Il apparaît plus complexe de décarboner la mobilité lourde que les fourgons et voitures particulières. C’est pourtant une nécessité en raison de l’empreinte carbone de l’activité fret. Equilibre des énergies a publié une étude sur la route électrique. Nous avons contacté l’un des deux auteurs, Servan Lacire.
EdEn
Fondé il y a une dizaine d’années par l’ancien ministre de l’environnement Brice Lalonde, Equilibre des énergies (EdEn) est un groupe de réflexion qui réunit des entreprises des secteurs de la construction, de l’industrie, de l’énergie, des transports terrestres, maritimes et aériens, etc. Airbus, Safran, Volkswagen, EDF, Enedis, RTE, TotalEnergies, La Poste, Schneider Electric, Vinci comptent parmi ses membres.
Le think-tank a aussi noué plusieurs partenariats. Ainsi avec Carbone 4, l’Avere-France, la Plateforme automobile (PFA), le projet Energy Observer, et le magazine Valeurs Vertes, pour ne citer qu’eux.
En 2021, EdEn a publié un rapport avec des recommandations afin de développer la solution hydrogène pour décarboner le transport routier de marchandises. Constatant que cette voie peine à se dynamiser du fait d’un prix au kilo qui reste élevé en carburant H2 et de progrès encore à réaliser notamment concernant l’efficacité énergétique des systèmes, l’organisme s’intéresse désormais de près à la route électrique.
Endossant le rôle de conseiller technique auprès d’Equilibre des énergies, Servan Lacire est l’un des auteurs de l’étude de 66 pages sur le sujet publiée en décembre 2023.
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Décarboner le fret routier est une nécessité : « Il représente 28 % des émissions de CO2 des transports terrestres en France, avec des volumes qui continuent à augmenter. Les vingt-sept Etats membres et le parlement européen viennent tout juste de se mettre d’accord pour réduire les émissions des poids lourds neufs de 90 % pour 2040 ».
Pour les voitures particulières et les utilitaires légers, le virage vers l’électrique à batterie est déjà bien engagé : « Une voiture, on la prend le plus souvent pour se rendre sur son lieu de travail et quelques fois dans l’année pour partir en vacances. Concernant les poids lourds, l’usage est plus varié, plus dispersé. Il y a par exemple des camions pour des livraisons de proximité, des transports à longue distance, l’acheminement de charges extra lourdes, mais il y a aussi des bennes à ordures ménagères ».
L’hydrogène est une solution de décarbonation aussi envisagée par EdEn : « Il reste encore des questions techniques et financières à régler. Le TCO reste élevé. Que faire pour l’améliorer ? Le rendement est encore trop faible sur toute la chaîne. L’hydrogène ne se transporte pas facilement. Il faudrait créer des pipelines. Dans les camions, la pression est à 700 bars. Ce qui pose des problèmes de sécurité, par exemple pour passer dans les tunnels. A ce sujet, c’est chaque préfet qui décide. L’hydrogène décarboné est en outre très attendu ailleurs, par exemple pour la production d’acier ».
La route électrique
L’électrique à batterie pose également des problèmes pour une adoption dans les poids lourds : « On assiste à une montée en puissance de cette solution. Pour des autonomies comprises entre 750 et 1 000 km, il faut plusieurs tonnes de matériaux. Et combien de temps pour la recharge ? Trente minutes ? Une heure ? Il va y avoir un problème de foncier sur les aires des autoroutes pour construire les stations ».
L’exploitation de la biomasse sous la forme de bioGNV a bien sûr été considérée par EdEn, pour une relativement courte période de transition. Il y a aussi les biocarburants liquides : « Ces derniers ne seront pas disponibles pour tout le monde. Qui sera prioritaire les concernant ? Les routiers ? Pas sûr ! Le méthane pose des problèmes spécifiques de volume, pour la livraison, de limite en ressources, etc. La biomasse pourrait d’abord être nécessaire à l’aviation [NDLR : Pour les carburants de synthèse] ».
