Électrification du transport. Les camions électriques à batterie gagneront la course

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Le prochain 1er décembre, Tesla commence les livraisons de son camion à batterie «Semi». Les avantages transcendantaux des nouveautés technologiques apportées traceront le chemin au reste des constructeurs. Le reste des technologies devra remplir des niches de casuistiques très spécifiques.

Les camions électriques à batterie sont prêts à prendre en charge le transport routier lourd car ils sont bien moins coûteux à exploiter que d’autres technologies à faibles émissions pour l’électrification du transport, comme on peut le voir dans cette comparaison de Transport et Environnement:

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Comme on peut le voir dans l’infographie, les camions équipés de piles à combustible ou utilisant des carburants synthétiques ne pourront jamais être compétitifs sur le plan du coût par rapport aux camions électriques à batterie.

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D’autres solutions pour l’électrification du transport, comme les camions caténaires, pourraient être une alternative viable, mais il sera difficile de lancer la technologie à grande échelle en raison des coûts d’investissement que cela implique et des limitations en matière de flexibilité.

Comment résoudront les camions à batterie les problèmes de poids et d’autonomie ?

Les experts et les transporteurs qui ne considèrent pas les camions électriques à batterie comme la meilleure solution pour l’électrification du transport, prennent souvent les cas les plus difficiles comme référence, par exemple des trajets de plusieurs jours avec une équipe de deux conducteurs ou des trajets où il est vraiment important d’avoir une autonomie de 2 000 kilomètres. Bien sûr, dans de tels cas, la batterie électrique ne peut pas rivaliser avec le diesel ou les carburants synthétiques.

Des recherches réalisées aux Pays-Bas ont révélé que 80% des camions, même les camions vraiment gros, parcourent au maximum 750 kilomètres par jour et que de nombreuses distances sont bien plus courtes.

Si l’on prévoit de parcourir davantage de kilomètres, les coûts augmentent rapidement car il faut payer des heures supplémentaires, doubler les salaires, etc.

En général, dans l’UE, un conducteur ne peut pas effectuer plus de 750 kilomètres par jour. Par conséquent, c’est la plage maximale que doivent être capables d’effectuer environ 80 % des camions.

De plus, presque tous les camions retournent à la base à la fin de la journée, ce qui crée des conditions idéales pour la recharge.

Cela signifie que, dans de nombreux cas, il est possible d’organiser l’infrastructure et le camion en même temps. Il suffit d’installer un chargeur rapide de 75 kW, qui peut être utilisé pour charger le camion. Ce type d’installations pour l’électrification du transport n’est pas trop cher aujourd’hui.

Pour le reste des cas, les fabricants ont déjà développé ce qu’on appelle les méga-chargeurs, avec des puissances supérieures à 1 MW, qui permettront de recharger des autonomies de centaines de kilomètres lors des courtes haltes de repos des conducteurs.

En ce qui concerne le poids supplémentaire des camions et des fourgonnettes électriques, les batteries deviennent de plus en plus légères très rapidement et on économise beaucoup de poids lorsque l’on remplace un train d’entraînement traditionnel par un train électrique.

Refondre un camion conventionnel à partir de zéro, en utilisant une motorisation électrique, peut entraîner une réduction de poids d’environ trois tonnes, compensant ainsi le poids supplémentaire des batteries.

Un moteur électrique peut être installé près des roues ou en utiliser plusieurs, un pour chaque essieu ou un pour chaque roue, ce qui rend l’ensemble plus compact et léger.

Probablement, d’ici cinq ans, il existera de nombreux semi-remorques à batterie de 40 tonnes avec une autonomie de 800 km pouvant transporter encore plus de charge que les camions conventionnels.

Les systèmes à caténaire ont-ils une quelconque possibilité ?

Les caténaires constituent également une option très efficace sur le plan énergétique pour l’électrification des transports, mais il sera difficile de les mettre en œuvre à grande échelle. Fondamentalement, l’infrastructure coûteuse constitue un grand obstacle pour cette technologie, car elle crée le problème de l’œuf et de la poule.

