L’avenir du bus sera hybride

Quelques grandes avancées technologiques de l’humanité sont apparues de façon spontanée sur plusieurs continents. Il en fut ainsi de l’arc, c’est aujourd’hui le tour de l’autobus urbain hybride. Pressés par la nécessité de fournir des réponses adaptées aux défis environnementaux du moment, les industriels présents à l’exposition qui se tenait parallèlement au congrès de l’UITP ont mis l’accent sur de nouveaux modes de propulsion propres. Et la palme revient sans conteste à l’hybride, qui permettrait de répondre audéfi d’Euro 5. Si cette solution est bien retenue par la majorité des constructeurs, chacun l’interprète cependant différemment. C’est Van Hool, avec ses partenaires UTC Power (United Technologies Corporation), Siemens et Air Liquide, qui afait les choix technologiques les plus audacieux en présentant un autobus à pile à combustible hybride.

La société flamande de transport public De Lijn sera la première à le mettre en service le 18 juin sur son réseau pendant six mois à titre d’essai. UTC fournit la pile à combustible, Siemens la traction électrique, et Air Liquide l’hydrogène.

Le constructeur a investi 3,3 millions d’euros dans ce projet, mais a bénéficié de 1,3 million d’euros d’aides du gouvernement flamand. Il se dit prêt à entrer dans une phase de production industrielle si son carnet de commandes se remplit. “L’intérêt pour ce véhicule ne manque pas, affirme Léopold Van Hool, administrateur délégué de la société éponyme, de même que les projets concrets, notamment à Oakland en Californie, à Washington DC, Hambourg, Luxembourg, Londres et Amsterdam, pour n’en citer que quelques-uns.”

La motorisation est assurée en partie par une pile à combustible dans laquelle, sous l’influence de l’oxygène de l’air, l’hydrogène est transformé en énergie électrique par un procédé d’électrolyse inversé. L’émission consiste en de la vapeur d’eau pure à 100 %. Tout surplus d’énergie électrique produit par la pile à combustible est stocké dans des batteries. Celles-ci assurent la traction lorsque l’autobus quitte un arrêt, et la soutiennent chaque fois que c’est nécessaire. L’énergie libérée par les freins à chaque arrêt est récupérée et stockée dans les batteries en vue d’une utilisation ultérieure. Les moteurs électriques sont à cet effetenclenchés automatiquement etservent de générateurs. D’où l’appellation de pile à combustiblehybride. Le rayon d’action est de 350 kilomètres.

L’hydrogène pur se trouve dans des réservoirs dédiés installés sur letoit, d’un poids d’environ 40 kilos avec une pression de 350 bars.

Étant donné que la pile à combustible ne comporte aucun élément mécanique mobile, le bruit typique, propre aux moteurs à essence ou au diesel, n’existe plus, de sorte que l’autobus est nettement plus silencieux qu’une variante diesel moderne. Malgré le poids propre à un véhicule hybride, la capacité est de 94 à 104 voyageurs en fonction de l’agencement des sièges et de lanorme de confort pour voyageurs debout. Le véhicule comporte trois essieux dont le deuxième, directionnel, d’une longueur de 13,2 mètres avec un rayon de braquage de maximum 24 mètres comme prescrit par la directive européenne. Le paritechnologique de Van Hool est osé. Car l’utilisation de l’hydrogène en tant que combustible bute pourl’instant sur des considérations de distribution et de sécurité qui n’ont pas vraiment trouvé de solutions. À la pointe de la technologie, le constructeur belge aura au moins montré qu’il était prêt à se tailler une place de choix dans la prochaine génération.

Moins novateurs que le constructeur belge, les Allemands Neoman et Mercedes-Benz, comme les Suédois Scania et Volvo, misent sur la combinaison d’une motorisation thermique couplée à un générateur électrique pour se conformer à la norme Euro 5, et réduire drastiquement la consommation d’énergie. Les quatre industriels ont choisi des solutions technologiques très proches, à quelques variations près. Neoman présente donc pour la première fois son Lion’s City Hybrid de nouvelle génération. Le véhicule est équipé d’un moteur Man D 0836 LOH à6 cylindres en ligne, répondant à la norme antipollution EEV sansadditif.