Que reste-t-il ? « La route électrique, on en parle depuis longtemps déjà. Nous avions déjà regardé du côté de cette solution quand nous avions réalisé le rapport sur l’hydrogène pour les camions. Il existe trois technologies : par caténaires, rail ou induction. Elles ont toutes pour avantage de réduire les besoins en matériaux pour la batterie. On ne garderait qu’une autonomie de 200 à 250 km afin de sortir des autoroutes équipées pour la recharge en roulant ».
Rail conductif
Pour Equilibre des énergies qui s’appuie sur l’état des développements et les expérimentations en cours, la route électrique constitue « une alternative crédible au 100 % batterie et à l’hydrogène ». Deux projets principaux coexistent concernant la solution par rail conductif au sol et patins sous les véhicules. « Avec Alstom, il y a deux rails, le deuxième pour le retour de l’électricité. ElonRoad alterne sur le même rail positif et négatif », différencie Servan Lacire.
Parmi les avantages de cette architecture, un transfert de puissance important, de l’ordre de 200 kW pour un véhicule qui avance à 80 km/h. Pour comparaison, « le besoin en puissance d’un 44 tonnes chargé et roulant à plat à 90 km/h est de 150 kW. Elle grimpe à 400 kW avec une côte à 5-6 % ».
Le conseiller technique chez EdEn met également en avant avec la solution rail « une compatibilité avec des véhicules légers, la possibilité d’une recharge statique et une pose relativement facile sur la chaussée ». Sur l’échelle TRL (Technology readiness level), le rail est au niveau 7. Ce qui correspond à des prototypes fonctionnant dans des environnements opérationnels.
Des inconvénients encore à gommer
Si les architectures par rail semblent prometteuses, il reste des points noirs à vérifier et/ou à gommer : « L’usage de la route électrique s’accompagnera d’une plus grande automatisation de la conduite. Pour recevoir depuis le rail leur électricité, les poids lourds vont suivre exactement la même trajectoire, d’où un risque d’orniérage. S’y ajoute le rail lui-même, rigide, et encadré des deux côtés d’une partie souple pour ElonRoad ».
Tout cela peux représenter un danger pour d’autres usagers : « En particulier pour les motards. Des essais sont donc en cours à ce sujet. Ils vont durer encore deux à trois ans. Il s’agit aussi de vérifier la tenue du système sous toutes les conditions climatiques, notamment avec de la neige et du sel. ElonRoad expérimente ainsi son système en Suède ».
Il reste encore la question de la réfection de la chaussée : « Sur une chaussée qui existe déjà, il suffira de creuser au centre d’une voie pour insérer le rail. Une réfection devrait intervenir tous les douze ans à quinze ans, avec une couche de roulement qui est complexe. Il faudra déposer tout le rail ».
Caténaires
Avec des démonstrateurs déjà opérationnels en Allemagne et aux Etats-Unis, la route électrique par caténaires est également créditée d’un niveau TRL 7. Elle est également capable de fournir une puissance importante : « Avec un train, le retour électrique s’effectue par les rails au sol. Ce qui ne sera pas le cas pour les camions, nécessitant une double caténaire et, sur le poids lourd, un double pantographe. Du fait de la hauteur de la structure, le système ne sera pas compatible avec les voitures particulières ».
L’architecture relativement simple étant déjà largement éprouvée par les transports ferroviaires, on pourrait imaginer en déduire la durabilité pour le routier. Ce qui n’est pas le cas : « Les trains ne se succèdent pas avec une fréquence aussi élevée que les camions. Sur certaines autoroutes, ils sont l’un derrière l’autre. Il y a 36 000 transporteurs en France, sans compter les camions venant de l’étranger. L’usure sera beaucoup plus rapide, avec des archers qui vont pousser à chaque passage sur les caténaires ».
