La recharge rapide des camions lourds au lieu de caténaires, plus avantageux‏ dit Pierre Langlois

Semi-remorque poids lourds sur une autoroute
Crédit photo: Daily Venture

Alors que le 12 mars dernier le physicien Pierre Langlois nous livrait son commentaire à propos de l’entente de développement de camions lourds électriques, alimentés par caténaires, signée entre Siemens et Scania , il nous propose aujourd’hui une solution qu’il juge plus avantageuse et plus réaliste.

Dans le cadre d’une entente nouée avec le physicien Pierre Langlois , Éco-Énergie à Montréal et Roulezelectrique ont obtenu le privilège de vous présenter le contenu intégral des infolettres qu’il publie sur une base régulière. Mentionnons que Pierre Langlois est consultant en mobilité durable, auteur et conférencier. Il est d’ailleurs l’auteur du livre Rouler Sans Pétrole, publié aux Éditions MultiMondes. On a pu l’apercevoir au petit écran dans des reportages consacrés aux hybrides rechargeables et aux batteries et voitures électriques, à l’émission Découverte, entre autres, où il a témoigné en tant qu’expert. Un gros merci à lui.

Voici donc la solution proposée par Pierre Langlois:

La recharge rapide des camions lourds au lieu de caténaires, plus avantageux‏

Bonjour à tous

Hier, je vous ai parlé des camions lourds alimentés par caténaire, que Siemens est en train de développer et de mettre à l’essai.

Cette technologie offre l’avantage de faire rouler à l’électricité ces camions hybrides sur nos autoroutes. Mais, deux désavantages importants affectent cette approche:

1) le coût des infrastructures
2) le coût d’entretien des caténaires

Concernant l’entretien, dans le cas d’un train électrique on a environ un train à toutes les 30 minutes, alors que dans le cas des camions lourds les pantographes qui vont frotter sur la caténaire seraient beaucoup plus nombreux que pour les trains. Une usure rapide des caténaires est donc à prévoir, sans compter que l’entretien des pantographes serait la responsabilité des propriétaires de camions, donc d’une multitude de gens et compagnies n’ayant pas tous le même contrôle de qualité, ce qui pourrait affecter l’usure de la caténaire, voire l’endommager.

Et si on veut alimenter les camions par induction à l’aide de systèmes enfouis sous la voie, ça coûte encore plus cher et on consomme énormément de cuivre, dont les réserves s’épuisent. Cette approche n’est donc pas à envisager.

Alors, j’ai fait un petit calcul qui démontre qu’une autre approche à l’électrification des camions moyens et lourds, sur les autoroutes, est tout à fait réaliste, sans présenter les deux désavantages mentionnés plus haut. Il suffirait d’avoir le même groupe de traction que celui proposé par Siemens, une hybridation série, dont l’unique moteur connecté aux roues est électrique, mais avec une plus grosse batterie à recharge rapide. Tout comme les camions mis de l’avant par Siemens, le moteur diesel ne servirait qu’à actionner un générateur électrique, qui alimente directement le moteur électrique ou recharge la batterie.

En fait, en utilisant des batteries au titanate de lithium nanométrique, comme celles déjà commercialisées par Toshiba ( les batteries SCiB ) on pourrait donner, dès maintenant, une autonomie de 150 km en mode électrique aux camions semi-remorque, et recharger en moins de 10 minutes à une station de recharge rapide, en bordure des autoroutes. L’autonomie pourrait atteindre 250 km d’ici 10 ans, alors que la consommation d’énergie des camions va s’améliorer, et le poids de même que le coût des batteries vont diminuer.

Batterie Toshiba titanate de lithium nanométrique SCIB
Crédit photo: Toshiba

Les camions lourds semi-remorque consomment environ 40 litre de diesel au 100 km et ont un moteur dont la puissance typique est de 450 kW (600 hp). En comparaison, une bonne voiture intermédiaire consomme 8 litres/100 km et a un moteur de 110 kW en moyenne. En première approximation, la consommation d’énergie est donc de l’ordre de 5 fois plus élevée pour un camion lourd. Alors, si une voiture électrique intermédiaire consomme 20 kWh/100km, un camion lourd en consommera environ 100 kWh/100 km.

C’est donc dire qu’une batterie de 150 kWh de capacité permettrait de parcourir 150 km sur autoroute. À raison de 90 Wh/kg, tel que spécifié par Toshiba, une telle batterie aurait une masse de 1670 kg, que nous arrondirons à 2 tonnes pour tenir compte de l’électronique de puissance et de contrôle. En calculant un prix de 500 $/kWh (le prix moyen actuel), une telle batterie coûterait 75 000 $.

Le camion serait chargé de nuit à l’entrepôt, et en supposant que le conducteur ne fasse qu’un arrêt de 10 minutes dans sa journée pour faire le plein d’électricité, il pourrait rouler électrique 300 km par jour, soit, en comptant 250 jours par année, 75 000 km annuellement. Pour une telle distance, il aurait normalement besoin de 30 000 litres de carburant diesel (à raison de 40 litres/100 km). Avec un prix de 1,50 $ le litre, le propriétaire pourrait ainsi sauver 45 000 $ de carburant dans son année qu’il remplacerait par 5 000 $ d’électricité. C’est donc dire que sa batterie serait payée en 2 ans! Or, la durée de la batterie serait d’environ 12 ans, en calculant 2 recharges par jour pendant 250 jours par année, sachant que la batterie Scib peut être rechargée plus de 6000 fois. Par conséquent, l’heureux propriétaire d’un tel camion économiserait plus de 400 000 $ en 12 ans, à 1,50$ le litre de diesel. Ce qui risque, dans les faits, de dépasser le demi million $ d’économie, car le prix du pétrole va augmenter considérablement d’ici 10 ans.

Alors, même si le camion coûtait 100 000 $ de plus, le propriétaire serait toujours amplement gagnant.

Si le conducteur fait 2 arrêts de 10 minutes par jour pour la recharge rapide (en plus de la recharge de nuit), il parcourra alors 450 km/jour en mode électrique, ce qui monterait à 750 km/j dans dix ans, lorsque le poids et le prix des batteries auront diminués. Sachant que 750 km représentent environ 8 heures de route dans la journée, on aurait un camion roulant à l’électricité la très grande majorité du temps. Un peu de biocarburant de 2ième génération compéterait la demande en énergie.

Les stations de recharge rapides pourraient être distancées aux 100 km environ le long des autoroutes, plus tard aux 50 km, et être entièrement automatisées, de telle sorte que le conducteur n’aurait même pas besoin de sortir de son véhicule.

Une vision d’avenir plus réaliste!

Bien cordialement

Pierre Langlois, Ph.D., physicien
Consultant en mobilité durable,
Auteur et conférencier

Téléphone : 418-875-0380
Courriel: pierrel@coopcscf.com
Site Internet: www.planglois.com

Pierre Langlois - consultant mobilité durable - auteur - rouler sans pétrole

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