par Mika Takahashi, analyste technologique chez IDTechEx | Oct 23, 2024 | Autobus, Autocar, Equipement, Les dossiers
Des moteurs à combustion interne (ICE) mais sans les émissions. L’idée est certainement séduisante. Conserver les mêmes moteurs à combustion interne (ICE) qui alimentent les voitures, les bus et les camions depuis plus d’un siècle, mais éliminer les émissions nocives et affectant le climat qui s’échappent du pot d’échappement. Actuellement, l’électrification est la principale voie vers la décarbonisation des transports, mais les solutions électriques à batterie posent de nombreux défis, ce qui signifie que l’adoption risque d’être un processus lent, IDTechEx estime que 11% de toutes les ventes de voitures en 2023 étaient entièrement électriques.
Aperçu des réactions chimiques impliquées dans un moteur à essence/diesel, un moteur à hydrogène et une pile à combustible à hydrogène. L’absence de carbone dans la combustion des moteurs à hydrogène élimine les émissions de CO2 (à l’exception des traces provenant de l’huile moteur). Source : IDTechEx.
Un carburant sans carbone, donc pas de carbone dans l’échappement ?
La combustion est une réaction chimique à haute température entre un carburant et un oxydant (dans le cas des moteurs, il s’agit de l’oxygène atmosphérique). Dans un moteur à combustion interne classique alimenté à l’essence ou au diesel, l’hydrocarbure réagit avec l’oxygène et l’azote de l’air à haute température pour produire de la chaleur, de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et des oxydes nitreux. Aucun carbone n’est présent dans la réaction chimique lors du passage à un carburant à hydrogène pur ; par conséquent, aucun CO2 n’est formé et émis dans l’atmosphère. Il y a cependant une légère réserve à ce zéro CO2. Les recherches d’IDTechEx indiquent qu’une petite quantité d’huile moteur sera brûlée dans un moteur à combustion interne. L’huile moteur est essentielle pour lubrifier les pièces mobiles complexes et éviter les dommages causés par le contact métal-métal. La plupart des moteurs brûlent une petite quantité d’huile en raison de fuites ou de retours de flamme dans le système, et comme toutes les huiles moteur actuellement utilisées sont à base d’hydrocarbures, cela entraîne la production d’une petite quantité de CO2. Cependant, comparée à la quantité deCO2émise par un moteur à combustion interne classique, cette quantité est négligeable. IDTechEx estime que la combustion d’huile moteur dans un véhicule H2ICE produirait moins de 1 kg de CO2par 1 600 km, contre 272 kg dans un véhicule ICE classique. Ainsi, un H2ICE produirait environ 99,7% d’émissions de CO2 en moins qu’un ICE classique.
Les recherches d’IDTechEx décrivent les paramètres clés du moteur et leurs impacts en aval sur la formation de NOx thermique. Le NOx est un polluant clé préoccupant pour le H2ICE, et les émissions d’échappement doivent être maintenues aussi basses que possible pour que le H2ICE offre des réductions d’émissions crédibles. Source : IDTechEx.
Les oxydes d’azote représentent le plus grand défi
Bien que le carburant ne contienne pas de carbone, la combustion de l’hydrogène provoque des températures très élevées dans la chambre de combustion, ce qui entraîne la formation d’oxyde nitrique. Les oxydes d’azote (NOx) sont reconnus depuis des décennies comme des gaz à effet de serre (GES) et nocifs pour la qualité de l’air. Des réglementations de plus en plus strictes sur les émissions autorisées de NOx au niveau des pots d’échappement ont été mises en œuvre à l’échelle mondiale, car les effets nocifs du NOx sont devenus plus évidents. Pour que le H2ICE ait des réductions d’émissions crédibles, il doit également montrer qu’il peut réduire considérablement les émissions de NOx. La formation de NOx thermiques (NOx formés lors de combustions à haute température) est une interaction très complexe de facteurs et de paramètres moteur.
IDTechEx décompose chacun de ces facteurs à tour de rôle dans le rapport, en examinant les dernières recherches universitaires et les tendances de l’industrie telles que :
- Influence du rapport air-carburant sur la formation de NOx et raison pour laquelle l’industrie tend vers des conceptions d’allumage par étincelle à combustion pauvre (SI).
