Le groupe Daimler fait des véhicules propres son cheval de bataille. Autour du slogan "Imaginez les transports du futur", il veut développer les autobus et autocars verts. La technologie hybride tient la corde.
Avec un baril qui flirte avec les 100 dollars et une planète toujours plus polluée, les véhicules propres ne risquent pas de quitter les feux de la rampe médiatique. Daimler l’a bien compris. Le groupe allemand joue donc à fond la carte verte, notamment pour les autobus. Et ses efforts ne se concentrent pas uniquement sur la très prometteuse pile à combustible. Plus pragmatique, le constructeur mise sur les technologies alternatives, en premier lieu l’hybride.
En France, on connaît le géant industriel au travers de Setra et surtout Mercedes. Mais c’est aussi grâce à ses enseignes nord-américaines (Thomas Built et Orion) et japonaises (Mitsubishi Fuso) qu’il peut revendiquer le titre de premier constructeur mondial d’autobus hybrides.
Aux États-Unis, 1 000 Orion VII HybriDrive circulent, et 500 unités supplémentaires entreront prochainement en exploitation. Ce véhicule standard à accès surbaissé roule sur les réseaux de New York ou encore de San Francisco. Comme tous les autobus de Daimler Buses, il utilise une hybridation en série (voir encadré) avec un moteur diesel de 260 ch et un moteur électrique de 250 ch. Daimler l’affirme haut et fort, il ne veut pas produire de véhicules propres dans le seul souci écologique. Ceux-ci doivent également répondre à une logique économique et offrir des bénéfices à l’exploitation. L’autobus nord-américain semble répondre à cet impératif. Les économies de carburant sont de l’ordre de 20 % à 25 %, soit 75 000 litres de gazole pour douze années d’exploitation. Sur le plan environnemental, les indicateurs sont également au vert. Sur la même période, chaque autobus émet quatre tonnes d’oxydes d’azote et 195 000 kg de CO2 de moins qu’un modèle conventionnel. Les exploitants louent ces véhicules qu’ils assurent être plus fiables et plus confortables, avec un passage de rapports plus souple.
Au Japon, le géant allemand se distingue aussi dans la catégorie hybride. Depuis 2004, cinq Aero HEV de Mitsubishi Fuso sont exploités dans trois villes. Ils y ont parcouru plus de 150 000 km.
Une deuxième génération de véhicules a été récemment présentée. L’Aero Star Eco Hybrid se contente d’un moteur diesel de quatre cylindres d’une puissance de 180 ch, dont la seule fonction est de produire de l’électricité. Ce sous-dimensionnement permet de diminuer l’encombrement et le poids du bloc moteur. Le générateur entraîné par le diesel alimente deux moteurs électriques de 108 ch. Aux feux rouges et aux arrêts de bus, le moteur diesel est automatiquement coupé et le véhicule puise dans l’énergie électrique pour assurer le fonctionnement de ses organes (portes, climatisation, etc.). Le démarrage fait aussi appel au moteur électrique, ce n’est qu’à vitesse moyenne que le bloc diesel est à nouveau sollicité. Par ailleurs, l’énergie cinétique produite au freinage est convertie en électricité et stockée dans les batteries.
Mercedes pouvait-il se contenter de ces expériences exotiques d’un point de vue européen? La marque à l’étoile, la plus connue du groupe, va-t-elle aussi goûter de l’hybride avec ses autobus? Daimler a dévoilé un Citaro G (articulé) Blue Tec Hybrid. Il utilise le même système d’hybridation que le véhicule de Mitsubishi Fuso. Quelques aménagements ont été introduits. On trouve sur le Citaro G Hybrid quatre moteurs électriques situés dans les moyeux des essieux centraux et arrières. Ils fournissent une puissance totale de 435 ch. Ils sont alimentés par un moteur Euro 4 Mercedes OM 924 LA de 218 ch à quatre cylindres en ligne. Là aussi, le principe du sous-dimensionnement a été appliqué. Les Citaro articulés diesel utilisent un moteur de six cylindres. Le passage aux quatre cylindres fait passer le poids du bloc moteur de 1 000 à 450 kg. Cela n’empêche pas le modèle hybride d’être plus lourd. Mais le surpoids du prototype présenté n’est que d’une tonne. Et Mercedes promet de trouver des solutions pour faire maigrir son nouveau bébé.
