Un colosse intelligemment conçu : Une foreuse de 90 tonnes entièrement électrifiée
Le fabricant néerlandais Dieseko, en collaboration avec Webasto et son partenaire Danfoss Editron, se lance dans l’électrification d’une plate-forme de forage géante Woltman. La machine de génie civil pèse 90 tonnes et peut enfoncer des pieux jusqu’à 36 mètres de long dans le sol par forage ou par enfoncement.
Ces types de machines sont nécessaires sur les grands chantiers de construction du monde entier : des foreuses géantes qui enfoncent des pieux dans le sol ou forent de grands trous qui sont ensuite remplis de béton sur place pour fournir une fondation sûre, entre autres, à des ponts ou à de grands bâtiments. Les foreuses Woltman existent depuis 35 ans et, depuis 2015, la marque fait partie du spécialiste des grandes machines Dieseko, dont le siège social est situé à Sliedrecht, près de Rotterdam.
Jusqu’à présent, ces colosses de forage étaient alimentés au diesel, tant en termes de mobilité sur le chantier que de conduite des différents outils de travail des machines. Mais la volonté d’électrifier les engins de chantier ne s’arrête pas à ces poids lourds. Certains pays, comme les États-Unis (Californie), la Norvège et les Pays-Bas, exigent des chantiers zéro émission dès 2025 ou 2030. Les émissions d’azote sont un problème particulier sur les chantiers de construction, mais les émissions de dioxyde de carbone doivent bien sûr également être réduites aussi rapidement et largement que possible.
Les engins de chantier électriques portent leurs fruits
Le gouvernement néerlandais subventionne l’achat d’engins de construction électriques avec des subventions attrayantes allant jusqu’à 40 % de la différence de prix par rapport à une nouvelle machine fonctionnant au diesel. Les versions électriques peuvent être plus chères à l’achat, mais lorsque leur coût est évalué sur toute leur durée de vie, elles offrent en fait une proposition financière intéressante. « D’un côté, le diesel va devenir encore plus cher, et de l’autre, il y a certains appels d’offres que l’on ne peut gagner aujourd’hui que si l’on utilise des équipements qui garantissent zéro émission sur site. » explique Dirk Smulders, CEO de Dieseko.
Un autre avantage de la propulsion électrique est que le moteur ne consomme de l’énergie que lorsqu’il fonctionne. Les moteurs diesel fonctionnent pratiquement toute la journée, même lorsqu’ils ne fonctionnent qu’en mode « veille ». Le best-seller de Woltman dans la catégorie de poids de 90 tonnes est la première foreuse profonde que Dieseko a électrifiée en partenariat avec la société d’ingénierie néerlandaise VSE et Webasto, et ce, en seulement douze mois. « Nous avons d’abord envisagé l’électrification il y a cinq ans, mais il nous a fallu un certain temps pour prendre tous les détails en compte et trouver les bons partenaires. » explique Smulders. L’objectif principal des ingénieurs de développement de Dieseko n’était pas seulement de réduire les émissions, mais aussi de réduire le bruit, les vibrations et la consommation d’énergie. « Nous voulons rester un leader technologique, c’est pourquoi nous sortons des sentiers battus pour obtenir la meilleure qualité possible », explique M. Smulders. La première foreuse électrique de 90 tonnes sera livrée à une grande entreprise de construction renommée et engagée de manière durable aux Pays-Bas.
Haute qualité dans le choix des partenaires
Dieseko a fixé des normes élevées pour les fournisseurs de projets d’électrification choisis. Les moteurs électriques sont fournis par Danfoss Editron et la solution de batterie provient de Webasto.
« Webasto nous a impressionnés en tant que partenaire. D’une part, parce que ses packs de batteries sont très sûrs et extrêmement robustes – c’est particulièrement important car nos engins de forage génèrent toujours des vibrations – et d’autre part, la solution de gestion thermique des batteries et de la cabine a été réalisée de manière très intelligente », explique Smulders.
« Nos machines et leurs opérateurs doivent être en mesure de travailler de manière sûre et fiable sur les chantiers de construction, c’est pourquoi nous avons également fixé des normes de qualité élevées pour nos partenaires. » Pour Webasto, il s’agit du projet qui compte le plus grand nombre de packs de batteries dans un véhicule ou une machine à ce jour.
L’idée : diviser les packs de batteries en deux
La Woltman 90DRe est équipée de 36 packs batterie standard de Webasto, dont six sont installés de manière permanente dans la machine, séparément des autres, et alimentent en énergie un petit moteur de transmission qui permet à la machine de parcourir de courtes distances sur le chantier.
Un brevet est en instance pour cette configuration économe en énergie. Les 30 autres packs fournissent l’immense capacité de puissance requise pour le forage ou le battage de pieux. Une caractéristique astucieuse est que ces batteries peuvent être retirées et transportées séparément. Cela facilite le transfert de la machine d’un chantier à l’autre et permet de remplacer les batteries déchargées par des batteries chargées.
De plus, leur poids de près de 15 tonnes fournit le contrepoids nécessaire à l’engin de forage . « La collaboration avec VSE et Webasto pour développer les interfaces entre la machine, la chaîne cinématique Danfoss et l’alimentation électrique à partir des batteries s’est déroulée sans problème. C’était un vrai plaisir », déclare Smulders.
Concept de batterie bien pensé
Le nombre de packs de batteries est conçu pour fournir une puissance suffisante pour une journée de travail moyenne sur le chantier, c’est-à-dire environ huit à dix heures. Ils peuvent ensuite être rechargés pendant la nuit avec une puissance allant jusqu’à 90 kilowatts par heure. Leur contenu énergétique est de 35 kilowattheures chacune, ce qui signifie qu’au total, les batteries fournissent une capacité énergétique de 1,2 mégawattheure lorsqu’elles sont complètement chargées. « Nos machines sont souvent les premières à arriver sur un chantier pour commencer à travailler. Le défi de cette machine est de disposer d’une alimentation réseau suffisante sur le site pour assurer la capacité de charge pendant la nuit. À l’heure actuelle, ce n’est pas disponible sur tous les chantiers, mais avec l’introduction de ce type de machines électriques, nous nous attendons à ce que la disponibilité de l’énergie du réseau augmente », explique M. Smulders.
Les batteries Webasto sont extrêmement robustes (résistantes aux vibrations et aux chocs jusqu’à 100 kilonewtons) et sont bien protégées par un boîtier supplémentaire. De plus, elles peuvent être refroidies à l’intérieur du système, ce qui garantit leurs performances même dans des environnements chauds et sous charge continue . Les batteries sont contrôlées par un système central de gestion de la batterie sous la forme de boîtiers d’interface véhicule (VIB). Les VIB de Webasto servent également d’interface de communication entre le système de batterie et le véhicule.
Pour s’assurer que les batteries sont toujours maintenues dans leur plage de température de fonctionnement optimale comprise entre 15 et 35 degrés Celsius, Dieseko a également opté pour le système de gestion thermique Plug & Play de Webasto. Cela garantit la meilleure économie d’énergie possible dans l’utilisation quotidienne et une longue durée de vie de la batterie. Le système assure également le chauffage et la climatisation de la cabine de l’opérateur , offrant ainsi une solution unique pour toutes les tâches thermiques.
Et l’électrification des machines Woltman s’arrêtera-t-elle là ? D’après Smulders : non ; Des plans pour d’autres machines sont déjà sur la planche à dessin et basés sur les demandes des principaux clients. « Pour cela, nous souhaitons développer l’expertise que nous avons acquise ensemble », explique M. Smulders.