Pour son “Autobus-concept hybride” réalisé avec 80 % de composants de sa série Omni, Scania a fait le choix d’un moteur de 9 litres pouvant fonctionner au diesel, à l’éthanol ou au GNV. Son concurrent Volvo mise quant à lui pour son concept I-SAM sur une motorisation de petite cylindrée, à l’instar de Mercedes-Benz, qui installe dans son Citaro Hybrid un OM 457 hLA développant seulement 218 ch. Le gain de poids obtenu est de l’ordre de 550 kg chez ce dernier, ce qui compense totalement les 450 kg de batteries nécessaires au système hybride. D’ailleurs, laréduction de la taille de tous les composants permet cette année aux constructeurs de proposer des modèles affichant une capacité correspondant pratiquement à celle des bus classiques. Dans tous les cas, le moteur thermique fournit l’énergie à un générateur haute puissance.

Chez Man, les deux groupes électriques alimentés par le générateur sont reliés entre eux par des onduleurs qui entraînent un pont portique équipé de pneumatiques extra-larges par le biais d’un réducteur cumulatif. Volvo a fait le choix d’une transmission mécanique développée spécifiquement pour ce type de véhicule. Quant à Scania et Mercedes-Benz, ils ont opté pour les moteur-roues électriques.

Dans tous les cas, une électronique de puissance relie le bloc de propulsion au système de stockage d’énergie monté sur le pavillon. Man et Scania ont choisi un système composé de modules de condensateurs haute puissance qui stockent l’énergie de freinage. Mercedes-Benz et Volvo misent plutôt sur des batteries classiques de nouvelle génération pour le même usage. Les moteurs de translation sont donc alimentés soit par le biais du moteur diesel du générateur plus l’accumulateur d’énergie, soit uniquement par l’accumulateur d’énergie. Les autobus hybrides quittent ainsi leur arrêt de manière purement électrique, et le moteur thermique n’est activé que si des puissances plus importantes sont demandées. Une caractéristique qui se retrouve sur les quatre véhicules, et qui permet de stopper l’ensemble du bloc propulseur lorsque le bus est à l’arrêt, ce qui correspond à 45 % de son temps d’exploitation en milieu purement urbain.

Par ailleurs, toutes les fonctions annexes, comme les servo-pompes ou le compresseur sont, selon les constructeurs, soit totalement alimentées électriquement, soit par les deux modes de propulsion en fonction de la puissance disponible et nécessaire.

Tous les nouveaux apôtres de l’hybride sont d’accord: selon les constructeurs, les essais pratiques sur le terrain auraient montré une réduction de la consommation de 25 à 30 % par rapport au moteur diesel classique. Scania annonce même une réduction des émissions de CO₂ de 90 % avec un moteur alimenté à l’éthanol. Qui va ouvrir le bal de l’exploitation en conditions réelles? Il semble que Volvo ait pris une petite longueur d’avance, etmême un peu de hauteur. Avec l’accord de Transport of London, l’autorité organisatrice des transports publics de la capitale britannique, et l’aide de l’exploitant Arriva London, l’industriel va tester en grandeur nature une série de bus hybrides à impériale dans le courant 2008. Mercedes-Benz annonce que la production en série de son Citaro Hybrid pourrait débuter dès 2009.Neoman l’envisage vers 2010, et Scania se contente encore d’annoncer une série d’évaluations et de tests en coopération avec quelques clients sélectionnés.

Dans tous les cas de figure, les constructeurs en question envisagent le bus hybride comme une nouvelle étape avant l’avènement duvéhicule fonctionnant uniquement grâce à la pile à combustible.Preuve que Van Hool est bien un précurseur.