débuter en 2016.

Des débouchés attendus

Le concept d’autoroute électrique développé par Siemens constitue une autre réponse. Il s’inspire du ferroviaire : des poids lourds hybrides équipés de caténaires rouleraient sur une voie d’autoroute surplombée par une caténaire. Siemens s’est engagé dans un partenariat avec Scania pour développer un tracteur de semi-remorque intégrant son concept d’"e-highway" prêt à être industrialisé. Un premier débouché est attendu sous peu. "On espère signer un pilote en Suède sur une voie reliant une mine à une plate-forme logistique", indique Nicolas Urien, le responsable des produits pour Siemens Mobility. Siemens travaille aussi avec Volvo sur un projet pour la zone portuaire de Long Beach (Californie), qui démarrerait dès 2015 avec quatre semi-remorques. L’objectif est d’électrifier 22 miles (33,4 kilomètres) et de faire tourner 40 000 véhicules à l’horizon 2020-2030. "Ces deux projets comptent rentabiliser le coût de l’infrastructure de 1 à 3 millions d’euros par km, et des tracteurs qui sont 50 % plus chers à terme par rapport à un diesel, grâce à un trafic intensif d’une flotte quasi-captive", explique Nicolas Urien.

Bombardier s’intéresse aussi à l’alimentation en continu des poids lourds par induction. Sa technologie est fondée sur la charge dynamique (les batteries sont chargées en roulant). "Nous l’avons testée sur des bus et des tramways jusqu’à 70 km/h", affirme Jérémie Desjardins. En attendant mieux, Bombardier a commencé la construction d’une piste d’essais à Mannheim pour le projet Slide In, mené avec Scania et d’autres scandinaves. En France, l’institut de recherche public-privé VeDeCoM vise aussi la charge dynamique par induction dans le cadre d’un projet européen. "Satory, dans les Yvelines, pourrait devenir le site de démonstration dans deux ans", affirme Jérôme Perrin, son directeur. Avant d’ouvrir une route électrifiée, on peut imaginer une phase intermédiaire avec des voies dédiées aux livraisons, aux taxis…

L’induction gagne du terrain


Transférer de l’énergie électrique sans contact d’une bobine (émetteur) vers une autre (collecteur) via un champ magnétique, voilà ce que permet l’induction. Outre la recharge « statique » de brosses à dents ou de smartphones, l’induction est largement utilisée en « dynamique » pour alimenter des machines industrielles mobiles comme des convoyeurs. Passer à la charge de voitures en train de rouler représente un grand pas en termes de puissance, de tolérance vis-à-vis des écarts de positionnement entre émetteur et collecteur et de rapidité de l’électronique de puissance. Des industriels comme Bombardier et Qualcomm, qui a racheté le spécialiste Halo IPT, y travaillent. Les progrès pourraient être dopés par la généralisation prochaine de l’induction pour la charge statique des voitures, qui séduit les constructeurs. D’autant que « la facilité d’usage qu’apporte l’induction permet des charges plus fréquentes, donc un besoin moindre de lourdes et chères batteries », souligne Anthony Thomson, le vice-président du développement et du marketing de Qualcomm. ?? 

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