Les chargeuses sur pneus electriques: une technologie qui pourrait tout changer?

Aperçu du marche des chargeuses sur pneus electriques

 
Les engins de terrassement électriques conquièrent peu à peu nos chantiers. Les raisons en sont aussi diverses que logiques: ils sont rapides, silencieux, mais aussi extrêmement puissants. Comme les départements de R&D des fabricants concentrent leurs recherches sur cette technologie relativement nouvelle, de plus en plus de types de machines sont commercialisés.

Une technologie arrivee a maturite

Mais avant d'en arriver à cette vue d'ensemble, commençons par nous intéresser à la technologie. Pas besoin de chercher midi à quatorze heures pour expliquer son fonctionnement silencieux: il s'agit d'un moteur électrique. Ce sont des électroaimants qui entraînent le moteur. Le moteur électrique est constitué d'un stator dans lequel un rotor peut tourner. Des électro-aimants sont fixés à ce rotor, qui sont alternativement stimulés par des impulsions électriques. Cette commande alternée rend les aimants actifs à chaque fois, ce qui permet au rotor de démarrer son mouvement. Contrairement au moteur à combustion interne, il s'agit d'une méthode beaucoup plus silencieuse de production et de transfert d'énergie. En général, les versions électriques sont équivalentes aux versions diesel de la même classe de puissance, tout en gardant à l'esprit que les diesels auront toujours un certain avantage avec les puissances les plus élevées, puisque la batterie nécessaire pour les versions électriques sera tout simplement trop grande, rendant la machine plus lourde. Il reste donc à voir si les fabricants de batteries arriveront à compenser cette différence, et les attentes en la matière sont grandes.

Batteries

Dans ce cas, le courant qui alimente les aimants du moteur provient de la batterie. C'est un facteur-clé - et le talon d'Achille - dans la courbe de performance d'une machine électrique. La percée du moteur électrique dans le transport traditionnel de passagers a pris beaucoup de temps et la raison n'en était pas la technologie du moteur électrique elle-même, mais l'autonomie limitée de la batterie. Le fait que ces batteries à autonomie limitée ne soient en plus pas abordables pour tout un chacun, n'a évidemment pas contribué au succès de ces moyens de transport. Mais au final, tout cela évolue, puisque l'autonomie et la qualité progressent petit à petit. Ces deux facteurs expliquent également pourquoi les chargeurs sur pneus électriques ne sont disponibles que depuis peu. Une machine qu'il faut recharger après une heure de travail seulement n'a aucun intérêt dans le contexte d'un chantier de construction, c'est pourquoi la plupart des fabricants s'efforcent d'obtenir une autonomie d'au moins plusieurs heures.

Aujourd'hui, il existe plusieurs types de batterie: la technologie Li-ion est l'une des plus utilisées et contient du lithium comme matériau de batterie, tandis que les batteries au plomb connaissent aussi un certain succès. En général, les batteries Li-ion sont un peu plus performantes en termes d'efficacité et de capacité/volume utile, mais les modèles au plomb coûtent un peu moins cher. En outre, rappelons que la capacité d'une batterie ne dit pas tout, c'est surtout la façon dont elle est utilisée qui aura une influence importante sur sa qualité et sa durée de vie. Par exemple, on déconseille d'utiliser une batterie en la vidant presque à chaque fois, ainsi que de la laisser en charge indéfiniment. Certaines machines sont équipées d'un système de charge intelligent qui empêche ces choses de se produire. Il y a aussi souvent une fonction de charge rapide, qui permet de recharger la batterie rapidement pendant la pause midi.

