La technologie est là pour prendre des mesures en faveur d'un chantier naval plus durable

Modernisation des machines diesel existantes

Le chantier zéro émission. Pendant longtemps, il a semblé être l'image idéale d'un avenir lointain, mais entre-temps, cette réalité s'est déjà beaucoup rapprochée. Dans des villes comme Amsterdam, les règles ont déjà été renforcées l'année dernière pour travailler avec le moins d'émissions possible - non seulement le CO₂ doit être banni, mais aussi l'azote - et d'ici 2030, il sera même possible de travailler sans aucune émission. Et s'il pleut à Amsterdam, pleuvra-t-il aussi à Bruxelles? Peut-être pas encore, mais le fait est que les entrepreneurs avant-gardistes lorgnent de plus en plus sur l'électrification. Mais existe-t-il aussi des options pour rendre la flotte existante plus durable?

Moins de bruit et moins de coûts d'exploitation

La réponse est un oui retentissant. Ceux qui investissent dans une nouvelle machine, que ce soit pour agrandir leur parc ou pour remplacer une machine dépréciée, peuvent déjà choisir l'option électrique pour un grand nombre d'équipements de construction. Ces machines sont alors équipées en usine d'un moteur électrique au lieu du moteur à combustion classique. Pour les équipements plus petits, un tel changement n'entraîne pas nécessairement beaucoup de problèmes. Certes, l'investissement sera plus élevé que ce que vous avez l'habitude de payer pour une machine aux performances similaires. En contrepartie, vous bénéficiez d'une solution respectueuse de l'environnement et pérenne, qui fonctionne plus silencieusement et dont les coûts d'exploitation sont moindres. Tout le monde est content, non?

Tout ne peut pas (facilement) être acheté neuf

Mais électrifier toute une flotte d'un seul coup, aucune entreprise de construction ne peut malheureusement le faire. Elle n'en a d'ailleurs pas besoin. Qu'y a-t-il de durable à remplacer des machines qui fonctionnent bien et qui ont encore de nombreuses années au compteur par un modèle plus récent? En outre, cela coûterait beaucoup d'argent et il faut être patient. Tout le monde sait que le chantier zéro émission arrive. Par conséquent, les investissements de remplacement tirent de plus en plus la carte de l'électricité, sans qu'un stock important d'unités n'attende déjà votre décision. Si vous êtes patient pendant un an et demi, vous pouvez certainement profiter de cette option. Vous ne trouverez toutefois pas de variante électrique pour chaque modèle de la gamme de vos fabricants de confiance.

Surtout dans le segment des machines de construction, plus grandes et plus lourdes. Dans ce cas, vous pouvez également opter pour la remotorisation. En d'autres termes, le moteur à combustion est supprimé et le groupe motopropulseur électrique est installé.

Plus qu'un simple remplacement du moteur

Bien entendu, une telle remotorisation n'est pas aussi simple que nous venons de le présenter. Elle est plus complexe si vous voulez la mettre en œuvre efficacement et garantir un fonctionnement tout aussi sûr. Après tout, une batterie ne présente pas les mêmes risques qu'un réservoir de carburant. Il est donc important d'intégrer pleinement le logiciel afin que l'opérateur dispose des signaux adéquats dans sa cabine. Il faut également s'occuper de la gestion thermique pour que le bloc-batterie reste suffisamment froid. Et transférer tous les systèmes de sécurité et toutes les fonctionnalités, de sorte que votre machine puisse faire la même chose, mais plus silencieusement et sans gaz d'échappement. Certains fabricants de machines proposent cette option.

Mais il existe aussi des sociétés d'ingénierie qui se consacrent à ce type d'adaptation. Si vous optez pour le rétrofit, sachez que l'expertise est indispensable. La connaissance de la marque de votre machine est un atout indéniable.

Transformation en camion électrique

Aux Pays-Bas, ces "rétrofits" poussent maintenant comme des champignons, car le législateur y prescrit déjà des exigences plus strictes en matière d'émissions des sites et fixe des objectifs clairs. Les entreprises de construction sentent l'urgence: cela vient. En Belgique, la flamme est encore plus lente. Cependant, l'organisme de recherche Flanders Make, entre autres, se penche déjà sur la question. En collaboration avec la start-up Etrova, il a réalisé l'an dernier la transformation d'un camion diesel en camion électrique.

Mais il voit un potentiel pour pratiquement n'importe quel engin de chantier, à condition que l'analyse de rentabilité soit faite. "Dans un premier temps, nous avons converti un camion diesel Volvo et l'avons fait réhomologuer pour une utilisation sur route. Avec six packs de batteries, nous atteignons une autonomie de 480 km. Dans un deuxième temps, nous voulons étendre cette solution à d'autres marques. Les avantages sont là: une re-motorisation coûte au maximum 2/3 de ce que coûterait un nouveau camion électrique car on peut conserver le châssis, la cabine et même les pneus. De plus, vous prolongez la durée de vie", explique Timothy Vandenbussche, chef de projet principal.

Des vitesses différentes

Timothy Vandenussche voit le même potentiel pour les engins de chantier. "Le plus grand défi sera le cadre juridique. Il est clairement défini pour les camions, mais moins pour les engins de chantier, qui sont couverts par des réglementations différentes. Cependant, l'homologation est importante pour garantir un fonctionnement conforme et sûr. Et cela nécessite une échelle pour le faire de manière efficace."

