À partir de l’automne, le BHNS Febus – en hommage à Gaston Fébus, comte de Foix et prince de Béarn – va traverser la ville de Pau, du nord au sud, de l’hôpital à la gare. La ville de François Bayrou a fait confiance à GNVert (Engie) associé au constructeur belge Van Hool pour exploiter huit bus de 18 mètres équipés d’une pile à hydrogène. Ce sera la première fois en France qu’une ligne complète de bus sera alimentée par de l’hydrogène. Lucie Kempf, responsable du service Exploitation transports urbains de l’agglomération de Pau revient sur les raisons qui ont présidé au choix de cette technologie innovante.
Lucie Kempf. Trois ans de recherches ont été nécessaires pour préparer la procédure d’achat du matériel roulant, qui était associé à un gros projet d’aménagement urbain dont le coût approche les 72 millions d’euros, dont 53 millions d’euros de travaux de rénovation urbaine. Nous avons étudié toutes les solutions de mobilité durable pour répondre à la volonté des élus de définir un modèle de nouvelle mobilité, véritable alternative au diesel, et de privilégier des véhicules zéro émission, silencieux et alimentés à partir d’énergie renouvelable. Notre cahier des charges stipulait la création d’une ligne BHNS en site propre sur 6 km, reliant l’hôpital, l’université, le centre-ville et la gare, avec un véhicule performant pour assurer une fréquence de 8 minutes, pour une amplitude de service de 5 heures à 1 heure au maximum, soit une autonomie de 200 et 300 km au quotidien. Nous souhaitions une solution à la fois financièrement viable et techniquement fiable. Mais compte tenu de notre cahier des charges, nous avons tout de suite compris que la viabilité serait difficile.
L. K. Il ne s’agissait pas simplement d’acheter des bus mais un système de transport global qui devait être complet, avec les équipements nécessaires à l’approvisionnement en énergie. Nous avons lancé une procédure d’achat particulière, peu courante: le dialogue compétitif, qui consiste pour l’acheteur public, non pas à fixer des caractéristiques techniques mais des niveaux de performances à atteindre. Les candidats devaient démontrer, en particulier, que leur solution était adaptée aux performances d’exploitation de la ligne à Haut Niveau de Service de Pau, avec un engagement sur des critères mesurables (fiabilité, maintenabilité, disponibilité et sécurité) sur une durée de 15 ans. Nous demandions notamment une autonomie suffisante pour assurer la journée de service (230 km) sans recharge au dépôt (situé à 5 km du terminus), une flexibilité et une souplesse d’exploitation équivalentes à celle des bus classiques (déviation de l’itinéraire, extension de ligne lors de grandes manifestations, ligne en site propre seulement à 85 %). Enfin, une maîtrise des coûts d’exploitation (viabilité sur 15 ans). Au final, deux solutions sont restées en compétition: l’électrique à captation, c’est à dire avec une recharge en terminus de ligne, et l’électrique à pile à hydrogène avec la production d’hydrogène sur site.
L. K. Lorsqu’on a mis en parallèle les deux solutions, on s’est très vite rendu compte que la solution électrique n’était pas adaptée aux contraintes de Pau. La solution à captation impose une recharge ponctuelle régulière, tous les 30 kilomètres maximum. Il est également nécessaire de prévoir des recharges la nuit au dépôt. Une station de recharge avec un pantographe est positionnée en bout de ligne à chaque terminus. L’autonomie des véhicules sans recharge est d’environ 70 km maximum. Le véhicule ne peut quitter sa ligne et doit impérativement être rechargé de manière régulière. Il faut impérativement respecter le plan de recharge, sinon la durée de vie des batteries n’est plus garantie. Cette solution manque donc de flexibilité. Or, à Pau, les terminus ne se font pas toujours au même endroit. Au nord, ce n’est plus l’hôpital mais le Zénith ou le Palais des sports lors des grandes manifestations; au sud, il est nécessaire de s’arrêter sur la place d’Espagne lors du Grand prix automobile de Pau et non pas à la gare. Il fallait donc prévoir d’installer non pas deux stations de rechargement mais au moins quatre stations pour assurer le service.
