Réduire les émissions de CO2 liées au transport de marchandises est un défi majeur, surtout pour les poids-lourds. À la différence des petites voitures ou utilitaires légers, ces mastodontes de la route ont une part importante dans le total des émissions du secteur. C’est pourquoi leur transition vers des solutions moins polluantes s’impose comme une priorité.

L’organisation Equilibre des énergies a récemment mis en lumière cette problématique à travers une analyse approfondie. L’étude se penche sur l’option prometteuse de l’électrification des axes routiers.

Dans ce contexte, nous avons pris attache avec Servan Lacire, co-auteur de ce rapport, pour mieux comprendre les enjeux et les solutions envisageables. Il ressort que si l’on veut atteindre nos objectifs climatiques, il est impératif d’agir vite et bien dans le domaine du fret lourd électrique.

Sous-titre simplifié

Il y a environ une décennie, Brice Lalonde, ex-ministre dédié à l’environnement, a initié la création d’Equilibre des énergies (EdEn), un cercle de réflexion. Ce groupe s’avère être le point de convergence d’importants acteurs provenant de divers horizons industriels tels que la construction, l’énergie ou encore les transports.

De nombreux géants du secteur ont rejoint ce collectif, parmi lesquels figurent Airbus et Safran pour l’aéronautique, Volkswagen dans l’automobile, EDF et Enedis côté énergie ou encore Vinci dans le BTP. Ces membres illustres collaborent à penser l’avenir énergétique dans une dynamique collective.

Affichant également une vision collaborative au travers de multiples partenariats stratégiques avec des entités comme Carbone 4 ou Avere-France, EdEn se positionne en véritable hub d’idées novatrices. L’alliance avec Energy Observer témoigne aussi de cette volonté d’être à la pointe des discussions sur les sources d’énergie alternatives.

La problématique du transport routier ne reste pas en marge puisque EdEn a apporté son expertise via un rapport publié en 2021 promouvant l’utilisation de solutions basées sur l’hydrogène afin de réduire significativement les émissions carbones inhérentes à ce secteur. Cependant, conscient des défis liés notamment aux coûts et à la performance technologique qui freinent sa montée en puissance, le groupe s’est intéressé plus récemment aux avancées concernant les routes électriques.

Le spécialiste Servan Lacire met son expertise technique au service du think-tank et contribue activement à ces travaux prospectifs sur le futur énergétique du transport terrestre comme en atteste sa participation significative dans la rédaction d’une étude détaillée parue fin 2023.

Réduction de 90 % des émissions d’ici à 2040

Il est crucial de s’attaquer au problème des émissions de dioxyde de carbone issues du transport de marchandises par la route, qui constitue une part significative des rejets polluants. Les autorités européennes se sont accordées sur une diminution drastique des gaz à effet de serre pour les nouveaux camions d’ici 2040.

En ce qui concerne les véhicules personnels et petits utilitaires, l’évolution vers l’électrique est bien amorcée. La voiture électrique répond aux besoins quotidiens comme le trajet domicile-travail et sert occasionnellement pour les déplacements en vacances. Toutefois, l’utilisation des camions est plus complexe et diversifiée, impliquant différentes distances et types de chargements.

L’hydrogène apparaît comme un candidat potentiel pour remplacer les combustibles fossiles dans le secteur routier mais il présente encore certains défis techniques et économiques à surmonter. Malgré son coût encore élevé aujourd’hui, il faut travailler à optimiser cette technologie qui pose aussi des questions pratiques liées à son transport et sa sécurité, notamment dans les espaces confinés comme les tunnels où la régulation varie localement.

Cependant, l’hydrogène n’intéresse pas uniquement le domaine du transport : d’autres industries comptent également sur lui pour verdir leurs activités, prenons par exemple sa possibilité d’être utilisé dans la fabrication d’acier sans émission carbone.

Le chemin de l’électrification

L’adoption des camions électriques se heurte à plusieurs obstacles. Premièrement, l’autonomie limitée nécessite un poids considérable de batteries, ce qui pose question sur le temps et l’espace requis pour les rechargements sur les autoroutes.

D’autre part, l’utilisation du bioGNV comme alternative est vue comme une option transitoire. Cependant, la disponibilité limitée des biocarburants liquides soulève la question de leur distribution prioritaire, et le méthane présente ses propres défis en termes de volume et de ressources disponibles.