- Impact du régime moteur sur la formation de NOx en raison de la pression et du temps de réaction.
- Applicabilité du post-traitement des gaz d’échappement à allumage par compression (CI) et SI existants aux moteurs à hydrogène.
- Principes de performance et de fonctionnement des convertisseurs catalytiques à 2 et 3 voies, de la réduction catalytique sélective, des pièges à NOx pauvres et de la recirculation des gaz d’échappement (EGR).
- Données de performances réelles pour les véhicules H2ICE existants.
- Contextualisation des émissions de NOx du H2ICE avec les limites d’échappement historiques et actuelles (g/km et g/kWh) dans les régions clés.
- Discussion sur les émissions pour les secteurs au-delà du transport routier, y compris l’aviation.
Aperçu des couleurs de l’hydrogène. L’hydrogène n’est pas facilement disponible dans la nature, il doit donc être produit, et la méthode de production est essentielle pour déterminer les émissions du cycle de vie d’un moteur à combustion interne à hydrogène. Seul l’hydrogène vert ou jaune offre des émissions de CO2 proches de zéro tout au long de sa production. Source : IDTechEx.
En matière d’hydrogène, la couleur est essentielle
Bien que l’hydrogène injecté dans le moteur puisse être sans carbone, ses émissions globales tout au long de son cycle de vie dépendent grandement de son origine. Dans l’industrie de l’hydrogène, la « couleur » de l’hydrogène est utilisée pour désigner la méthode de production. Parmi l’arc-en-ciel de couleurs disponibles, l’hydrogène vert et jaune sont les seules sources véritablement renouvelables. Cependant, ces dernières sont actuellement à la fois difficiles à acquérir et excessivement chères, en partie à cause des faibles taux de conversion en efficacité énergétique. 3 kWh d’électricité renouvelable produisent environ 1 kWh d’hydrogène utilisable. Pour être injecté dans un moteur, il doit ensuite être comprimé, transporté, stocké, distribué et enfin brûlé dans un moteur thermique à efficacité thermique limitée. Il en résulte de nombreuses inefficacités énergétiques, qui amplifient les émissions liées à la production. Si les émissions produites pour l’hydrogène vert sont minimes, cela devient un facteur majeur pour les autres couleurs d’hydrogène.
Dans le rapport « Hydrogen Internal Combustion Engines 2025-2045 : Applications, Technologies, Market Status and Forecasts », IDTechEx évalue les émissions globales du cycle de vie d’un véhicule H2ICE, notamment :
- Émissions estimées de CO2 de l’hydrogène vert, bleu et gris (en g/km).
- Comparaison avec un véhicule électrique à pile à combustible (FCEV, véhicule électrique à hydrogène) sur les mêmes couleurs d’hydrogène.
- Comparaisons de référence entre un véhicule diesel/essence et un véhicule électrique à batterie chargé dans le cadre d’une gamme de scénarios de réseau.
par Pierre Cossard | Oct 21, 2024 | Autobus, Autocar, Entreprise, Les dossiers
On en parle depuis bientôt dix ans, et la transition énergétique des transports reste toujours un sujet qui agite « les cœurs et les esprits » du secteur des transport routiers de voyageurs. Le congrès de la FNTV version 2024 n’a pas dérogé à la règle, une bonne partie des débats ont en effet porté sur ce sujet.
En préambule des différents échanges, la parole fut laissée à François Gemenne, président de l’Alliance pour la décarbonation de la route, qui a développé une analyse pragmatique de la situation, en rappelant par exemple que la France ne produit que 1% des rejets mondiaux de gaz à effet de serre.
« Nous militons pour la multimodalité, explique-t-il, et considérons que la stratégie de restriction qui est aujourd’hui mise en œuvre est avant tout une restriction de liberté ». Pour lui, les solutions de transport en commun doivent se multiplier et fournir des alternatives séduisantes, « sans être imposées contre le gré des clients ».
François Gemenne, président de l’Alliance pour la décarbonation de la route.
« Il ne s’agit pas de rendre cette transition acceptable, a conclu François Gemenne, il faut la rendre désirable ».