Il faut les construire en tronçons de route étendus, sinon il n’a aucun sens d’investir dans des camions à caténaire. C’est pourquoi c’est une solution avec peu de chances de devenir dominante.

Mais en même temps, cela reste une option. Il suffit de trouver suffisamment de partenaires dans une région donnée qui soient enthousiastes et prêts à investir de l’argent.

Chaque fois que la bonne vision et les bonnes circonstances se réunissent (essentiellement, de nombreux camions qui effectuent des trajets locaux), les caténaires sont une excellente idée.

Les carburants synthétiques ont-ils un avenir pour stimuler le transport routier lourd ?

Il est absurde de penser que les moteurs à combustion soient là pour durer. Leur complexité, leur faible fiabilité et leur efficacité lamentable les rendront viables uniquement pour des applications de niche.

Cela dit, les camions à carburant synthétique n’ont qu’un seul avantage douteux : ils peuvent soutenir la technologie du moteur à combustion et le secteur de la distribution de carburant. Évidemment, il existe des groupes très puissants intéressés par la généralisation de ces technologies.

Cependant, malgré les efforts médiatiques visant à promouvoir les carburants synthétiques pour l’électrification du transport, en termes d’efficacité, de maintenance et de coût par kilomètre, ils sont actuellement bien inférieurs aux camions électriques à batterie.

À la fois la production de carburants synthétiques et leur utilisation dans les moteurs à combustion sont extrêmement inefficaces. En règle générale, les camions fonctionnant au carburant synthétique nécessitent de 4 à 5 fois l’énergie nécessaire pour propulser un véhicule équipé d’une batterie.

Pour cette raison, d’autant plus que l’on perçoit que l’énergie ne sera plus abondante ni bon marché, les carburants synthétiques ne semblent pas du tout une option réaliste pour l’électrification des transports.

La même chose s’applique à l’hydrogène utilisé dans les moteurs à combustion, mais dans un degré légèrement moindre.

Les camions à pile à combustible ont-ils une quelconque possibilité ?

Il y a seulement cinq ans, tout le monde disait que les camions à batterie étaient impossibles et que l’hydrogène était la meilleure option pour l’électrification des transports.

Il faut préciser que les camions à pile à combustible pourraient devenir légèrement moins chers que les camions à batterie dès que les piles à combustible entreront en production de masse.

Mais cela ne concerne que le prix d’achat, car ils resteront bien plus coûteux à exploiter. Cela est dû au fait que l’hydrogène doit être produit à partir de l’électricité et que l’on perd au moins la moitié de l’énergie dans le processus (en restant optimiste).

Par conséquent, il faut plus du double d’électricité pour alimenter un camion à pile à combustible que pour un camion à batterie.

Dans les actualités, d’innombrables bonnes idées émergent quotidiennement sur la manière dont nous pourrions obtenir de l’hydrogène renouvelable bon marché, par exemple via des pipelines en provenance du Maroc, où il y a de nombreuses heures d’ensoleillement et beaucoup d’espace pour le faire en utilisant des panneaux solaires.

À l’avenir, cela pourrait fonctionner, mais nous ne sommes pas dans ce scénario d’énergie abondante et il est difficile d’imaginer que l’hydrogène sera suffisamment bon marché à fabriquer. Sans oublier les difficultés techniques que suppose la manipulation de l’hydrogène, après tout, c’est l’atome le plus petit du tableau périodique et cela lui confère une capacité de fuite extrême (même par les parois des réservoirs métalliques).

Un autre problème est tout le modèle économique des semi-remorques, qui repose sur l’idée qu’il est possible de changer la remorque du camion à volonté. Les semi-remorques jouent un rôle important dans le transport car elles génèrent la plus grande quantité d’émissions de CO2.