Enfin, il existe une solution prometteuse : les routes électriques qui permettent de charger les véhicules en mouvement grâce à trois technologies : caténaires, rail ou induction. Ce système aurait l’avantage majeur d’alléger la dépendance aux grosses batteries puisque les camions pourraient fonctionner avec une autonomie réduite hors des axes équipés pour ces recharges dynamiques.

Conducteur électrique

On observe de nouveaux progrès dans le domaine des transports électriques. L’alternative émergente à la voiture entièrement alimentée par batteries ou à l’hydrogène se présente sous la forme de routes dotées d’un système conducteur. Cette technologie, actuellement en phase d’expérimentation, s’avère prometteuse.

Deux initiatives majeures se distinguent avec des concepts distincts d’électrification. Alstom propose une solution utilisant deux rails pour distribuer et retourner l’électricité. Une autre société, ElonRoad, utilise un seul rail qui fait alternance entre les polarités positive et négative.

Cette infrastructure innovante possède plusieurs atouts notables :

– Elle permet un transfert d’énergie conséquent pouvant atteindre 200 kW pour un véhicule circulant à 80 km/h.
– Elle est adaptée autant aux poids lourds qu’aux plus légers.
– Il est possible de recharger les véhicules lorsqu’ils sont stationnaires comme en mouvement.
– Son installation sur la voie publique ne pose pas de grandes difficultés.

En termes de maturité technologique, cette solution atteint le niveau 7 selon l’échelle TRL, indiquant que des prototypes fonctionnels ont été testés dans des conditions réelles d’utilisation. Cela met en lumière son potentiel imminent pour une application plus large dans notre quotidien routier.

Des désavantages à éliminer

Les systèmes de transport innovants, tels que les routes électrifiées développées par ElonRoad, présentent des avantages significatifs mais soulèvent également certaines préoccupations. La conduite automatisée, nécessaire à l’utilisation optimale de ces voies d’alimentation électrique, implique une uniformisation du trajet des véhicules lourds, ce qui pourrait engendrer un risque accru pour la structure routière.

Par ailleurs, le bien-être des autres usagers de la route est une priorité. Les motocyclistes en particulier pourraient être affectés par ces changements infrastructurels. Des tests approfondis sont actuellement menés afin d’évaluer et de minimiser tout danger potentiel, y compris dans des conditions météorologiques extrêmes telles que le froid ou lorsqu’il y a présence de sel et de neige sur la chaussée.

En termes d’entretien routier, l’intégration du rail au centre des voies existantes nécessitera une maintenance périodique tous les douze à quinze ans. Cette opération requiert une technique spécifique étant donné la complexité du dispositif à installer.

Caténaires simplifiées

Les expérimentations réussies en Allemagne et aux États-Unis montrent que les routes électriques par caténaires pourraient représenter un avenir prometteur pour le transport de marchandises. En effet, cette technologie atteint un niveau avancé d’expérimentation, signalé par l’indice TRL 7.

Le système proposé se distingue par sa capacité à fournir une puissance considérable. Inspirée des infrastructures ferroviaires, la méthode nécessite l’installation de deux caténaires au-dessus des voies routières et l’équipement des poids lourds avec deux pantographes afin d’assurer la connexion électrique. Cependant, la hauteur nécessaire pour ce dispositif empêcherait son usage pour les véhicules plus petits comme les voitures personnelles.

La transition du rail vers la route n’est pas sans défi. Malgré une conception éprouvée dans le domaine ferroviaire, il faut prendre en compte que les camions ne circulent pas avec la même régularité que les trains : ils empruntent souvent les autoroutes en convois serrés. Cette fréquence élevée pourrait entraîner une usure accélérée de l’équipement.

De plus, contrairement aux trains qui sont gérés par un nombre limité d’opérateurs et bénéficient donc d’une maintenance rigoureuse, il est envisageable que le matériel sur les camions ne soit pas suivi avec autant de rigueur. Ceci augmente le risque de détérioration ou même d’arrachement des installations lors de manœuvres telles que les dépassements.

Pour pallier ces problèmes potentiels et garantir la sécurité au maximum sur ces routes électrifiées, il faudrait envisager des mesures supplémentaires comme l’installation de glissières bétonnées prévenant tout impact accidentel contre les structures porteuses du réseau caténaires.