Le dilemme des financements
C’est Solène Grange, DG d’Iveco France, qui a ouvert le débat portant cette fois sur le financement de cette transition. Elle a d’abord rappelé de façon très claire la liste (à la Prévert) des réglementations qui vont courir jusqu’à 2040. Elle a aussi fait la liste des investissements nécessaires à cette transition : véhicules et infrastructures. « Ces infrastructures représentent un coût énorme, explique-t-elle, et pour bien les dimensionner, il faut réaliser un vrai travail en amont, afin de cerner les justes besoins par rapport aux services qui devront être réalisés ».
Solène Grange, DG d’Iveco France.
Non sans rappeler qu’Iveco Bus misait sur un mix-énergétique dans sa stratégie commerciale, Solène Grange a aussi révélé que le TCO (Coût Total de Possession, ou coût du cycle de vie d’un produit) d’un véhicule électrique à batteries ne serait pas forcément plus élevé que celui d’un véhicule diesel sur 15 ans, grâce notamment aux économies d’entretien.
Elle s’est en revanche interrogée sur le problème de la valeur de reprise de ces nouveaux véhicules, et notamment sur le problème posé par les batteries, et a réclamé « des aides plus simples et ouvertes à toutes les entreprises ».
Une interrogation sur laquelle a bien sûr rebondi Cindy Baesen, directrice du financement de l’équipement chez Bpi France. « Les banques ont besoin d’être rassurées, explique-t-elle, car sur les énergies alternatives, nous manquons totalement de visibilité ». Et de pointer du doigt une technologie encore très jeune, un business model totalement nouveau, et un marché VO encore inexistant.
Cindy Baesen, directrice du financement de l’équipement chez Bpi France.
Cindy Baesen considère donc, pour stabiliser ce marché, qu’il est possible de jouer sur la durée des contrats et que, concernant le problème de la valeur de reprise (VR), il sera nécessaire « de se mettre autour de la table pour que chacun prenne sa part de risque ».
Pour Daniel Kunegel, président du groupe éponyme, « les entreprises ne pourront effectivement pas porter seules l’intégralité des risques de cette transition, et nous devrons passer par l’allongement de la durée des marchés ».
Un point de vue soutenu par Philippe Fournié, vice-président de la région Centre-Val de Loire : « Il faut arrêter les politiques d’échantillon, mettre en œuvre des engagements pluriannuels et développer une vision à l’échelle des territoires en travaillant à la fois sur les services, les infrastructures et le bon mix-énergétique »…
Daimler rappelle ses fondamentaux
Pour en terminer avec le chapitre sur la transition énergétique du TRV, la FNTV avait organisée un face à face entre Henri Paccalin, président de Daimler Buses France, et Jean-Luc Gibelin, vice-président de la région Occitanie sur le thème du « tout électrique ».
Ce dernier attaque d’ailleurs ce débat sans tourner autour du sujet. « Nous avons trop entendu l’idée que nous pourrions sans problème passer du tout diesel au tout électrique avant d’évoluer vers le tout hydrogène, explique-t-il. Il faut plutôt viser une transition s’appuyant sur un mix-énergétique en lien avec une cohérence géographique en circuit court ».
Attendu comme ardent défenseur du tout électrique la stratégie prônée par Daimler depuis maintenant quelques années), Henri Paccalin a finalement surpris son auditoire. « Nous pensons que c’est le mix-énergétique qui mènera à termes au tout électrique, a-t-il développé. Et concernant nos marques, il faut savoir qu’en septembre dernier, 94% de nos immatriculations n’étaient pas électriques. Certes, nous visons toujours une gamme entièrement électrique ou hydrogène d’ici à 2039, car les industriels ont besoin d’un vrai retour sur les colossaux investissements qu’ils ont consentis dans cette transition, mais nous avons toujours des offres pour chaque segment ».
Annonçant en conclusion que Mercedes-Benz présenterait bien un e-Intouro en 2026, Henri Paccalin a finalement rappelé un des fondamentaux de l’économie : « nous avons juste besoin de visibilité ».
par Pierre Cossard | Oct 14, 2024 | Autobus, Equipement, Les dossiers, Réseau
La 4e éditions du Forum Hydrogen For Climate (FHBC), qui s’est tenue à Montbéliard les 1er et 2 octobre derniers, a vu le Pôle Véhicule du Futur, un des organisateurs de l’événement, publier le premier baromètre du déploiement de la mobilité hydrogène.
