Concepts de conduite alternative – Quelle est la prochaine étape ?
Quelles sont les tendances à venir des technologies de conduite ? Les moteurs électriques vont-ils bientôt remplacer le diesel ? Ou des sources d'énergie complètement différentes entreront-elles en jeu ? Chez DACHSER, des spécialistes de la logistique étudient les technologies de conduite alternatives et leur application pratique dans le réseau logistique.
Une économie climatiquement neutre d'ici 2050 : tel est l'objectif ambitieux que l'Union européenne a récemment annoncé dans le cadre de son « Pacte Vert pour l’Europe ». Parmi les efforts de l'UE pour mettre en œuvre l'Accord de Paris sur le changement climatique de 2015, la restructuration et la réorganisation des transports et de la circulation jouent un rôle fondamental, car elles représentent environ un cinquième de toutes les émissions de gaz à effet de serre dans les pays industrialisés développés.
« Une mobilité propre n'est possible que si son système est efficacement organisé et repose sur la digitalisation, l'échange de données et des normes compatibles. Cela rend possible une gestion intelligente du trafic et permet une mobilité automatisée entre tous les transporteurs, ce qui entraîne une diminution des embouteillages et une augmentation des taux d'utilisation des capacités », déclare la Commission européenne. La base d'une mobilité propre repose sur le passage progressif à des moteurs propres pour le transport de passagers et de marchandises.
En d'autres termes, une mobilité respectueuse du climat exige des réponses complexes. C'est pourquoi DACHSER, en plus de ses initiatives environnementales existantes et du projet d'innovation City Distribution, mis en place depuis plusieurs années, a intensifié son analyse des technologies et des carburants alternatifs. « Nous examinons les technologies actuelles et futures avec nos spécialistes et nos filiales et en discutons avec des partenaires extérieurs. Nous nous concentrons sur l'évaluation des systèmes de conduite et des carburants alternatifs ainsi que sur les nouveaux concepts logistiques qu'ils impliquent, en particulier pour le transport en camion », déclare Stefan Hohm, Corporate Director Corporate Solutions, Research & Development chez DACHSER. Pour ce faire, toutes les équipes DACHSER sont mobilisées. Dans ses activités et ses tests, la R&D est constamment en dialogue avec les experts des activités de transport terrestre et aérien et maritime.
À court terme, cependant, il n’y a encore aucune solution prête pour le marché. « Il n'y a actuellement aucun moyen de mettre en pratique des systèmes durables de conduite et de carburants alternatifs sans émissions, que ce soit pour des raisons techniques ou économiques », explique Andre Kranke, Department Head R&D Research & Innovation Management.
Recherche de solutions pour le transport longue distance
Une chose est claire : à long terme, l'avenir appartient à la motorisation électrique, alimentée soit par des batteries, soit par pile à hydrogène. DACHSER exploite déjà ses premiers camions sur batterie dans le cadre de nouveaux projets en logistique urbaine, par exemple à Stuttgart, Berlin ou Paris, et en septembre Strasbourg. Mais avec une autonomie de 200 km, ces véhicules sont encore très limités. À moyen terme, il semble techniquement possible - bien qu'il soit encore difficile de le quantifier économiquement – d’utiliser les camions à batterie pour une distribution régionale couvrant une distance d'environ 450 km. « Mais au-delà, les arguments en faveur de l'alimentation par batterie pure deviennent très incertains. Cette technologie ne permet pas d’être rentable en termes d'autonomie, de charge utile et de temps de chargement pour le transport longue distance », explique M. Kranke.
L'Allemagne teste actuellement un moyen d'alimenter les véhicules électriques par des lignes électriques aériennes, sur « l'e-autoroute » (l'autoroute A1 près de la ville de Lübeck et aux alentours). Cela pourrait-il ouvrir la voie au transport électrique pour la longue distance ? Difficilement. « Une des raisons pour lesquelles cela ne fonctionnera pas est le besoin constant de transférer des marchandises entre des distances courtes et des distances longues. Une autre raison est que le transport de fret en longue distance nécessiterait un système de lignes aériennes à travers l’Europe. Un tel système semble difficilement réalisable à l'heure actuelle compte tenu des coûts d'investissement élevés et des conditions variables dans les différentes zones géographiques », note M. Hohm.
A long terme, l'avenir appartient à la motorisation électrique, alimentée soit par des batteries, soit par pile à hydrogène. DACHSER exploite déjà ses premiers camions sur batterie dans le cadre de nouveaux projets en logistique urbaine, par exemple à Stuttgart, Berlin ou Paris, et en septembre Strasbourg.
Qu'est-ce que cela signifie pour le moteur diesel ? « C'est toujours le système de conduite le plus utilisé et le plus rentable pour le transport de marchandises, et il le restera probablement à moyen terme », déclare M. Kranke. La forte densité énergétique du carburant diesel permet de parcourir de très longues distances, et la technologie est très perfectionnée, en grande partie grâce à la pression exercée par les normes européennes de plus en plus strictes. Enfin, l'exploitation des camions diesel est efficace parce qu'elle utilise les infrastructures mondiales existantes et la technologie des véhicules. Combinés aux biocarburants de deuxième génération, les moteurs diesel peuvent même permettre de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre à court terme dans certains pays de l'UE. Ils jouent donc un rôle précieux dans la protection du climat, même si ce n'est qu'une étape sur la voie de l'électromobilité.
