La remorque motorisée de Range Energy démontre tout le potentiel du camionnage hybride dès aujourd’hui

Les groupes motopropulseurs hybrides sont aujourd’hui monnaie courante dans les voitures particulières.

Et il y a une vingtaine d’années, plusieurs fabricants de camions, International notamment, ont expérimenté l’intégration d’un moteur électrique à la transmission de camions à moteur diesel.

Au final, ces projets n’ont pas abouti. Les moteurs électriques de l’époque étaient volumineux et lourds. Les groupes motopropulseurs étaient également coûteux à l’achat, tout comme à entretenir en raison de leur complexité.

N’empêche, ces essais ont démontré que les groupes motopropulseurs hybrides diesel-électriques fonctionnaient très bien dans les applications de camionnage lourd. Ils fournissaient une puissance d’appoint au moteur diesel à bas régime, soit au moment où le camion est le plus sollicité pour mettre sa charge en mouvement et atteindre sa vitesse de croisière. Ils pouvaient également fournir une assistance supplémentaire dans les côtes ou lorsque les conditions routières étaient difficiles. Cet apport de puissance contribuait à réduire la consommation de carburant ainsi que les émissions polluantes du moteur diesel.

Aujourd’hui, Range Energy a repris le principe du groupe motopropulseur hybride… mais en l’inversant complètement. Son concept consiste à intégrer l’essieu électrique intelligent AxTrax 2 de ZF, ainsi que des blocs-batteries, directement sur les remorques. Cette approche technologique remarquable permet aux transporteurs de transformer pratiquement n’importe quel camion diesel de leur flotte en véhicule hybride, simplement en l’attelant à une remorque équipée de ce système.

Range Energy présente sa technologie sur le marché depuis déjà plusieurs années.

Ce n’est toutefois qu’en juillet, lorsque ZF a invité un groupe restreint de journalistes à son centre de recherche sur les véhicules situé au Transportation Research Center (TRC), près d’East Liberty, en Ohio, que j’ai enfin eu l’occasion d’expérimenter moi-même la technologie de Range Energy.

Une solution élégante pour le camionnage

À mon avis, l’approche hybride de Range Energy est d’une élégante simplicité.

Au lieu de demander au tracteur d’effectuer tout le travail, Range Energy propose essentiellement que la remorque commence enfin à contribuer elle-même à son déplacement.

Comme mentionné précédemment, le système repose sur l’essieu électrique AxTrax 2 de ZF, un système de propulsion électrique conçu pour les véhicules commerciaux que Range Energy a intégré à sa plateforme de remorque intelligente.

L’essieu motorisé fournit une assistance à la propulsion lors des démarrages, aide le véhicule dans les montées et emmagasine l’énergie récupérée au freinage régénératif. Cette énergie électrique peut ensuite alimenter les groupes frigorifiques, les hayons élévateurs, les systèmes d’éclairage et d’autres équipements installés sur la remorque, sans nécessiter de source d’énergie distincte.

Cette approche pourrait permettre aux transporteurs de profiter de nombreux avantages opérationnels liés à l’électrification tout en continuant d’exploiter les tracteurs diesel déjà présents dans leur flotte.

Comme cette technologie en est encore à ses premiers stades de développement, les journalistes n’étaient pas autorisés à prendre le volant. J’ai donc pris place à bord d’un Freightliner Cascadia tractant une remorque équipée du système de Range Energy pour un tour de la piste d’essais du TRC.

La différence s’est fait sentir presque immédiatement.

Lorsque le système de Range Energy était activé, l’ensemble tracteur-remorque s’élançait à partir d’un arrêt complet avec beaucoup moins d’effort qu’un ensemble conventionnel propulsé uniquement par un moteur diesel.

Les départs étaient nettement plus fluides et on ressentait beaucoup moins de mouvements de va-et-vient dans la cabine. Le balancement latéral causé par le couple élevé d’un groupe motopropulseur diesel fortement chargé était également considérablement réduit.

Et même si la technologie de Range Energy ne transforme pas un ensemble routier en bolide de course, on ressent clairement une poussée dans le siège lorsque l’AxTrax 2 entre en action pour épauler le moteur diesel en fournissant une poussée ferme et contrôlée depuis la remorque.