Ce baromètre hydrogène dédié au secteur de la mobilité a vocation à devenir un rendez-vous annuel, et il a pour but de présenter et partager les chiffres globaux de ce secteur : taille des marchés annuels, parc de véhicules, nombre de stations, etc.
Les immatriculations annuelles d’autobus H2 en Europe.
Selon ce document, l’année 2023 a vu la France être pour la première fois leader du marché européen pour les voitures particulières hydrogène avec 306 véhicules, devant l’Allemagne (263) et les Pays-Bas (106). A noter les évolutions contrastées sur les principaux marchés (hausse de +159% pour la France mais baisse en Allemagne (-69%) et aux Pays-Bas (-14%)).
Cumul des ventes 2012-2023 en Europe.
Les Jeux Olympiques de Paris 2024 ont mis en lumière l’utilisation de véhicules hydrogène, notamment les taxis parisiens équipés de piles à combustible (PaC).
Depuis l’introduction des 5 premiers taxis en 2015, leur nombre a fortement augmenté. Fin août 2024, près de 1 000 taxis hydrogène circulaient à Paris, représentant 5 % du parc total de taxis.
Hydrogène et bus urbains
En 2023, 33 bus urbains ont été acquis par 7 villes françaises dont les principales ont été Rouen (13) et Belfort (7) ce qui amène à un cumul de bus hydrogène en fonctionnement dans l’hexagone à 58 (à fin 2023).
Sont actuellement commandés 83 bus à livrer entre 2024 et 2026 auxquels peuvent s’ajouter 107 autres bus ayant faits l’objets d’accords-cadres entre collectivités et constructeurs sans compter d’autres projets en cours.
Les commandes françaises en bus hydrogène.
La part reste modeste (1,7%) sur les 1 992 bus urbains immatriculés en 2023, mais en fonction des profils de lignes (longueur et dénivelé en particulier) la propulsion hydrogène est une vraie solution en complément des véhicules 100% batterie. En effet, la réglementation européenne impose que 100% des nouveaux bus urbains devront être Zéro Emission en 2030, en 2023 cette part atteint déjà 38% en France.
Enfin, à travers ce baromètre, on apprend que le nombre de stations au niveau mondial a dépassé les 900 à fin 2023, un développement en lien direct avec le nombre de véhicules par pays.
Cependant, pour certains pays tels la Chine et les Etats-Unis, la répartition géographique n’est pas du tout égale sur le territoire, avec par exemple la Californie qui concentre 85% des stations des USA. En Europe (264) et en France (51) les stations apparaissent mieux réparties.
par Pierre Cossard | Oct 8, 2024 | Autobus, Autocar, Entreprise, Les dossiers
Solaris Bus & Coach a profité du salon EuMo 2024 pour dresser un bilan de la période. Fort de son titre de Bus of the Year 2025 obtenu par son Urbino 18 H2, l’industriel polonais envisage l’avenir avec un certain optimisme, comme le précise Olivier Michard, vice-président ventes internationales.
Premier constructeur récompensé de ce titre pour un véhicule fonctionnant à l’hydrogène, l’industriel voit l’événement comme une consécration de sa stratégie du travail effectué dans le domaine du transport durable. Une stratégie qui lui vaut sur dix ans une part de marché de 14,5% à l’échelle européenne sur les créneaux des autobus électriques ou H2.
Mieux, en 2023, Solaris a engrangé 70% des commandes d’hydrogène passées en Europe. Une évolution, portée notamment par le retour des pays nordiques vers des productions européennes après avoir testé différents constructeurs chinois, qui devrait lui permettre en 2024 de consacrer 85% de sa production aux bus zéro émission, avec pour objectif d’atteindre 1750 à 1800 véhicules sortis d’usine.
Olivier Michard, vice-président ventes internationales de Solaris.
« La dynamique est bien là, estime Olivier Michard, et nous constatons avec satisfaction que certains clients achètent désormais des autobus Solaris pour la 2e ou 3e fois… ». Pour appuyer cette dynamique, l’industriel entend d’ailleurs développer les contrats de services, qui répondent aux attentes des opérateurs ou des réseaux confrontés aux changement induis par le passage aux mobilités zéro émission.