 
La pratique nous apprend aussi qu'il peut y avoir une différence entre les valeurs données et l'autonomie réelle sur le terrain. Reste donc à voir si les valeurs figurant sur les fiches techniques peuvent réellement être atteintes. De nombreux fabricants soulignent également que de petits ajustements du comportement au volant peuvent faire toute la différence. Une conduite électrique optimale implique également une gestion plus réfléchie de la consommation. Veillez par exemple à ne pas surcharger la machine, à l'éteindre chaque fois qu'elle n'est pas utilisée, à ne pas faire de mouvements brusques, à ne pas conduire vite si ce n'est pas nécessaire et à travailler en plusieurs périodes courtes plutôt que sur une longue durée.

un couple immediatement libere

Ceux qui ont déjà conduit un véhicule électrique sont unanimes: les machines électriques vous donnent une impression de travail tout en puissance et en intuition. C'est parce que - contrairement à un moteur à combustion interne - le couple est disponible immédiatement. Il faut souvent s'y habituer au début, surtout si le conducteur travaille avec un moteur thermique depuis des années. Cependant, après une courte période de rodage, on s'y retrouve très vite et on peut pleinement profiter du couple direct. De plus, le fonctionnement silencieux est souvent un énorme avantage pour le conducteur également.

emissions

On l'a bien compris, les moteurs à combustion interne ne sont donc plus dans le collimateur du législateur. Les règles d'émission de plus en plus strictes le prouvent. En l'absence d'un tel moteur, les engins électriques ne sont évidemment pas soumis aux normes d'émission. Les fabricants soulignent en plus qu'un moteur électrique nécessite moins d'entretien puisqu'il faut remplacer moins de filtres et de fluides.

Transmission

La puissance du moteur électrique est généralement transmise aux roues par un arbre à cardan. En outre, les mouvements de direction et de levage doivent également être commandés par le moteur électrique. Dans ce cas, les principes de fonctionnement varient quelque peu d'un fabricant à l'autre, même si la plupart fonctionnent avec deux moteurs électriques distincts, l'un pour la conduite à proprement parler et l'autre pour l'hydraulique qui est commandée par une pompe hydraulique. Afin d'économiser l'énergie des batteries, presque tous les fabricants intègrent la récupération d'énergie. Cela peut se faire de plusieurs manières: lors du freinage, l'énergie de freinage peut être utilisée pour régénérer la batterie, mais il existe aussi des systèmes où le mouvement descendant du godet ou de rabaissement de la machine sur le site sert de base à la récupération d'énergie. Nous évoluons vers une ère qui promet d'être passionnante pour les ingénieurs en R&D des constructeurs!

 

et les modeles hybrides dans tout ça ... sans oublier l'hydrogene?

Comme pour les véhicules ordinaires et autres engins de terrassement, les chargeuses hybrides sont également disponibles en versions hybrides. Il existe des hybrides rechargeables qui combinent la batterie avec un générateur compact séparé, mais aussi des hybrides parallèles qui fonctionnent avec un moteur à combustion interne où un moteur électrique auxiliaire supplémentaire peut être actionné. La recharge se fait alors par régénération de la puissance de freinage ou récupération des mouvements de levage (voir ci-dessous).
Des hybrides en série sont également possibles, dans lesquels l'état hydrostatique est remplacé par deux entraînements électriques. L'un des moteurs joue un rôle de traction, tandis que le second fonctionne plutôt comme un générateur avec une capacité de stockage. Ici aussi, il est possible de 'bloquer' l'énergie pour la réinjecter plus tard. Notez qu'ici aussi, on utilise toujours un moteur diesel: seul l'hydrostat est remplacé par les deux moteurs électriques, le moteur diesel pour les déplacements reste présent, même s'il s'agit souvent d'un modèle plus petit.
Il ressort de notre enquête auprès des constructeurs que la plupart d'entre eux proposent soit déjà un modèle, soit qu'ils travaillent au moins à une évolution dans ce sens qui sera commercialisée dans un délai relativement court. Un fabricant a indiqué qu'il était plus intéressé par les piles à hydrogène. Il s'agit également d'une technologie totalement exempte d'émissions si l'hydrogène est obtenu de manière écologique. Le fabricant estime que cette solution lui permettra de contourner les obstacles structurels du monde des batteries pour équipements lourds. Les premiers excavateurs et chariots élévateurs dotés de cette technologie seront commercialisés dès 2023.