L. K. Les conditions d’exploitation du système sont liées aux recharges en ligne. Les durées de charges utiles se déroulent normalement durant les temps de battement en terminus. En conditions normales d’exploitation (fréquence de 8 minutes pour Pau), il faut compter 5 minutes à chaque terminus. Cela représente environ 30 % de temps perdu à recharger les véhicules, alors que les temps de recharge sont pris sur les temps de conduite. La durée de recharge des véhicules affecte donc la productivité du service de la ligne BHNS. D’autre part, nous avons envisagé de démarrer avec une fréquence de 8 minutes, mais il est fort probable de devoir aller vers une fréquence plus élevée (6 minutes): c’est une ligne BHNS! La solution à captation, dans ce cas, nécessite l’appui de véhicules supplémentaires, et donc de conducteurs. Une dernière contrainte s’ajoutait à notre contexte: la capacité du réseau électrique existant, compte tenu de la puissance électrique nécessaire des stations (entre 500 et 750 kW), et le coût d’une mise à niveau, sachant que les études de conception étaient déjà fort avancées lors du dialogue compétitif. Enfin, in fine, la solution à captation était aussi coûteuse que la solution hydrogène.
L. K. Nous avons aussi étudié des solutions autonomes électriques mais les véhicules, articulés ne tenaient pas la journée en termes de charge électrique. D’après nos données, on considère que 40 % de l’énergie consommée est dédiée au confort des passagers, particulièrement la climatisation qui est très énergivore, ainsi que le système de billettique et l’information voyageurs. Le choix d’une solution électrique autonome nous aurait obligé à commander davantage de véhicules que les huit de la solution hydrogène. Nous avons aussi étudié les solutions de recharge en ligne de type Tosa, avec une recharge ponctuelle à chaque arrêt, le véhicule s’accrochant comme pour la solution à captation à des bornes surélevées, mais ce n’était pas adapté non plus à notre souhait de flexibilité et aux délais d’études puis de travaux sur le réseau électrique. Avec l’hydrogène, le service est assuré sans adaptation particulière des infrastructures. L’hydrogène est totalement compatible avec les exigences d’exploitation d’un réseau de transport urbain: fréquence, autonomie, capacité, flexibilité. Éprouvée par des retours d’expérience en Europe et dans le monde, l’hydrogène reste cependant une solution techniquement complexe et sophistiquée à maintenir et à utiliser (stockage de l’hydrogène, pile à combustible). Elle nécessite la mise en œuvre d’une organisation sans faille et des mises aux normes du dépôt contraignantes (réglementation ICPE, zonages ATEX). Nous avons choisi une production sur site par électrolyse de l’eau pour disposer d’hydrogène « vert » décarboné. A terme nous souhaiterions déployer un parc photovoltaïque pour produire l’électricité nécessaire au site de production d’hydrogène, et ainsi aller au bout d’une boucle vertueuse environnementale.
L.K. Le coût de cette ligne BHNS est en effet trois à quatre fois celui d’une solution classique (le design pouvant influer fortement sur le prix des véhicules, y compris en motorisation thermique classique). Nous avons réussi à monter ce projet avec des aides très conséquentes, qui couvrent pratiquement 40 % des coûts: Le Fonds européen de développement régional (FEDER) a accordé 1,5 millions d’euros pour les bus; l’Europe 4,3 millions (programmes financés par le FCH-JU) et la région Nouvelle-Aquitaine 0,9 millions pour la production d’hydrogène et d’électricité verts. Le consortium qui a gagné le dialogue compétitif – Engie et sa filiale GNVERT pour la station de production de distribution d’hydrogène associé à ITM POWER qui fournit l’électrolyseur et le constructeur des véhicules Van Hool – s’est engagé à assurer en full-service la maintenance du système véhicule/énergie sur 15 ans, selon un contrat garantissant une lisibilité des coûts qu’aucune autre technologie ne peut aujourd’hui offrir. Tout cela nous a permis de rendre ce projet ambitieux soutenable financièrement et techniquement viable.