Transformer les bus urbains en
véhicules hybrides neutres en carbone
Projet pilote sur l’aéroport de Munich
Webasto, l’un des 100 plus grands fournisseurs mondiaux de l’industrie automobile, et CM Fluids, une start-up de l’industrie du biogaz, ont converti avec succès un bus diesel en un véhicule hybride innovant neutre en carbone doté d’un moteur à essence et d’une batterie de secours.
Le projet pilote concerne un bus de passagers à l’aéroport de Munich, mais le nouveau concept de transmission a été conçu pour les bus urbains. La réalisation d’un projet pilote prend généralement beaucoup de temps – le processus de solution optimale est trop flou, le calendrier trop vague. Mais elle peut aussi être rapide et efficace, comme l’a prouvé le projet commun de Webasto, CM Fluids et Flughafen München GmbH, dans lequel les partenaires n’ont mis que onze mois pour modifier un bus de passagers de l’aéroport de Munich en l’équipant d’un moteur hybride électrique-générateur neutre en carbone. L’équipe, qui comprend des employés des trois partenaires du projet, a réussi à développer une solution sur mesure pour les bus de passagers sur l’aire de trafic de l’aéroport. L’aéroport a un objectif ambitieux : l’ensemble de l’exploitation de l’aéroport doit être neutre en carbone d’ici 2030 au plus tard. - La modification de la flotte des bus pour l'équipage et des bus pour les passagers de l’aéroport est l’une des nombreuses mesures en voie d’atteindre la carboneutralité.
Une propulsion électrique purement alimentée par batterie n’est pas une option - une alternative hybride est la solution
L’idée de modifier les bus en les équipant d’une propulsion purement électrique alimentée par batterie est une évidence. Cependant, les exigences de l’aéroport ne correspondaient pas à la facture. En moyenne, les bus de passagers de l’aéroport sur le terrain de l’aéroport de Munich parcourent environ 14 kilomètres (9 miles) par heure, ce qui est un kilométrage assez faible, et les retards de décollage et d’atterrissage rendent leurs itinéraires difficiles à planifier. Il n’est donc pas possible d’utiliser la recharge d’opportunité, c’est-à-dire de recharger régulièrement les bus à des points spécifiques lorsqu’ils ne sont pas utilisés, d’autant plus qu’il faudrait créer une infrastructure de recharge et adapter l’alimentation en énergie nécessaire à un fonctionnement tout électrique.
CM Fluids fournit une alternative appropriée avec CMF drive, son concept de transmission breveté qui combine l’autonomie élevée d’un moteur à combustion avec les avantages d'une transmission électrique avec une station de recharge embarquée au gaz. Dans le cadre de ce projet pilote, l’essieu moteur normal d’une Mercedes Citaro a été remplacé par un essieu électrique, alimenté par deux batteries Webasto connectées en série. À leur tour, ils tirent leur énergie d’un petit groupe électrogène alimenté par du biométhane liquide. Cette approche tient compte des longues durées de fonctionnement des bus et de leurs arrêts et démarrages fréquents : le véhicule peut être rechargé avec 500 litres de carburant en seulement cinq minutes, ce qui dure environ 800 kilomètres (500 miles).
Les concepts hybrides pour les bus urbains ont du sens
CMF drive est parfait pour les transports publics urbains, car la batterie de secours stocke l’énergie de freinage générée pendant la conduite afin que le bus puisse la réutiliser, ce qui est parfait pour les bus urbains qui s’arrêtent et démarrent fréquemment. Le concept a également été formulé en tenant compte d’autres configurations difficiles, telles que les transports publics dans les régions montagneuses ou les longs trajets régionaux. Les véhicules communaux lourds, tels que les véhicules de collecte des ordures ménagères, peuvent également être convertis à cette méthode à des fins économiques et écologiques.
Webasto a rapidement été confirmé comme fournisseur des batteries pour ce concept, car les systèmes modulaires fabriqués par l’équipementier de l’industrie automobile bavaroise combinent le prix élevé d’un produit plug-and-play évolutif avec la précision et l’adaptabilité requises pour des solutions personnalisées. « Il s’agit souvent d’un argument de vente imbattable pour nos clients : ils obtiennent une solution personnalisée basée sur nos batteries standard sans avoir à accepter des coûts de développement élevés, tout en bénéficiant à chaque fois de la qualité éprouvée de Webasto », déclare Manuel Kagelmann, responsable du portefeuille de produits Batteries de Webasto dans le segment des pièces de rechange. Grâce à sa faible vitesse moyenne et à son moteur à essence, le Mercedes Citaro modifié a besoin d’une capacité de batterie de seulement 70 kilowattheures, qui est garantie par les deux batteries de 400 V générant une tension de transmission de 800 volts.
Autre argument de vente : Webasto contrôle les batteries à l’aide d’un boîtier d’interface véhicule (VIB), qui permet également d’envoyer rapidement l’énergie récupérée du système de freinage vers le stockage de secours dans les deux batteries. Cela facilite également la connexion des différents éléments du concept de transmission. « Le plus grand défi du projet a été de faire en sorte que les composantes de la transmission hybride communiquent entre eux avec succès », a déclaré le Dr Markus Ostermeier, responsable de CMFdrive chez CM Fluids.
Une solution primée et peu coûteuse
Le concept, qui a récemment reçu le prix de l’innovation de l’industrie gazière allemande, est une victoire majeure pour l’aéroport de Munich : « Nous avons reçu une solution parfaite et peu coûteuse pour une utilisation à l’aéroport, car nous avons pu modifier avec succès un véhicule de notre flotte », a déclaré Tobias Prechtl de la division Service technique de Flughafen München GmbH. « La modification ne coûte qu’environ la moitié de ce qu’elle coûterait pour passer à un véhicule entièrement électrique. L’achat d’un bus flambant neuf coûterait beaucoup plus cher que cela.
Cette modification a également permis d’atteindre l’objectif premier de l’aéroport de réduire les émissions de la flotte d’autobus, car l’utilisation du biométhane liquide comme carburant garantit la neutralité carbone. Par rapport à un moteur diesel Euro 6, il produit jusqu’à 90 % de particules fines en moins et plus de 60 % d’oxyde nitrique en moins. Il peut également être possible de créer un circuit fermé à l’aéroport de Munich, afin qu’il puisse produire son propre carburant à partir des déchets verts des zones gazonnées de l’aéroport.
Il s’agit du premier projet hybride de Webasto. « De nombreux systèmes de batteries Webasto équipent déjà un large éventail de véhicules. Le projet avec CM Fluids est un exemple réussi de la façon dont la modification de véhicules équipés de systèmes de batterie peut combiner les avantages d’un moteur à combustion avec les avantages d'une transmission électrique », a déclaré M. Kagelmann.
Le bus de l’aéroport de Munich est actuellement en phase pilote. Si cette phase est un succès, il est prévu de modifier d’autres véhicules d’équipage et de passagers de l’aéroport.
