Les engins de Travaux Publics hybrides au service de l’environnement

A l’origine développée par l’industrie automobile, la motorisation hybride a aujourd’hui le vent en poupe pour les engins de travaux publics. Les constructeurs mettent les bouchées doubles pour réduire la consommation de leurs équipements et moins polluer. Un impératif tout en sachant que le projet de taxation des émissions de CO2 avance et que les normes antipollution Tiers 4 évoluent.

Des engins de TP hybrides plus maniables

Le fonctionnement reste le même : récupération de l’énergie cinétique perdue, stockage, puis restitution de celle-ci.

Cependant, la différence avec le secteur automobile est de taille. En effet, les constructeurs d’engins de travaux publics recherchent une puissance électrique délivrée rapidement pour soulager le moteur diesel plus qu’une large capacité de stockage de l’énergie.

Pour obtenir ce résultat, ils utilisent des super condensateurs. Le fonctionnement de ces derniers repose sur la migration d’électrons et d’ions pour le chargement et le déchargement. Le transfert de courant s’effectue ainsi beaucoup plus rapidement qu’à partir de batteries produisant de l’électricité à partir de réactions chimiques.

L’énergie récupérée peut provenir du freinage ou de la rotation de la tourelle dans le cadre d’une pelle hydraulique par exemple. Grâce à cette puissance disponible, les engins hybrides sont plus maniables : amélioration du couple de démarrage, souplesse lors des manœuvres etc.

Des économies de carburant pouvant atteindre 40 %

En 2008, le constructeur Komatsu présentait la première pelle hybride au monde. Son principe est le suivant : le moteur hydraulique de rotation de la tourelle est remplacé par un ensemble moteur-générateur électrique. Celui-ci, à chaque freinage de la tourelle, récupère l’énergie cinétique qui est alors restituée à la prochaine rotation de la pelle sous forme d’énergie électrique.

Cette pelle hybride permettait de diminuer les émissions de CO2 et  de réduire la consommation de carburant de 25 % par rapport à une pelle classique.

Le constructeur Caterpillar développe quant à lui une technologie de type hybride hydro-électrique dont le principe repose sur le stockage d’énergie sous forme d’huile sous pression, et non électrique.

Aujourd’hui, les modèles de dernière génération assurent une réduction de la consommation de carburant pouvant atteindre 40 % en fonction de l’application. Par ailleurs, les engins hybrides contribuent à la réduction significative des nuisances sonores sur les chantiers.

Ces développements vont dans le bon sens, et les prochaines technologies évolueront très certainement en fonction des limites fixées par les prochaines normes antipollution.

Des risques électriques et incendie à craindre ?

Il est possible que ces nouvelles technologies compliquent la maintenance des engins en nécessitant des techniciens certifiés pour intervenir sur le matériel et il conviendra également de s’interroger sur le risque électrique et d’incendie inhérent à la présence de batteries de type Lithium (fiabilité, tenue aux court circuits et surcharge etc.).  Il est cependant trop tôt pour se prononcer sur ces points.

Dans le secteur automobile, de nombreuses rumeurs avaient circulé sur la dangerosité de certains modèles. La présence d’une batterie haute tension faisait craindre des risques d’explosion ou d’incendie. Les années ont dissipé ces craintes et les modèles hybrides font partie aujourd’hui des véhicules les plus sûrs de leur catégorie selon certains organismes de notation.

Bien que les engins de chantier soient plus exposés en raison de leur environnement – choc thermique, vibrations, humidité –  la technologie hydrique a indéniablement un bel avenir devant elle dans ce secteur.

Restera à améliorer les capacités de stockage des futures batteries afin de dépasser les limites technologiques actuelles, et peut-être voir apparaitre un jour sur le marché des engins 100 % électrique.

Il semblerait d’ailleurs qu’un constructeur travaille déjà au sein de son usine française, sur un prototype de mini pelle adoptant une technologie de ce type…

 

Nicolas Arnaud, Expert Energies

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