Rétrospective de la MaT-Conférence 2022

Le défi de la mise à disposition de l'énergie et le changement de la technologie de propulsion exigent de la recherche et du développement, mais aussi des aiguilleurs de la politique, afin de mettre en œuvre la décarbonisation et la défossilisation. Des représentants de la Confédération et des cantons ont mis en lumière les conditions-cadres permettant de provoquer ce changement. Pour Christoph Schreyer, chef de la section Transports efficaces sur le plan énergétique à l'Office fédéral de l'énergie, la situation énergétique, la dépendance vis-à-vis de l'étranger, le grand écart de la politique de transfert ainsi que l'évolution de la technologie de propulsion sont les points forts de la politique. Le point de mire du point de vue cantonal a été offert par le Dr Daniel Wachter qui, en tant que chef de l'Office des affaires communales et de l'organisation du territoire, s'occupe également des questions de planification des transports. L'augmentation de la population et les besoins accrus de mobilité qui en découlent amènent les infrastructures routières et ferroviaires à la limite de leurs capacités.

Pour Andreas Burgener, directeur de l'association des importateurs de véhicules auto-suisse, la tendance du marché vers les véhicules à brancher est réjouissante. Grâce aux efforts des constructeurs et des importateurs automobiles, les émissions de CO2 du trafic routier ont pu être continuellement réduites au cours des dernières années. La situation de pandémie avec des problèmes d'approvisionnement, la proximité de la guerre et la situation économique ont sensiblement freiné les achats de voitures neuves. Les camping-cars sont le seul segment à prospérer. D'ici 2050, le secteur vise une part de vente de plus de 50% pour les véhicules hybrides rechargeables (PHEV) et les véhicules électriques à batterie (BEV). Mais l'électrification du trafic routier implique également une augmentation de la production d'électricité à partir de sources renouvelables. Dans ce domaine, Burgener estime qu'il y a encore beaucoup à faire pour développer la production nationale et minimiser la dépendance vis-à-vis de l'étranger.

Christian Nellen, professeur de moteurs d'entraînement et de combustion à l'Ecole d'ingénieurs et d'architectes de Fribourg, une alternative valable aux PHEV et BEV est l'utilisation d'hydrogène dans les moteurs à combustion. Pour atteindre l'objectif principal de réduction des émissions de CO2, la production d'hydrogène doit se faire avec de l'électricité renouvelable. En outre, l'hydrogène peut être stocké et également utilisé comme base de départ pour les e-fuels. Nellen considère qu'il est dangereux de se concentrer exclusivement sur les moteurs électriques à batterie et la technologie des piles à combustible. Selon l'application, le moteur à combustion devrait également pouvoir faire valoir ses avantages grâce à l'hydrogène. Hormis la question des NO, il ne voit aucun inconvénient en termes d'émissions. Le moteur à combustion H2 peut marquer des points, en particulier en cas d'exigences de charge élevées. Le FC est ici désavantagé, il peut atteindre son meilleur rendement à environ 40%. Pour étudier la mise en œuvre, un bus de ligne de 18 m a été équipé d'un brûleur H2 à Fribourg et testé dans la pratique. L'autonomie était de 350 km. L'étude a également analysé les coûts. L'achat est moins cher qu'un BEV ou qu'une propulsion FC et le TCO (Total Cost of Ownership) plaide également en faveur de cette variante, en particulier pour les véhicules lourds tels que les véhicules utilitaires, les bus mais aussi les machines off-road comme les engins de chantier ou les trains.

En tant que représentant de Stadler Rheintal AG, Alois Starlinger a expliqué comment l'entreprise suisse maîtrise les défis posés aux véhicules ferroviaires modernes. A l'aide de la sécurité en cas de collision et des développements aérodynamiques, Starlinger a pu montrer que Stadler Rail peut mettre en œuvre des solutions ferroviaires innovantes. Des trains à hydrogène sont également en cours de développement et seront bientôt utilisés aux États-Unis comme trains de banlieue. Le professeur Dejan Šeatović a parlé d'un tout autre domaine de recherche : l'agriculture intelligente au moyen de drones. Le projet présenté porte sur la lutte contre les mauvaises herbes sans utiliser de produits chimiques. La solution : détecter et cartographier les mauvaises herbes dans les champs à l'aide de drones, puis tuer automatiquement les racines de chaque plante à l'aide de véhicules robotisés et d'eau chaude. L'idée de proposer l'équipement pour moins de 5000 dollars devrait permettre aux agriculteurs du monde entier d'utiliser cette technologie respectueuse de l'environnement - car payable.