En Europe aussi, les priorités économiques ne seront pas sacrifiées à celles de l’écologie. Les ingénieurs de Mercedes promettent des économies de carburant allant de 20 % à 30 %. Ainsi, le surcoût du véhicule – un tiers de son équivalent à motorisation diesel – ne devrait pas trop freiner l’amortissement du Citaro Hybrid. Le constructeur parle de six années d’exploitation. Un discours qui date d’une époque où le prix du baril de pétrole restait en dessous des 100 dollars.
Les belles promesses de Mercedes pourront rapidement être vérifiées. L’année prochaine, le réseau de Stuttgart va expérimenter une dizaine d’exemplaires. Cette phase doit permettre d’améliorer le véhicule dont la production en petite série est promise pour 2009.
Les véhicules diesel-électriques apportent un réel plus sur le plan environnemental, mais ils ne permettent pas de franchir le pas des émissions zéro. Dans ce créneau, Mercedes propose le Citaro à pile à combustible. Lancée il y a plus de dix ans, cette technologie en est encore au stade expérimental sur les autobus. Les 30 véhicules mis en service à travers le monde totalisent tout de même plus de deux millions de kilomètres et 125 000 heures de service. Pour les ingénieurs, ce sont autant de données enrichissantes qui leur permettront d’améliorer le procédé. Mais cette technologie bute toujours sur son inadéquation économique, et le circuit de distribution de l’hydrogène demande encore à être amélioré.
Ainsi, après avoir promis la pile à combustible dans dix ans, les ingénieurs se montrent plus prudents et parlent maintenant d’une bonne vingtaine d’années.
Mais la technologie bi-mode pourrait agir comme un accélérateur. C’est ce qu’on affirme clairement chez Mercedes. Le Citaro Hybrid est déjà équipé de moteurs électriques et de batteries de stockage adéquates. En théorie, il ne reste plus qu’à remplacer le moteur diesel par des piles à combustible. Et en retenant le principe du sous-dimensionnement, celles-ci nécessiteraient moins de puissance que dans les modèles actuels. Cela se traduirait par des coûts moindres. De plus, le toit du véhicule offre un espace des plus naturels pour les réservoirs d’hydrogène. L’espoir est grand, mais cette fois, Mercedes n’avance pas de date.
Toute l’énergie mécanique produite par le moteur thermique est convertie en électricité qui se trouve à son tour transformée en énergie mécanique pour les fonctions propulsion et auxiliaires. Une récupération d’énergie cinétique est possible, moyennant un stockage dans des batteries. L’utilisation de 100 % de l’énergie mécanique produite par le moteur thermique passe par la cascade de rendements du générateur électrique, du stockage d’électricité, des organes de pilotage du courant, des moteurs électriques. Cette transmission électrique a un rendement nettement plus faible que la chaîne cinématique mécanique classique. On peut donc en attendre une réduction de la consommation uniquement si la récupération d’énergie cinétique lors des phases de décélération l’emporte sur la dégradation du rendement de transmission.
L’essentiel de l’énergie est transmise du moteur aux roues par une chaîne cinématique mécanique à rendement élevé. La chaîne électrique parallèle assure la récupération d’énergie cinétique et des appoints d’énergie qui évitent d’utiliser le moteur thermique dans ses zones de mauvais rendement. Cette solution, plus prometteuse en termes de consommation, nécessite la coexistence d’une chaîne cinématique mécanique, d’une chaîne électrique et la gestion électronique simultanée de ces deux chaînes et du moteur thermique.
Le moteur diesel principal est utilisé lorsque la vitesse de déplacement et/ou l’autonomie le nécessitent. Pour le roulage urbain ou l’entraînement d’auxiliaire lorsque le véhicule est arrêté, il est fait appel à un moteur électrique alimenté par des batteries ou à un moteur thermique dont la taille est adaptée au besoin de puissance des auxiliaires.