Si Solaris travaille d’abord au maintien de sa position en Europe en s’appuyant sur sa gamme d’autobus, son plan-produits contient, pour les années à venir, un projet d’autocar, lui aussi zéro émission. En substance, Solaris travaille au développement d’un interurbain dont le prototype devrait voir le jour en 2025, être présenté début 2026 pour des livraisons en 2027. « Il s’agira d’un modèle totalement nouveau, explique Olivier Michard, conçu dès le départ comme un véhicule zéro émission et disponible dans plusieurs longueurs et hauteurs, même si nous mettrons d’abord l’accent sur la version low entry ».
Enfin, Solaris travaille à la mise en production vers 2027 en Amérique du nord d’une plateforme conçue en Europe spécifiquement pour ce marché.
par Pierre Cossard | Oct 5, 2024 | Autobus, Entreprise, Les dossiers, Réseau
A Strasbourg, le plus long véhicule présenté était un lighTram 25 du Suisse Hess AG. Un industriel qui séduit régulièrement les réseaux de transport hexagonaux. Entretien avec Arnaud Tisserand, responsable commercial lighTram 25.
Car & Bus News : Plutôt discret, Hess AG n’en est pas moins devenu incontournable sur certains réseaux hexagonaux, pouvez-vous brosser un rapide portrait de votre entreprise ?
Arnaud Tisserand : Hess AG est avant tout un carrossier traditionnel suisse qui existe depuis 150 ans. Nous sommes des spécialistes de la carrosserie boulonnée en aluminium, à la fois pour les marchés des véhicules utilitaires et pour l’automobile. Hess AG emploie quelque 1000 personnes, dont 800 dédiées à l’autobus et, outre la production directe de nos modèles, nous livrons des kits de carrosserie aux Etats-Unis, en Australie et même en Chine.
CBN : Quelle est votre marque de fabrique ?
AT : Hess AG ne fabrique plus aujourd’hui que des véhicules électriques, et si notre base reste le trolleybus articulé, notre grande spécialité est aujourd’hui le modèle bi-articulé comme celui exposé à Strasbourg, un marché sur lequel nous sommes désormais peu nombreux*. Cependant, nous fabriquons aussi des modèles à deux essieux, en 10 et 12m, soit des bus électriques à batteries, soit en version trolleybus. Enfin, actuellement, nous enregistrons aussi de nombreuses commandes de trolleybus à batteries.
CBN : Quelle est votre position sur le marché français ?
AT : Nous sommes désormais bien implantés dans l’Hexagone. Il y a 11 ans, nous avions remportés une commande de trolleybus à Limoges, vinrent ensuite 22 trolley bi-articulés pour Nantes avec système de recharge « flash », c’est-à-dire par pantographe en station, puis 34 véhicules pour Lyon, suivis d’une commande de 141 trolleys à livrer d’ici à 2026. Plus récemment, nous avons aussi remporté un marché de 25 bi-articulés pour Nancy et un marché de 40 autobus de 18m pour Clermont-Ferrand. Une implantation importante qui a nécessité la création de Hess France en mars dernier.
CBN : Disposez-vous de la capacité de production qui permette de répondre à ce succès ?
AT : Notre capacité de production actuelle est de l’ordre de 200 véhicules par an, et notre site suisse est, de fait, saturé. C’est pourquoi nous avons donc ouvert un site au Portugal, qui connait actuellement sa période de montée en puissance. En revanche, nous sommes connus pour des délais de livraison assez long, puisque nos clients doivent attendre entre 2 et 3 ½ ans pour être livrés.
*De fait, depuis la faillite de Van Hool, seuls restent en lice sur ce marché particulier le Suisse Hess AG et le Polonais Solaris Bus & Coach.
Le lighTram bi-articulé de 24,5 m de Hess.
