Recharger sa batterie en roulant. Le principe de la recharge dynamique séduit de nombreux acteurs, dont Vinci Autoroutes, qui a annoncé mi-juillet tester sur autoroute deux solutions de recharge dynamique, par induction et par rail conductif. Le budget total de ce projet s’élève à 26 millions d’euros sur trois ans, en partie financés par Bpifrance dans le cadre du plan France 2030. Ces systèmes sont plus souvent installés sur des routes ouvertes à la circulation dans des milieux urbains ou péri-urbains. Vinci Autoroutes entend tester ces technologies sur voie rapide, où les camions vont circuler à 90 km/h et les véhicules légers jusqu’à 130 km/h. Dans ces conditions plus rudes, les systèmes vont-ils fonctionner correctement ?
Vigilance sur l'adhérence
L’induction repose sur l'émission d’un champ électromagnétique entre un récepteur et un émetteur. «La bobine émettrice est fixée sous une couche de la chaussée et la bobine réceptrice sous un camion», ajoute Louis du Pasquier, directeur de la décarbonation chez Vinci Autoroutes. La distance entre les deux bobines peut s’élever à 30 centimètres pour pouvoir recharger un poids lourd en circulation. Pour ses essais, le concessionnaire a sélectionné la solution de la pépite israélienne Electreon.
Les systèmes habituellement testés ont une puissance de 25 à 30 kW, ce qui est suffisant pour les véhicules légers mais pas pour les camions. L’objectif est de pousser cette puissance à 200 kW. Pour cela, les partenaires cherchent à la fois à augmenter la puissance unitaire et le nombre des bobines. Vinci Autoroutes souhaite «tester différentes configurations», pose Louis du Pasquier, pour voir laquelle est la plus efficace. En Suède, Electreon a déjà délivré 70 kW à un poids lourd circulant jusqu’à 80 km/h. Un des projets les plus avancés jusqu’à présent. L’Etat suédois a aussi lancé un appel d’offres pour déployer un tronçon commercial de 21 kilomètres de long sur une autoroute.
Electreon Des bobines doivent être installées sous la chaussées pour la recharge par induction. Crédit : Electreon
Pour la recharge par rail, la société suédoise Elonroad est sélectionnée. Sa solution repose sur l'installation d'un rail plat affleurant à la chaussée. Le véhicule se connecte à ce rail grâce à des collecteurs qui se rabattent sous le camion. «Cette solution ne rencontre pas de problème de puissance», précise Louis du Pasquier. La start-up promet une charge dynamique à plus de 350 kW à 90 km/h. La recharge simultanée d’un camion à 90 km/h et de deux voitures à 130 km/h doit être testée.
Que ce soit la recharge par induction ou par rail, les deux systèmes se doivent de détecter les véhicules compatibles et de s'y connecter automatiquement. Avec un impératif, celui de monitorer précisément la quantité d’énergie délivrée à chaque véhicule, grâce à des systèmes de pilotage et de suivi, pour facturer les clients. L’interopérabilité des solutions, qui fonctionnent aussi bien pour les poids lourd que pour les véhicules légers et les bus ainsi qu’en mode statique et dynamique, est également mise en avant.
Youtube @Elonroad Les rails à fixer sur la chaussée pour recharger les véhicules. Crédit : Youtube @Elonroad
Sur autoroute de nombreuses questions de sécurité et d’adhérence se posent. Il faut vérifier que le rail plat d’environ 20 centimètres de large fixé sur la chaussée n’affecte pas l’adhérence des voitures et des deux roues. «En raison du trafic, les contraintes mécaniques sur l’enrobé sont importantes», ajoute Louis du Pasquier. Vinci Autoroutes entend étudier l’usure du système et leur résistance à un trafic important. Reste aussi à déterminer comment refaire une chaussée équipée de bobines ou d'un rail.
Des tests sur piste avant le déploiement sur autoroute
Le projet doit démarrer en septembre pour trois ans. La première phase, celle de R&D, comporte des tests en laboratoire. Des tests sur piste fermée seront ensuite réalisés notamment sur celle du Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema). Ces essais concernent majoritairement la solution sur rail, pour laquelle il faut s’assurer de l’adhérence des véhicules. La solution de recharge par induction, elle, demandera de réaliser des tests mécaniques pour vérifier la capacité de l’enrobé à supporter les roues des poids lourd, comment combler au mieux le trou pour installer ces bobines, etc.
Ces deux systèmes seront ensuite installés sur un tronçon de l’autoroute A10 dans le sens Paris – province, en amont de la barrière de péage de Saint-Arnoult-en-Yvelines, pendant près d’un an. Les deux solutions seront installées l’une après l’autre dans un environnement comparable sur un tronçon de 2 kilomètres. Louis du Pasquier évoque «un tronçon unitaire réplicable» qui est surtout le bon compromis entre une distance suffisamment grande pour réaliser des tests et un coût d’installation encore très élevé.
Là, Vinci Autoroutes étudiera la différence de coûts de maintenance entre ces deux solutions. Sur autoroute, les chaussées sont refaites tous les 15 à 20 ans. Il est nécessaire que les bobines puissent durer aussi longtemps sans entretien. Pour l’instant, la durée de vie passive d’une bobine est de 20 à 30 ans. Mais le système va-t-il résister face à un trafic continu ? Quant aux rails, ils seront plus sollicités d’un point de vue mécanique. Mais le remplacement d’un morceau abimé semble plus facile comme ils sont affleurant à la chaussée.
Le coût cible à un stade industriel est de 4 à 5 millions d’euros du kilomètre, en prenant en compte les éléments sur la route et l’infrastructure électrique nécessaire. En parallèle, des systèmes de gestion d’électricité en bord de route doivent être installés et reliés au réseau public à l’aide d'un transformateur. Une étude du ministère des Transports réalisée en 2021 propose un plan pour parvenir à 5 000 km d'ici 2030 et 9 000 km d'ici 2035 de systèmes de route électrique. A terme, selon Vinci Autoroutes, avoir un taux d’équipement de 80% du linéaire est suffisant pour répondre aux besoins des camions. L’intérêt principal : réduire la taille de leurs batteries et la pollution engendrée par leur fabrication ainsi que le coût des véhicules électriques.
