Depuis l'avènement de la combustion interne, de grosses machines qui pouvaient autrefois être alimentées au charbon et à la vapeur ont suivi la voie de l'alimentation par des combustibles fossiles liquides. Aujourd'hui, la révolution des véhicules électriques s'étend à tous les secteurs des transports et croît de manière exponentielle en importance parmi eux.
La réduction des émissions est un facteur clé à cet égard; les véhicules routiers industriels lourds produisent près de 6 % des émissions totales et un tiers des émissions des véhicules dans la seule Europe. Prenez en compte des éléments tels que le rail et – l'un des principaux responsables des émissions mondiales – le transport maritime, et les possibilités d'assainissement de l'air grâce à la technologie électrique sont énormes. Et ce n'est pas seulement une bonne chose à faire pour l'industrie, comme les gouvernements l'exigent maintenant.
En plus de réduire les émissions et de respecter les normes locales, nationales et internationales, l'entraînement électrique est à la fois économe en énergie et peut produire des couples élevés - un facteur clé dans le déplacement de charges lourdes. Les moteurs diesel, l'équivalent le plus proche en termes de puissance délivrée, ne convertissent qu'environ 30 à 35 % de l'énergie du carburant en puissance utile, par exemple, alors que les moteurs électriques atteignent un rendement proche de 90 %. De ce point de vue, on comprend pourquoi l'électricité est si attrayante.
Cependant, il y a toujours la question de l'impact environnemental dans la production réelle d'un véhicule électrique et la production de batteries a fait l'objet d'une attention particulière. L'extraction et le raffinage de matériaux tels que le nickel, le graphite, le cuivre et l'aluminium consomment beaucoup d'énergie et le résultat est que les véhicules électriques commencent leur vie avec une "dette" de carbone avant même d'avoir tourné une roue.
Mais l'exploitation minière devient plus verte, et l'un de ces véhicules qui contribue à y parvenir est peut-être le plus grand véhicule électrique terrestre au monde - l'Elektro Dumper de 110 tonnes. Et il n'a jamais besoin d'être rechargé.
Basé sur Komatsu HB 605-7 (non, nous n'en avions jamais entendu parler non plus), l'Elektro Dumper - ou eDumper en abrégé - mesure 14 pieds de large et 14 pieds de haut. À vide, il pèse 45 tonnes, dont cinq sont constituées d'un énorme bloc de batteries de 700 kWh, soit environ sept fois la taille du plus gros actuellement utilisé dans les voitures électriques haut de gamme. Cela alimente un moteur électrique de 788 ch et 7007 lb-pi.
L'eDumper opère actuellement dans une carrière en Suisse, transportant une charge utile de 65 tonnes de chaux et de marne du front de taille vers une usine de traitement. Et c'est cette configuration consistant à monter jusqu'à la carrière à vide et à descendre de la carrière à son poids maximum qui permet à l'eDumper de générer plus d'énergie qu'il n'en utilise grâce au freinage régénératif.
Récemment, CNN a envoyé le pilote de Formule E Lucad DiGrassi pour tester l'eDumper et, après avoir commencé à l'usine de traitement avec une charge de 80 %, un aller-retour – retour avec une charge utile complète – a généré suffisamment pour revenir avec 88 %. Par jour, l'eDumper peut générer jusqu'à 200 kWh de charge excédentaire et sur un an, il permettra d'économiser entre 11 000 et 22 000 gallons de diesel par rapport à un dumper diesel-électrique normal. Cela empêchera à son tour la libération d'environ 130 tonnes de CO2 dans l'atmosphère.
Alors que l'eDumper est peut-être le plus grand véhicule électrique sur terre, le potentiel pour des véhicules électriques encore plus gros vient de la mer.
Avec 60 mètres de long et 13 mètres de large, le ferry électrique Ellen prend la couronne du plus grand véhicule électrique du monde. Il a une charge utile de 198 passagers, avec une capacité de 31 voitures ou cinq camions sur son pont découvert. Sa route régulière est de 22 milles nautiques entre les îles danoises d'Ærø et de Fynshav qu'elle couvre à des vitesses allant jusqu'à 15,5 nœuds, soit près de 18 mph.
Ellen est unique en ce sens qu'elle n'a pas de moteur diesel de secours à bord et est donc le premier ferry entièrement électrique "correct" à entrer en service passagers. Elle est propulsée par un système de transmission et de gestion de l'énergie conçu par la société danoise Danfoss Editron. Cela comprend deux unités d'entraînement de 1006 ch et deux propulseurs de 335 ch.