Fiche technique lighTram 25 (version Nantes)
. Longueur, Largeur, Hauteur : env. 24,5 m, 2,55 m, 3,5 m
. Rayon de giration : 23,8 m
. Structure du véhicule : Système en aluminium CO-BOLT®
. Capacité du véhicule : 149 (4p/m2) 200 (6p/m2)
. Traction : Electrique sur les essieux 2 + 3 Moteurs à aimant permanent, refroidis par liquide
. Chauffage/Climatisation : 100% électrique : chauffage par convecteur et climatisation séparée pour le chauffeur
. Recharge par prise : DFS Mobile, 400 V AC, 22 kVA
. Recharge par pantographe : Transfert conductif Type TOSA et 13 systèmes de charge le long de la ligne, 600 kVA, 20k/370Veff (Transfo)
. Vitesse maximum : 80 km/h
par Pierre Cossard | Oct 5, 2024 | Autobus, Entreprise, Les dossiers, Réseau
Bien connu des spécialistes du minicar et du minibus sur châssis Sprinter ou Daily, Omnicar & Bus SAS a, lors de la manifestation EuMo 2024, démontré sa volonté de s’implanter sur le marché des minibus urbains 100% électriques. Rencontre avec Karim Saci, responsable d’agence d’Omnicar & Bus SAS.
Car & Bus News : Vous présentez sur EuMo un modèle de minibus électrique qui est un pur produit Omnicar, comment est-il né ?
Karim Saci : Nous avons en effet décidé de nous implanter sur le marché des minibus 100% électriques, forts de l’expérience acquise au fil des années sur le créneau de mini ou midi, disons plus conventionnels. Ce modèle, décliné en 6 ou 7m de long, comme celui que nous avons exposé à Strasbourg, a été dessiné par notre président Alterzi Haitham et a la particularité d’être entièrement assemblé en Chine avec 80% de composants en provenance d’Europe. Le modèle de 6m, qui sera présent à Autocar Expo en décembre prochain, a d’ailleurs déjà été référencé par l’UGAP, et il évoluera encore, puisque nous disposerons d’une nouvelle face avant en 2025.
CBN : Quels marchés visez-vous, et comment vous positionnez-vous par rapport à vos concurrents ?
KS : Nous ciblons tous les réseaux de transport collectif qui ont besoin de véhicules propres et de faible dimension pour irriguer leur centre-ville. Notre minibus a d’ailleurs déjà été testé dans des villes comme Dijon, Macon, Narbonne ou Paris. Nous sommes aujourd’hui en attente de réponses sur la moitié des agglomérations qui ont pu le tester. Nous sommes confiants, car, à notre avis, à qualité égale, nous sommes entre 10 et 15% moins chers que nos concurrents. Enfin, nous proposons une solution d’une grande souplesse, car nous pouvons intégrer dans les contrats la fourniture de chargeurs mobiles.
CBN : Quel est votre objectif à termes, quels sont vos délais de livraison ?
KS : Nous ambitionnons de fournir entre 200 et 250 minibus de ce type par an à moyens termes, ce qui nous pousse d’ailleurs à envisager la construction d’une unité d’assemblage en France dès 2026. Quant aux délais de livraison, ils font partie des atouts dont nous disposons à ce jour, car pour une commande portant sur un à 50 exemplaires, nous pouvons garantir un délai de l’ordre de six mois.
Le W-Smile S7 d’Omnicar.
Fiche technique du W-Smile S7
. Motorisation : DANA EP8 – Électrique
. Capacité : 35 passagers selon configuration :
Jusqu’à 12 places assises (sièges Fainsa) et jusqu’à 28 debout
. Dimensions : 6990 x 2105 x 3100mm
. Poste de conduite : Actia
. Éclairage : Hella
. Girouette : Hanover
. Porte et rampe : Ventura
. Climatisation : Valeo 21 kW
. Double vitrage latérale teinté
. Chauffage (11 kW) : 2 radiateurs 1,5 Kw + 8 kW
En option chauffage au fuel 12 kW
. Vitesse max : 70 km/h
. Autonomie : jusqu’à 300 km (selon circuit)
. Batteries : 127.7 kWh CATL LFP – Lithium-Fer-Phosphate – 4 packs
. Suspensions : Air avec agenouillement et ECAS (Wabco)
. Chargement : jusqu’à 110 kWh
. Châssis : ABS, ESR, EBS3, ESP
. Suspension : Air Wabco
. Pneus : Goodyear 215/75R17.5