Il considère que les différents segments de la construction fonctionnent à des vitesses différentes à cet égard. "Dans le secteur minier, par exemple, l'électrification est déjà très avancée. Il s'agit souvent de machines conçues sur mesure pour des applications dans lesquelles il faut récupérer une grande quantité d'énergie de freinage. Il en va de même pour les grues à tour. Ce type de machine utilise davantage sa batterie. L'analyse de rentabilité est alors beaucoup plus facile à réaliser et il faut moins se demander où trouver l'électricité pour la machine.

Goulets d'étranglement

Ce faisant, M. Vandenbussche élimine peut-être le plus grand goulot d'étranglement de l'électrification sur site et hors site: la disponibilité d'une connexion au réseau. Dans la pratique, il n'y en a généralement pas, ou pas assez pour alimenter toutes les machines lourdes d'un chantier.

Il est relativement facile d'alimenter un moteur à combustion interne en carburant supplémentaire sur un chantier naval. Cela leur permet de travailler sans problème pendant la majeure partie de la journée. Dans le cas des engins de chantier électriques, l'autonomie de la batterie est un problème. Les temps de charge le sont certainement, mais les fabricants d'engins de chantier et de batteries ont déjà travaillé dur pour les réduire relativement bien, ce qui est comparable aux progrès réalisés par les voitures électriques dans ce domaine. La recharge à 400 kW est déjà possible aujourd'hui, celle à 1 MW le sera bientôt. D'ailleurs, il suffit d'acheter, de louer ou de prendre en crédit-bail ces chargeurs rapides pour le chantier.

Batteries de chantier

Nous ne passons donc déjà pas trop de temps sur ce sujet. La condition reste toutefois que le chantier dispose d'une quantité suffisante d'électricité. Si ce n'est pas le cas, il est toujours possible de recourir à d'autres solutions. De grandes batteries industrielles de chantier remplacent le raccordement au réseau ou permettent d'exploiter pleinement le potentiel du raccordement au réseau. Elles peuvent alors se charger à un prix relativement bas la nuit pour libérer leur énergie pendant la journée. On peut également déployer des générateurs diesel-méthanol ou hydrogène pour fournir de l'énergie ou envisager d'utiliser des systèmes de batteries interchangeables pour vos machines. Et qu'en est-il de l'argument selon lequel l'électricité ne peut jamais fournir la même puissance? Les fabricants balaient cet argument du revers de la main. Il s'agit d'avoir suffisamment de batteries. La plupart des machinistes qui ont goûté à l'électrique ne veulent pas revenir en arrière: le fait de pouvoir disposer immédiatement d'un couple complet est un grand pas en avant pour eux.

Le plein d'énergie?

Il n'en reste pas moins que les problèmes liés aux batteries et au fait de disposer de suffisamment d'énergie pour un temps de production suffisant constituent un obstacle de taille à surmonter. Il convient donc de se demander si l'on ne devrait pas opter directement pour le tout électrique. "Peut-être pouvez-vous déjà devenir plus durable en électrifiant non pas le moteur de votre engin de chantier, mais tout ce qui s'y trouve à partir des systèmes fonctionnels", suggère M. Vandenbussche.

"Remplacer la pompe hydraulique par une pompe électrique à régulation de fréquence, par exemple. Quand on sait que sur un camion à ordures, la moitié de la consommation peut être réduite à ses fonctions, il y a là un grand potentiel de durabilité. La technologie existe aujourd'hui pour aller aussi loin dans l'électrification que vous le souhaitez, à condition que vous puissiez réaliser l'analyse de rentabilité. Nous sommes heureux de faire cet exercice avec les entreprises de construction.

Une alternative rapide et bon marché

À la VIL, la KdG et la Hogeschool Vives sont sur la même longueur d'onde et ont donc lancé un autre projet de recherche visant à rendre l'équipement lourd plus durable. Là, ils ne choisissent pas l'électricité comme carburant, mais le méthanol.

Ben Roels, chercheur en énergie et mobilité durables: "Dans un scénario idéal, le méthanol vert permet déjà de réduire l'impact CO₂ de 45 à 60%. Bien sûr, nous sommes partisans de l'électrification, mais nous cherchions une alternative pour prendre des mesures immédiates, qui soit rapidement réalisable et abordable."

Tout ce qu'il faut pour cette modernisation, ce sont des injecteurs supplémentaires et des capteurs (pour détecter les fuites). "Si l'on injectait le méthanol directement dans le cylindre, il faudrait apporter de nombreuses modifications à la voie d'admission. De cette façon, nous les réduisons. Il ne nous reste plus qu'à ajouter un contrôleur pour lire les signaux des injecteurs. Avec cela, sur le papier, nous pourrions gérer la conversion en une quinzaine de jours."

Kit d'adaptation pour l'injection de méthanol

Les recherches de l'Université d'Anvers ont déjà dépassé la phase de laboratoire. Elle teste actuellement la théorie en pratique dans le cadre du projet ReMeWa-Methanol en adaptant deux machines. "L'objectif final est double. D'une part, nous voulons parvenir à un outil de calcul en ligne qui permette aux entreprises d'estimer l'impact écologique et économique de la modernisation de leurs machines. D'autre part, nous voulons mettre au point un ensemble modulaire de conversion qui permette d'adapter les moteurs diesel existants au méthanol, y compris un système modifié d'injection, de stockage et d'alimentation en carburant", résume M. Roels.

Il n'ose pas dire combien tout cela devrait coûter, car les tests n'ont pas encore été effectués. "Mais nous essayons de rester en dessous de 15.000 euros. Il faut tenir compte du prix de revient plus élevé du méthanol par rapport au diesel, mais il est facilement disponible. D'ici septembre, nous voulons que la démonstration soit prête. Le projet prendra fin en 2027. Il appartiendra alors aux participants d'approfondir la technologie et de la commercialiser.