« D'un point de vue écologique, les organisateurs de transport devraient discuter de l'approbation d'itinéraires supplémentaires en Allemagne pour des camions plus longs et leur permettre de circuler en transfrontalier », conseille M. Kranke.
Les moteurs au gaz naturel ont un potentiel encore inexploré
Les chercheurs étudient également les possibilités d'alimenter les moteurs des camions non pas avec du diesel mais avec du gaz naturel, sous forme de gaz naturel comprimé (GNC) ou de gaz naturel liquéfié (GNL). L'utilisation du gaz naturel d'origine fossile ne présente pas d'avantages significatifs pour le climat. « Si l'on prend en compte l'ensemble de la situation, on parle d'une économie de CO2 allant de moins 15 % à plus 10 % par rapport à un camion diesel moderne, selon la technologie utilisée », explique M. Hohm. Seuls le GNL et le GNC biologiques sont réellement pris en considération en tant que technologies intermédiaires ; toutefois, leur faisabilité économique et leur pertinence pour une utilisation quotidienne varient considérablement au sein de l'UE et doivent donc être évaluées au cas par cas.
En logistique, on parle aussi beaucoup des carburants synthétiques, c'est-à-dire des combustibles liquides ou gazeux (diesel, GNL, méthanol, etc.) fabriqués de manière synthétique à partir de l'électricité. Pour qu'ils soient neutres sur le plan climatique, les carburants doivent être produits sur la base de technologies « Power-to-X ». Par exemple, le processus de conversion d’électricité en gaz convertit l'électricité produite de manière durable - principalement à partir de l'énergie éolienne et solaire - en hydrogène vert, qui est la base de tous les carburants synthétiques. Mais comme l'énergie perdue lors du passage de l'électricité à l'hydrogène vert et au carburant de synthèse est encore extrêmement élevée, il n'existe actuellement aucune mise en œuvre économiquement viable de cette idée. Il semble plus prometteur d'utiliser l'hydrogène vert directement sous la forme d'un moteur à pile à combustible pour les camions.
La pile à combustible hydrogène : un miracle énergétique
Longtemps saluée comme un miracle énergétique, la pile à combustible hydrogène avait presque complètement disparu du débat public pendant un certain temps. Elle connaît aujourd'hui un retour sous la pression de la transformation du transport. Les piles à combustible convertissent l'hydrogène en électricité qui alimente ensuite le moteur électrique. En réalité, la technologie est déjà bien avancée : par exemple, les piles à combustible sont devenues un élément indispensable des voyages dans l'espace, et ont déjà prouvé qu'elles pouvaient être utilisées au quotidien pour les dispositifs de manutention au sol. Mais la technologie n'a pas encore fait ses preuves sur la route.
Il reste beaucoup à faire pour rendre les piles à combustible viables. Pour l'instant, ce ne sont que des prototypes qui sont utilisés, bien que les premières petites flottes d'essai aient été annoncées. « Nous sommes encore loin de voir une production à grande échelle de camions à pile à combustible pour remplacer les camions diesel », observe M. Kranke. Parmi les constructeurs connus, poursuit-il, seul le leader mondial Mercedes-Benz s'est engagé jusqu'à présent dans une stratégie technologique spécifique en matière de piles à combustible. L'entreprise prévoit de lancer des camions équipés de piles à combustible hydrogène en 2029. À partir de 2039, l'idée est que tous les véhicules utilitaires sortant de ses chaînes de montage à Stuttgart soient alimentés soit par des piles à hydrogène soit par des batteries.
Renforcer le dialogue
Le point de vue de M. Hohm sur la situation actuelle est mitigé : « Le GNL et le GNC fossiles pour les camions ne nous aideront pas à atteindre nos objectifs climatiques, car ce ne sont pas des meilleures solutions par rapport à un camion diesel Euro VI moderne. Pour ce qui est des véhicules entièrement électriques, les batteries sont trop lourdes pour le transport en camion; l'infrastructure de chargement serait extrêmement compliquée et coûteuse à mettre en place et les véhicules dotés de cette technologie ont une charge utile limitée et ce compte tenu du poids des batteries. Les systèmes de conduite avec des piles à hydrogène semblent prometteurs, mais en termes d'efficacité, d'adéquation à l'usage quotidien et de disponibilité, la technologie est encore loin d'être au point ».
Pour DACHSER, cela signifie qu'il faut redoubler d'efforts pour traiter toutes ces questions dans le domaine de la recherche et du développement. Comme le dit M. Hohm, « nous continuons à développer des systèmes de moteurs alternatifs pour le transport de marchandises. À cette fin, nous intensifions notre collaboration avec des initiatives et des associations, avec des fabricants et des partenaires de recherche, et nous élargissons nos connaissances et nos réseaux en participant à des projets pilotes. Nous voulons ainsi contribuer à la réalisation de l'objectif climatique pour 2050 ».