Parallèlement à cette innovation dans le transport routier énergétique propre, WiTriCity s’affaire à mettre en place une nouvelle forme de ravitaillement énergétique grâce au premier réseau mondial de recharge par induction, abolissant ainsi le besoin traditionnel du branchement physique durant la charge des véhicules électriques.

Induction

L’induction, bien que moins avancée en termes de développement que d’autres technologies, suscite l’intérêt grâce à ses nombreux bénéfices. Parmi eux, on compte son intégration discrète dans les infrastructures autoroutières et sa compatibilité avec les véhicules existants. Elle offre aussi la flexibilité de recharger les voitures soit en mouvement soit à l’arrêt.

Cette technologie se caractérise par une durabilité remarquable : le remplacement des éléments constitutifs n’est nécessaire qu’après de longues périodes, allant jusqu’à trente ans. Cela s’explique par la conception des bobines qui sont enfouies sous la surface et distribuées à intervalles réguliers : même si une bobine venait à défaillir, le système continuerait de fonctionner correctement grâce aux autres composants.

Toutefois, certains aspects doivent encore être peaufinés pour optimiser cette méthode de recharge. La puissance actuellement transmise est insuffisante et il est essentiel d’éviter tout risque pour les piétons ou motocyclistes éventuels traversant ces routes équipées. De plus, des interrogations persistent quant à l’influence du trafic sur le chauffage des bobines et les répercussions possibles sur l’intégrité des chaussées.

Malgré ces défis techniques, le besoin croissant en ressources comme le cuivre met également ce dispositif face aux réalités économiques et environnementales contemporaines nécessitant attention et innovation constantes pour garantir un avenir durable.

Un service susceptible d’être facturé

Pour la mise en place de la recharge électrique dynamique sur les autoroutes, un équipement conséquent est indispensable dès le début. Le coût de ces aménagements représente environ 25 % du prix d’une autoroute flambant neuve. On distingue trois technologies principales : l’induction, les caténaires et le rail, avec des investissements initiaux significatifs.

L’étude du trafic sur les axes A7 et A9 permet d’estimer que les tarifs pourraient varier selon la méthode utilisée : l’induction reviendrait à 0,48 euro par kilomètre, contre 0,41 euro pour les caténaires et seulement 0,35 euro avec le rail.

Si on compare ces coûts avec ceux de l’hydrogène ou de l’électrique à batterie (environ 0,79 euro/km), on constate que le rail s’avère être l’option la plus économique pour les transporteurs avec un tarif avantageux de 0,64 euro/km.

Il est important de souligner que la fourniture d’électricité a une influence majeure sur ces chiffres puisque les poids-lourds roulent majoritairement en journée où le tarif électrique est au maximum. À contrario, recharger durant la nuit pourrait être plus avantageux financièrement pour certaines énergies comme l’électrique à batterie ou même l’hydrogène.

Les obstacles à surmonter

L’opérationnalisation de la route électrique n’est pas prévue avant 2031, ce qui s’inscrit dans une vision à long terme pour l’année 2040. L’électrification sera d’abord concentrée sur les véhicules à batterie, avec un intérêt particulier pour le transport longue distance plutôt que régional.

Avant d’y parvenir, il y a des obstacles à surmonter et des décisions stratégiques à prendre. Il est difficile d’équiper certains endroits comme les tunnels ou les ponts, sans parler de la campagne éloignée des réseaux existants. Interrogations majeures : faut-il étendre cette technologie à toutes les autoroutes et voies rapides ? Si oui, un modèle financièrement équitable devra être instauré pour gérer la tarification du service.

Un autre aspect crucial consiste en l’interaction nécessaire entre camions et infrastructures pour calculer le coût de l’utilisation de ces routes électriques. En outre, il est vital de ne pas ralentir le processus législatif afin d’accélérer les tests nécessaires.

Le choix technologique représente également un dilemme car une autoroute peut recevoir plusieurs équipements différents – pensez aux systèmes caténaires ou induction. Néanmoins, diversifier excessivement pourrait compliquer la standardisation au niveau européen surtout avec l’intervention multiple des startups dans ce secteur.

Pour conclure sur une note positive, nous tenons à remercier Servan Lacire pour avoir partagé son expertise concernant ces défis importants ainsi qu’à Isabelle Laville pour sa collaboration efficace dans l’organisation de cet entretien instructif.