Avec des risques d’arrachement : « Ainsi lors des dépassements. Les pantographes sur les camions ne seront pas toujours entretenus aussi bien que sur les trains des trois seules compagnies qui opèrent en France. Il faudra aussi prévoir des glissières de sécurité en béton pour empêcher que les camions percutent ou se couchent sur les poteaux des caténaires ».
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Un peu moins mature que les deux autres technologies (TRL 6), l’induction bénéficie aujourd’hui de nombreuses recherches du fait de ses avantages parmi lesquels la parfaite invisibilité du système par les usagers des autoroutes équipées, la compatibilité avec les voitures, la possibilité de recharge en statique, etc.
Sans risque d’orniérage, la réfection n’interviendrait qu’au bout d’une trentaine d’années : « L’induction repose sur des bobines disposées de façon espacée et implantées plus profondément que la bande de roulement. Refaire cette dernière n’imposerait pas forcément de changer les bobines. Si l’une grille ici ou là, ce n’est pas grave, grâce aux autres qui seraient toujours actives ».
Il reste cependant encore pas mal de choses à vérifier et/ou à améliorer : « Actuellement, la puissance transmise est trop faible. Le flux ne devra se créer que lors du passage des véhicules, afin d’éliminer tout danger pour les personnes qui traverseraient la chaussée ou les motards qui chuteraient. Comment les bobines vont-elles chauffer avec un trafic plus ou moins important ? Est-ce que cet échauffement risque de fissurer la bande de roulement ? Cette technologie est en outre gourmande en cuivre ».
Un service facturable
Contrairement à l’électrique à batterie qui pouvait se développer sans trop d’infrastructures de recharge à l’extérieur, la recharge en roulant nécessite d’équiper dès le départ lourdement l’autoroute : « Il faudrait un minimum de 50 %. ». Ce qui nécessite des investissements importants, avec un coût moyen estimé à 25 % d’une autoroute neuve. Plus précisément, EdEn chiffre le Capex à 1,050, 1,025 et 0,700 million d’euros du kilomètre respectivement pour les solutions par induction, caténaires et rail.
En s’appuyant sur le trafic des autoroutes A7 et A9, l’organisme a cherché à évaluer la tarification que devraient appliquer les gestionnaires d’autoroute, en comprenant le coût de l’infrastructure, la fourniture d’électricité et leur marge. Le prix au kilomètre parcouru serait de 0,48 euro pour l’induction, 0,41 euro avec les caténaires et 0,35 euro concernant le rail. A noter que sur d’autres autoroutes, ces chiffres seraient différents, en fonction de la fréquentation des tronçons.
En raisonnant en termes de TCO, et de façon comparative, les chiffres s’inscrivent dans le même ordre de grandeur que l’hydrogène (0,793 euro par kilomètre parcouru selon les projections à 2030) et l’électrique à batterie (0,783 euro/km). Soit 0,78 euro/km pour l’induction et 0,71 euro avec les caténaires. Le rail se distingue comme le moins coûteux pour les transporteurs avec 0,64 euro/km.
« Les poids lourds circulant principalement le jour, la part pour la fourniture d’électricité s’effectue à taux plein, alors qu’une recharge peut être réalisée de nuit pour l’électrique à batterie, et même l’hydrogène », souligne Servan Lacire.
Les défis à relever
EdEn n’envisage pas un déploiement opérationnel avant 2031 : « Ce qui reste cohérent par rapport aux exigences de 2040. On arrivera alors en second niveau après une vague de déploiement de l’électrique à batterie. La route électrique concerne plutôt le transport à longue distance, pas le régional ».
Avant d’en arriver là, des défis sont encore à relever, et des choix à effectuer : « Certaines zones sont compliquées à équiper. Ainsi les tunnels, ponts, et même en rase campagne du fait de l’éloignement du réseau RTE. Faudrait-il développer la route électrique sur toutes les autoroutes ? Et les voies express ? Un système de péréquation devrait alors être mis en place pour la facturation. Concernant cette dernière, il faut un dialogue entre le camion et les infrastructures pour calculer le montant à payer ».