La star du spectacle est une batterie tout simplement énorme de 4,3 MW, qui est chargée via une station de charge à terre. Considérée comme la plus grande batterie à usage marin, et donc presque certainement la plus grande batterie alimentant un véhicule en mouvement, c'est une merveille d'ingénierie. Malheureusement, nous ne savons pas quelle est l'entrée de charge, mais il est juste de supposer qu'un standard à trois broches ne couperait pas la moutarde.
Le transport maritime est extrêmement polluant; il a été récemment révélé que la flotte de Carnival Cruise à elle seule est plus polluante que toutes les voitures en Europe réunies. Ellen est une petite mais significative étape dans la résolution de ce problème. Elle permet d'économiser 2 000 tonnes de CO2, 42 tonnes d'oxydes d'azote, 2,5 tonnes de particules et 1,4 tonne de dioxyde de soufre par an.
Étant donné que la qualité de l'air autour des ports est généralement assez épouvantable, mis à part l'impact environnemental plus large, Ellen rend la vie de ceux qui vivent à proximité à la fois plus propre et plus silencieuse. La qualité de l'air dans des villes comme Londres peut également être assez mauvaise, c'est pourquoi les gouvernements et les autorités municipales se tournent vers les véhicules électriques pour le nettoyer.
À Londres, deux millions de personnes vivent dans des zones qui souffrent d'une pollution de l'air illégale au regard des normes internationales. Quelque 400 000 enfants vivent dans ces zones; 369 écoles primaires et 86 écoles secondaires y sont implantées. Au Royaume-Uni, 40 000 décès peuvent être directement attribués à l'air pollué chaque année.
Londres s'est améliorée, notamment en termes d'élimination du dioxyde d'azote, un gaz nocif émis principalement par les véhicules diesel. Des initiatives comme l'Ultra Low Emissions Zone (ULEZ), qui est la première en Europe à fonctionner 24 heures sur 24, ont encouragé les entreprises et les particuliers à passer aux voitures ou aux camions électriques et aussi à utiliser les transports en commun - transports en commun qui vont aussi vert.
Les bus (et autres véhicules utilitaires) sont bien adaptés à la motivation électrique grâce au couple proposé, mais chutent car leur consommation d'énergie est d'autant plus élevée que celle des véhicules plus petits. Cependant, alors que l'énergie électrique pure l'emporte sur les voitures, les piles à combustible à hydrogène ont trouvé un créneau dans l'alimentation des véhicules utilitaires tels que les bus.
Les bus électriques à pile à combustible ne sont pas nouveaux à Londres, ayant été introduits alors que Boris Johnson était maire. Il ne s'agissait que d'appareils à un seul pont, et donc limités dans les itinéraires sur lesquels ils pouvaient opérer. Pour améliorer son jeu, Transport for London (TfL) investit maintenant 12 millions de livres sterling dans 20 bus à impériale à pile à combustible pour améliorer encore la qualité de l'air dans la capitale. En fait, Londres sera la première ville au monde à exploiter un tel stock.
Le Wrightbus Streetdeck peut transporter 64 passagers et a une autonomie standard de 200 miles (ou 264 sous forme étendue), ce qui est suffisant étant donné que la plupart des bus londoniens ne couvriront pas cela au cours d'une journée typique. Le ravitaillement prend sept minutes et peut être effectué au dépôt.
Dans le cadre de la stratégie de transport du maire Sadiq Khan, TfL réprime sa propre flotte en introduisant des zones de bus ULEZ sur certaines des routes les plus fréquentées de la capitale. En conséquence, dans ces zones, les émissions nocives de NOx sont réduites de 90 %.
Entrer et sortir des villes est quelque chose que beaucoup de gens font en train, et un quart du matériel roulant du Royaume-Uni est alimenté au diesel. L'hydrogène pourrait-il aussi être une alternative sur les rails ?
Le gouvernement britannique veut que les trains à moteur diesel disparaissent d'ici 2040, mais le défi auquel sont confrontés les chemins de fer est que l'électrification n'est pas pratique dans certaines régions. C'est là que la technologie des piles à combustible à hydrogène peut intervenir.
À l'heure actuelle, l'Allemagne est le seul pays au monde à avoir des trains à pile à combustible à hydrogène en service régulier, mais la Grande-Bretagne espère emboîter le pas d'ici 2022. Malheureusement, en raison de la taille standard du matériel roulant qui existe depuis les Victoriens nous ne pouvons pas nous contenter d'acheter les trains fabriqués par Alstom qui circulent là-bas, ils sont trop hauts pour notre réseau.