L'exposé de Peter Krähenbühl portait sur les moteurs à combustion de plus grande taille et leur contribution à la réduction des émissions de CO2. Les moteurs d'un alésage de 0,92 m, d'une course de 3,5 m et de dimensions de 23 m de long ainsi que de 16 m de haut et d'un poids de 2140 tonnes, d'une puissance de 64'000 kW et d'une consommation spécifique de carburant de seulement 168 g/kWh sont les plus grands moteurs à explosion pour bateaux. Les moteurs géants développés par WinGD et produits en Extrême-Orient ont un grand potentiel pour entraîner une réduction importante des émissions de CO2 en tant que moteurs fonctionnant au GNL. Afin d'optimiser l'efficacité et la sécurité en cas de panne, WinGD a beaucoup investi dans la numérisation. Krähenbühl a montré que grâce au monitoring des moteurs sur le bateau, les plus de 500 informations des capteurs peuvent déjà être évaluées et des indications sur les optimisations ou les pannes imminentes peuvent être communiquées à l'équipage. Les informations des capteurs des bateaux sont transmises par satellite à Winterthur, où des spécialistes peuvent analyser les données en cas d'anomalies et transmettre des instructions aux techniciens du bateau. Afin d'améliorer l'efficacité des manœuvres, des propulsions hybrides sont également en cours de développement. Cela permettra d'améliorer encore le rendement et donc de réduire l'impact environnemental de la navigation en haute mer dans les années à venir.

Certes, les bateaux que Martin Einsiedler et son équipe développent sont un peu plus petits, mais la société Shiptec AG pour les bateaux de navigation intérieure a déjà franchi une étape dans ce domaine. Plusieurs bateaux équipés de systèmes de propulsion alternatifs naviguent déjà sur les lacs suisses. Une phrase importante a arraché un sourire et une reconnaissance aux participants : "Si on n'a pas besoin d'énergie, on ne doit pas en emporter !" Cette affirmation semble logique, mais sans énergie, il est également impossible de faire avancer un bateau et d'alimenter le réseau de bord en énergie. Toutefois, le fait que la masse ou la friction doivent être réduites et qu'il faut donc moins d'énergie de propulsion ne semble pas vraiment être mis en œuvre dans les SUV BEV actuels. Une étude a montré que la propulsion et le navire dans son ensemble recèlent encore un grand potentiel de développement, la propulsion sera également purement électrique à l'avenir. De plus, l'automatisation aide à économiser une partie considérable de l'énergie de propulsion. Lors des manœuvres d'accostage, il a été démontré que l'ordinateur rendait la manœuvre plus efficace sur le plan énergétique que bien des capitaines.

Alex Näf, CEO de Hess AG, ne voit pas encore l'automatisation de la conduite arriver dans le secteur dans les prochaines années. Les défis sont trop importants, en particulier dans les zones urbaines, pour que les bus de ligne puissent être entièrement automatisés et se déplacer en toute sécurité. Toutefois, l'entreprise suisse est si avancée dans le développement de la technologie de propulsion et si performante sur le marché que le dernier bus à moteur diesel quittera l'usine cette année. En raison de la capacité de transport de personnes requise, on n'utilise plus aujourd'hui des bus de 12 mètres, mais on construit déjà des bus électriques pouvant atteindre 25 mètres de long, avec plusieurs essieux moteurs et jusqu'à deux bogies. L'électrification est toujours mise en œuvre lorsque l'infrastructure existante comporte des lignes aériennes de contact. Si celle-ci n'est pas installée sur les lignes, il faut recourir soit à des chargeurs de dépôt, soit à des chargeurs de terminus pour recharger les batteries des bus pendant la nuit ou en service de jour. Näf ne voit pas non plus d'application de la technologie des piles à combustible pour les bus de ligne en raison du rendement plus faible. La consommation d'énergie primaire massivement réduite, le confort accru grâce à un démarrage sans à-coups, le niveau sonore plus faible ainsi que la traction optimale dans des conditions hivernales grâce à un entraînement sur plusieurs axes sont autant d'arguments en faveur de l'utilisation de bus de ligne électriques à batterie ou alimentés par caténaire. De nombreux projets et de nouvelles commandes confortent Näf dans l'idée que la propulsion électrique représente l'avenir du transport par bus de ligne.

Tous les techniciens savent qu'une propulsion purement électrique par batterie n'est pas possible dans les airs avec le rapport poids/puissance actuel. Soeren Suesse a montré dans son exposé qu'une électrification sous forme de propulsion hybride sera tout à fait possible pour les hélicoptères dans les années à venir. L'entreprise Kopter, qui a succédé à l'entreprise suisse Marenco, développe un système de propulsion d'hélicoptère qui ne dispose que d'une turbine et qui peut compter sur la propulsion électrique en cas d'urgence. De nombreuses heures de développement sont encore nécessaires avant que le produit ne soit fabriqué en série et autorisé à remplacer les machines à deux turbines dans les zones habitées.

Peter Affolter, professeur et directeur de la division Ingénierie automobile et du véhicule de la BFH, a commencé son exposé en se demandant si sa fille de 14 ans devait encore passer un examen de conduite à 18 ans ou si les véhicules entièrement automatisés rendaient déjà l'examen de conduite superflu. Son voyage à travers les développements techniques et les réglementations a clairement montré que le chemin vers les applications de niveau 4 et 5 sera encore long pour pouvoir tester et homologuer le matériel et les logiciels en toute sécurité. Le Dr Yorick Ligen a complété la série d'exposés par de nombreuses connaissances de fond sur l'économie et la distribution de l'hydrogène. En tant qu'ingénieur de développement, il a accompagné de nombreux projets de l'industrie automobile et est également convaincu actuellement que l'hydrogène constitue une pierre angulaire importante pour la décarbonisation et la réduction des émissions de CO2. Il a également mis en avant l'avantage de la durée de ravitaillement ainsi que l'utilisation dans différents modes de transport.