Respecter les délais qui doivent tenir compte des tests encore à effectuer impose « de ne pas retarder les différents textes et de stimuler la Commission européenne ». Des choix doivent être effectués. Une autoroute peut être doublement équipée, par exemple avec les solutions caténaires et induction : « Il ne faudrait toutefois pas multiplier les technologies. Des projets sont portés par des startups, ce qui n’est pas une bonne situation pour une généralisation à l’échelle de l’Europe ».
Automobile Propre et moi-même remercions beaucoup Servan Lacire pour sa disponibilité et le temps pris à nous présenter les enjeux de la route électrique. Un grand merci également à Isabelle Laville, chargée des relations avec les médias (Agence Replique), pour avoir organisé à notre demande le présent entretien.
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Ils nous reinventent le train !
Le seul avantage, au final, c’est la distance de sécurité entre deux convois, sur la route c’est nettement écrit, ils en ont rien a faire !
Donc roulez jeunesse, on vous tueras de toute façon vos vies ne valent rien !
Créer un groupe de travail pour aboutir a ces conclusions c est vraiment de l argent foutu en l’air .
La solution idéale serait donc d avoir un rail et caténaire, et de fermer la circulation aux piétons et motos par sécurité
Il ne reste plus qu a accoler les camions les un aux autres , pour mutualiser la tractrice , et si ça peut leur faire gagner du temps je propose le nom de ‘train’ j envoie la facture pour le travail de réflexion a qui ?
Sérieusement , qu est ce qu on attends pour mettre toutes ces remorques sur les rails (ferroutage) et taxer au km les semis qui traversent l Europe pour livrer des fraises en janvier .
Il serait temps que les consommateurs se rendent compte aussi qu on ne peut pas tout avoir tout le temps instantanément.
Ajd le ferroutage n est pas rentable face a la route , il y a peut être un levier a jouer a ce niveau la
🤮 “think-tank” ce mot me file la nausée ! Un groupe d’auto-proclamés experts qui réinventent le train dans un torchon de 66 pages… ce serait intéressant de savoir combien a coûté une page 🤭 !
Des gars qui arrivent à calculer un prix de vente au centime près sur une technologie en TRL 6 ou 7. Ça ne choque personne ? Non mais allô quoi ? 🤪
Tout ceci n’a aucun sens. On cherche juste à continuer à faire pareil mais en électrique.
Peut-être que déja si on arrête de faire traverser toute l’Europe a des tomates et des oranges on aura moins de camions sur la route ! Et puis peut-être aussi que si les Suédois boivent moins de jus d’orange ce n’est pas très grave. Il y a 50 ans ils n’en buvaient certainement que très peu. Tout cela n’a été permis que grace à une énergie abondante et pratique.
Et aujourd’hui on cherche des solutions pour décarboner sans rien changer à coté.
Parce qu’on peut aussi imaginer alimenter les camions par des faisceaux de micro-onde qui fournissent la puissance, depuis de grandes tours le long des autoroutes, ou avec des satellites géants. Ou sinon on construit des orangeoducs et des tomatoducs depuis l’Espagne, au-dessus des autoroutes. Pour les pastèques on verra plus tard.
Tous les commentaires ci-dessous me paraissent parfaitement fondés. Ils montrent qu’un think tank rassemblant des personnes sérieuses peut beaucoup bosser pour au final aboutir à rien du tout de concret (juste des yakafokon et le contribuable payera). Une belle occupation de retraités?
Qu’attendent-ils pour réinventer les routes photovoltaïques? Ou les arbres à vent?
La France dispose de dizaines de milliers de kilomètres de voies ferrées exploitées ou non qu’il faut rénover pour décarboner le transport des personnes et des marchandises. Cela permettrait de réduire drastiquement le passage des camions qui polluent, tuent et détruisent les routes, coûtant très cher en impôts et en vies à la collectivité.