Cependant, des travaux sont en cours pour convertir le matériel roulant British Rail Type 321 existant en unités alimentées par des piles à combustible à hydrogène avec l'aide d'Alstom. Connues sous le nom d'unités multiples électriques, différentes voitures rempliront une fonction particulière dans la production d'électricité, comme le stockage de l'hydrogène, l'emplacement des piles à combustible et une unité de cabine. Ces trains sont connus sous le nom de "Breeze" et devraient être prêts pour ce lancement en 2022.
Les trains à hydrogène seront les plus répandus dans le nord du Royaume-Uni où l'électrification généralisée n'est pas pratique. Des essais sont déjà en cours avec des trains "Hydroflex" (créés par le constructeur Peterbrook avec l'aide de l'Université de Birmingham) qui ont été démontrés publiquement, quoique dans une capacité très limitée, plus tôt cette année.
Les transports en commun ne sont pas les seuls à devenir plus propres dans les villes. La voiture étant pénalisée, les citoyens se tournent vers de nouveaux moyens de transport personnels pour se déplacer.
C'est un cauchemar réglementaire, mais les solutions de mobilité personnelle électrifiée gagnent en popularité dans le monde. Dans ce pays, les solutions électriques de mobilité personnelle telles que les segways et certains vélos électriques ne sont pas autorisées à être utilisées ni sur la route, ni sur le trottoir, mais cela ne veut pas dire que cela restera ainsi.
Les conseils sont vastes et quelque peu ahurissants, mais à mesure que l'appétit pour la mobilité urbaine personnelle grandit, nous pensons qu'ils seront mis à jour. Outre la volonté du public, il y a la nécessité de réduire les émissions urbaines, de réduire le trafic automobile et de s'aligner sur les autres pays. De nombreux fabricants poursuivent également ces solutions, il y aura donc du lobbying, sans parler des revenus potentiels pour les deniers publics via la TVA, les licences et autres tarifs.
Des pays fortement peuplés et axés sur la technologie, tels que le Japon et la Chine, font avancer l'agenda dans ce domaine. Plus récemment, le chinois Segway-Ninebot a sorti un scooter électrique, conçu pour la location urbaine, qui se conduira à une station de charge après utilisation plutôt que d'avoir besoin d'être ramassé et branché manuellement. Appelé le KickScooter T60, il a deux roues à l'avant et une à l'arrière pour la stabilité, et utilisera l'IA pour retrouver son chemin vers une station de charge sans interférence humaine - prétendument. Au moment d'écrire ces lignes, Segway-Ninebot n'a pas encore démontré cette capacité...
Les constructeurs automobiles ont également rapidement sauté sur la tendance de la mobilité électrique personnelle. Audi a créé le scooter e-tron qui est une planche à roulettes pliable de 12 kg, qui peut être emportée dans les trains et les bus, et permettra aux utilisateurs de parcourir 12,5 miles à une vitesse maximale de 12,5 miles par heure. Audi est si sérieux que le scooter e-tron de 2000 euros sera mis en vente l'année prochaine.
Dans la même veine que le scooter e-tron, VW a présenté son Cityskater au Salon de l'automobile de Genève plus tôt cette année. Également conçu comme une aide pour les navetteurs « dernier kilomètre », il a une autonomie de neuf milles, peut parcourir 12 mph et se replie pour le stockage. Un pas en avant par rapport au Cityskater est le Streetmate - un scooter électrique de gamme moyenne et une alternative à quelque chose comme un cyclomoteur 50cc. Avec une vitesse maximale de 28 mph et une autonomie de 21 miles, il est conçu pour les longs trajets urbains interurbains.
Nous n'avons fait qu'effleurer la surface de la révolution de la mobilité qui se produit dans tous les secteurs et fonctions, mais une chose est claire, c'est qu'elle sera électrique. Il pourrait même être piloté électriquement, car le 14 septembre, un taxi électrique appelé Volocopter a effectué son vol inaugural au siège de Mercedes à Stuttgart. Basé sur la technologie des drones, il est conçu pour transporter des personnes rapidement et proprement dans les environnements urbains, bien que, comme pour les autres avions électriques, l'autonomie soit le principal facteur limitant ; le Volocopter peut gérer 16 miles sur une charge. Mais c'est un début.
Bien entendu, les enjeux sont nombreux en matière de pression sur les réseaux électriques, de régulation et de réduction de l'impact environnemental de la production. Mais ce sont des défis qui devront être surmontés à mesure que la combustion interne sera progressivement supprimée pour des alternatives plus vertes.