Ce modèle signifie que vous devez tout mettre dans la cabine tractrice, y compris toute l’énergie nécessaire pour en faire une unité autonome. Mais l’hydrogène présente le grand inconvénient d’occuper beaucoup d’espace.

On ne peut embarquer suffisamment d’hydrogène à bord que si le camion est plus long. Peut-être que cela sera possible avec les nouvelles réglementations, car il pourrait être avantageux de fabriquer des camions plus longs pour les rendre plus aérodynamiques.

Mais la forme traditionnelle de la semi-remorque carrée dans l’UE est le résultat de maximiser le volume sur une longueur déterminée, et il n’est pas clair où pourrait loger tout l’hydrogène.

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Limiter l’utilisation de l’hydrogène

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Oui, bien sûr ! Nous n’avons qu’une quantité limitée d’énergie verte et il existe de bien meilleures utilisations pour l’hydrogène que l’électrification du transport; par exemple, il peut être utilisé pour décarboner l’industrie et l’aviation.

À l’heure actuelle (et peut-être dans des décennies), l’utilisation de l’hydrogène devrait être orientée vers des secteurs sans alternative à la décarbonisation et, par conséquent, ne pas l’utiliser pour l’électrification du transport routier.

L’hydrogène doit jouer un rôle important dans la décarbonisation, mais il ne peut pas être utilisé pour gaspiller l’énergie renouvelable ni pour gaspiller l’argent public par le biais de subventions dans des solutions qui, à ce jour, ont été largement dépassées par les véhicules électriques à batterie, même avant leur mise en œuvre.

Comme exemple de cette mauvaise pratique, on peut citer les importantes investissements qui sont menés par les Transports Métropolitains de Barcelone dans le service d’autobus à hydrogène, tandis que d’autres villes ont déjà réorienté efficacement leurs projets d’hydrogène vers des autobus électriques à batterie.

Quand verrons-nous un nombre significatif de camions sans émissions sur les routes d’Europe ?

Au cours des deux prochaines années, nous verrons les premiers semi-remorques à batterie sur la route. Cela aura également un impact considérable sur les retours concernant les camions électriques.

Tout à coup, ces personnes au sein des entreprises qui fabriquent des camions, qui disent « cela ne peut pas être fait », entendront leur chef répondre : « Bon, notre concurrent peut le faire, alors nous aussi devons le faire ».

Cela donnera lieu à plusieurs nouveaux modèles d’ici cinq à sept ans. En réalité, il n’est pas si difficile de concevoir un camion électrique pour l’électrification du transport. Construire une voiture électrique est bien plus difficile que de construire un camion électrique.

Pour commencer, il est très cher de développer une voiture qui peut être produite à grande échelle. Elle doit être très optimisée et il y a de nombreux acteurs impliqués.

Un camion est relativement simple car l’échelle à laquelle il est produit est plus petite et les considérations de conception concernant l’intérieur et l’extérieur sont moins critiques.

Cela dit, un changement assez important consiste à utiliser la batterie comme partie de la structure pour alléger le poids.

Il semble également indispensable d’optimiser l’aérodynamique et la gestion automatisée du rendement et de la consommation. Peut-être que cela est un peu plus difficile, mais c’est la voie du succès.

Y a-t-il un mouvement sérieux dans l’industrie de la fabrication de camions vers des véhicules zéro émission ?

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La fabrication des véhicules lourds est un secteur très conservateur. À part Tesla, on ne voit pas en Europe de camion électrique à batterie conçu avec soin.

La plupart de ceux que nous rencontrons actuellement conservent le moteur central.

Ceci est une façon de concevoir qui vient des modèles de combustion. Fondamentalement, ils prennent le camion tel quel, perforent certains composants de la chaîne d’entraînement pour placer des batteries et ensuite remplacent le moteur à combustion par un moteur électrique et quelques batteries supplémentaires.

Ce type de produit n’est pas un camion électrique neuf, c’est essentiellement une mise à jour ou un rétrofit.

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