La route électrique par rail??? On n’appelle pas ça un train en français??? Ou, comme disait l’inoubliable Pierre Desproges, ça revient à appeler un mort un non-vivant…
Bref… révolutionner les infrastructures routières existantes me paraît ici un non-sens total, il vaudrait bien mieux s’attacher à rénover le réseau ferroviaire secondaire existant qui est dans un état lamentable, et pourquoi pas remettre en service des lignes désaffectées, et en plus on donnerait une chance accrue à la mobilité collective….
Oui il fait aussi maintenant decarboner les poids lourds. Déjà tous les camions traversant la France de la Belgique UK luxembourg et Allemagne allant en Espagne devraient obligatoirement passer par le rail. Et de l’Espagne à l’Italie. Ensuite évidemment l’électrique est la solution. Les Stations de recharge doivent rapidement remplacer les stations de carburants on a 10 ans pour le faire.
Il ne faut évidemment pas insulter l’avenir, mais personnellement j’ai du mal à y croire.
L’essentiel des points à régler à été rappelé dans l’article que ce soit pour le rail (comportement de la chaussée, danger pour les motards (j’en suis), réfection de chaussée imposant la dépose du rail…), pour la route à induction (coût supérieur, puissance, pertes, danger pour les personnes) ou pour les caténaires (incompatibilité avec les VL, coût de l’équipement double caténaire + protection béton, fragilité au vu du nombre de frottements, intempéries…..).
Dans ce dernier cas, j’espère que la problématique de l’accès des secours aérien a également été étudiée, tout comme celui du danger en cas de forte intempérie provoquant la chute de câbles au sol.
Parmi ces trois solutions, seules deux (rail et induction) seraient compatibles VL/PL et sont hélas les plus coûteuses.
Malgré son cout (légèrement) supérieur au celui du rail, seule l’induction me parait intellectuellement satisfaisante. Encore faudra-t-il surmonter les problèmes dus à l’échauffement et aux pertes. La solution la moins coûteuse (caténaires) me semble hélas complètement inadaptée.
Enfin, l’article compare le coût au km et le TCO des 3 solutions avec le coût au km et au TCO d’une solution Hydrogène. Mais par par rapport au PL Diesel actuels.
@la Rédaction: Il aurait été intéressant de connaître le coût kilométrique et le TCO avec la solution diesel actuelle pour mesurer la probabilité que les transporteurs acceptent de type de solution sans réserve..
Bref, au risque de me répéter, j’ai du mal à croire à la pertinence de la route électrique.
Mais l’avenir se chargera peut-être de me démentir.
Et c’est là qu’une autre solution intervient: les relais !
D’ailleurs c’est comme ça que ça fonctionnait il n’y a encore pas si longtemps. Il y avait des relais pour les routiers comme il y avait eu avant eux des relais pour les diligences.
Dans ces relais il serait possible de changer immédiatement en 5 ou 10 minutes de tracteur ou de batteries.
Pour les relais de diligences, on s’arrêtait quand les chevaux n’avaient plus de “jus” et on en attelait des tout frais rechargés à bloc.
Pareil pour les relais routiers. Au tout début les camions n’avaient pas des autonomies fantastiques et il fallait s’arrêter pour faire le plein du camion…. Et le chauffeur en profitait pour lui aussi faire le plein… ou se vider, ça dépendait s’il faisait du T.I.R ou s’il rentrait chez lui le soir.
Pourquoi encore dépenser des milliards dans des infrastructures qui seront dangereuses (du 800V dans la chaussée ce n’est pas anodin) ou très laides (il y a déjà assez de fils électriques en l’air) alors que des solutions existent ou bien ne demandent qu’à être remises au goût du jour ?
Et le fret ferroviaire ? L’équipement existe déjà, il faudrait soit optimiser le chargement des remorques sur les wagons (pour du ferroutage), soit standardiser (si ce n’est déjà le cas) les containers entre wagons et remorques…
Ce qui au passage permettrait de libérer une bonne partie des autoroutes…