Les camions pourraient bientôt rouler sur des autoroutes électrifiées

Les véhicules électriques permettent un transport plus propre. Cependant, ils sont bloqués par la portée limitée des batteries. Les longs temps de recharge aggravent encore le problème.

Ces problèmes sont exacerbés lorsqu’il s’agit de camions transportant des marchandises lourdes. Plus de charge utile signifie plus de poids, ce qui signifie moins d’autonomie, ou plus de batteries, ce qui signifie moins de charge utile. Les autoroutes électriques promettent de résoudre ce problème grâce à la magie des câbles aériens.

Surcharge de puissance

Les camions captent l’énergie des lignes aériennes via un pantographe avancé qui peut faire face aux conditions de route difficiles et accidentées. Crédit : Siemens

La formule pour les camions à moteur à combustion est simple. Jetez simplement un moteur de bonne taille à l’avant et ajoutez quelques gros réservoirs de carburant pour le faire fonctionner. Lorsque vous êtes à court de carburant, il faut peut-être dix minutes pour faire le plein et reprendre la route.

Les camions électriques n’ont pas ce luxe. Ils ont besoin de batteries gigantesques et lourdes pour leur donner une portée utilisable décente. Pour recharger ces packs dans un délai raisonnable, il leur faut alors des chargeurs délivrant des centaines de kilowatts de puissance. Tout cela coûte très cher, et tout ce poids de batterie réduit la charge utile et ajoute à l’usure de choses comme les pneus et les freins.

Le concept d’autoroute électrique résout ce problème d’une manière remarquablement simple. Il reprend le même concept que le trolleybus du 19ème siècle. Des câbles aériens sont suspendus sur une voie de l’autoroute et fournissent une alimentation haute tension à partir du réseau. Le camion est alimenté par les câbles aériens via un pantographe, à peu près comme ceux que l’on voit sur les trains et les tramways électriques.

Pendant que le camion est sur l’autoroute, il peut rouler uniquement en utilisant le réseau électrique grâce aux câbles aériens. Le camion n’a alors besoin que d’une batterie relativement plus petite d’une autonomie nominale de 50 à 100 km, lui permettant de monter et de descendre de l’autoroute. Cela permet également au camion de changer de voie sur l’autoroute si nécessaire et de fonctionner de manière transparente lorsque les lignes aériennes ne sont pas disponibles.

Avec leurs propres batteries embarquées, les chariots ne dépendent pas entièrement de l’alimentation électrique. Cela leur permet de fusionner, de dépasser et de changer de voie au besoin. De plus, cela signifie que les lignes aériennes n’ont pas besoin de traverser des carrefours compliqués. Crédit : Siemens

Avoir des batteries à bord du camion apporte également d’autres avantages. Cela signifie que les câbles aériens n’ont pas besoin d’être continus à travers des carrefours complexes. Cela simplifie grandement leur installation et réduit les coûts. Les batteries peuvent également être chargées pendant que le chariot roule sous l’alimentation aérienne.

L’idée est d’électrifier les principaux axes autoroutiers reliant les principaux dépôts de marchandises. Des camions convenablement équipés pourraient alors livrer des marchandises d’un dépôt à l’autre, fonctionnant sur le réseau électrique. Cela promet de réduire les émissions, même lorsque l’électricité du réseau provient de sources polluantes comme le charbon et le gaz. En effet, produire de l’électricité dans une centrale électrique géante est beaucoup plus efficace que de faire fonctionner un moteur diesel dans un camion. De plus, le passage à des sources d’énergie renouvelables élimine davantage les émissions à l’échelle du système.

C’est un plan qui permet aux camions d’être électrifiés de manière simple. Il réduit la dépendance aux grosses batteries et aux chargeurs haute puissance. Il élimine également les problèmes liés à la construction d’une infrastructure de ravitaillement en hydrogène pour les camions à pile à combustible, ainsi que les problèmes liés à la production propre d’hydrogène.

On s’attend à ce que l’alimentation électrique aérienne soit encore plus efficace que de faire fonctionner uniquement des camions électriques à batterie. En effet, l’électricité du réseau est envoyée directement aux roues, éliminant ainsi les pertes d’efficacité dans le processus de charge. Les camions alimentés par batterie obtiennent une efficacité globale du puits à la roue d’environ 62 %, et les camions à pile à combustible s’en sortent moins bien à 29 %. En comparaison, les camions routiers électriques devraient avoir une efficacité d’environ 77 % selon la modélisation du ministère allemand de l’environnement.

C’est une vraie chose

Les camions utilisés dans le concept Siemens eHighway sont à propulsion hybride, mais rien n’empêche le concept de devenir entièrement électrique.

Cela peut sembler une idée très nerveuse, mais des prototypes fonctionnels sont déjà en cours de test. Siemens Mobility travaille sur un projet appelé « eHighway », avec des câbles aériens suspendus sur de petites sections d’autoroute. Les tests sont en cours avec des camions Scania hybrides équipés pour fonctionner avec le système électrique aérien.

La clé du projet est le pantographe actif spécial, capable de gérer les déplacements sur route à des vitesses d’autoroute. Des capteurs et un contrôle actif du pantographe garantissent qu’il reste en bon contact avec les câbles lorsque le camion se déplace dans la voie. Le pantographe peut monter et descendre des fils à la demande, permettant au camion de s’éloigner et de changer de voie au besoin sans perturber le flux de la circulation.

Jusqu’à présent, les camions se sont bien comportés et sont conformes aux attentes. Depuis 2016, Siemens a testé des camions eHighway en Suède, en Allemagne et aux États-Unis. Le projet a également conquis les fans du concept. La Fédération des industries allemandes recommande que 4 000 km d’autoroutes soient ainsi équipées de caténaires. Ce chiffre a été choisi parce que plus des deux tiers du carburant utilisé par le camionnage allemand se produit sur seulement 4 000 km du réseau routier de 13 000 km.

(Note de la rédaction : la société mère de Hackaday, Supplyframe, fait partie de Siemens. Aucune d’entre elles n’a aucune contribution éditoriale, mais le nom figurait dans l’article, nous avons donc pensé que nous devrions dire quelque chose par souci de transparence.)