À partir d’un arrêt complet, le Freightliner Cascadia équipé du système de Range Energy prenait de la vitesse plus rapidement, plus silencieusement et avec une douceur bien supérieure à ce à quoi je m’attendais. C’est parce que la remorque motorisée de Range Energy n’est pas conçue pour remplacer ou surpasser le tracteur, mais simplement pour lui fournir une assistance.

Des avantages qui vont bien au-delà des économies de carburant

Selon Collin MacGregor, vice-président de l’ingénierie des systèmes de produits et de la sécurité chez Range Energy, cette assistance procure des avantages qui vont bien au-delà des économies de carburant. D’abord, le système permet de réduire de façon évidente les émissions du moteur diesel, particulièrement à basse vitesse.

Mais selon M. MacGregor, c’est dans la conduite urbaine quotidienne que les avantages sont les plus importants, là où les camions lourds doivent sans cesse redémarrer aux feux de circulation, aux panneaux d’arrêt et aux intersections congestionnées avant de s’insérer dans une circulation plus rapide.

En quittant un centre de distribution, un ensemble routier de 80 000 lb peut passer une grande partie de sa journée à enchaîner les accélérations et les arrêts, tout en évoluant au milieu d’une circulation de navetteurs souvent impatients.

Grâce à l’assistance à la propulsion fournie par la remorque, le camion accélère davantage au rythme de la circulation environnante, explique M. MacGregor. Les conducteurs peuvent ainsi s’insérer plus facilement dans le trafic, tout en réduisant les mouvements de va-et-vient et les à-coups de la chaîne cinématique qu’ils ressentent habituellement.

Il souligne que de nombreux automobilistes ne réalisent pas le temps qu’il faut à un camion de classe 8 pleinement chargé pour atteindre la vitesse autoroutière. En aidant l’ensemble routier à accélérer de manière plus naturelle, le système facilite les insertions sur l’autoroute, tant pour les camionneurs que pour l’ensemble des usagers de la route.

Selon lui, cet avantage sur le plan de la sécurité pourrait ultimement devenir l’un des principaux arguments de vente de cette technologie.

Mais la valeur ajoutée de l’essieu électrique AxTrax 2 ne disparaît pas une fois que le camion a atteint sa vitesse de croisière sur l’autoroute.

En vitesse de croisière, le système de Range Energy continue d’assister le tracteur dans les terrains vallonnés et les longues montées, contribuant à maintenir son élan tout en sollicitant moins le moteur diesel.

Lors des décélérations, le freinage régénératif récupère une partie de l’énergie qui serait autrement dissipée sous forme de chaleur par les freins de service. Cette énergie est ensuite stockée dans des blocs-batteries installés sous la remorque. Elle peut servir à alimenter les groupes frigorifiques, les hayons élévateurs ou, comme le souligne M. MacGregor, «pratiquement tout matériel électrique qu’une flotte peut imaginer».

M. MacGregor s’attend également à ce que cette capacité contribue, à terme, à réduire l’usure des freins. Il précise toutefois que les transporteurs accumulent encore des données d’exploitation en conditions réelles afin d’en mesurer précisément les bénéfices.

Le système de freinage régénératif modifie également le comportement dynamique de la remorque.

Au lieu de pousser le tracteur dans les descentes, le système gère activement les efforts exercés par la remorque tout en récupérant de l’énergie qui pourra être réutilisée par la suite.

Lors des premières discussions avec des gestionnaires de flotte au sujet de la technologie de Range Energy, plusieurs ont exprimé des inquiétudes quant au fait que la remorque puisse fournir de la puissance à des moments inappropriés, rendant l’ensemble tracteur-remorque plus difficile à maîtriser sur chaussée mouillée ou dans d’autres conditions routières défavorables.

Prenant ces préoccupations très au sérieux, M. MacGregor affirme que Range Energy a consacré des efforts considérables à s’assurer que la remorque ne fournisse jamais d’assistance à la propulsion lorsqu’elle ne devrait pas le faire.

Il explique que des algorithmes de contrôle sophistiqués surveillent en permanence la dynamique du véhicule. Lors de virages serrés, de bretelles de sortie ou d’autres manœuvres de direction prononcées, le couple de propulsion est réduit, voire complètement supprimé, tandis que le freinage régénératif peut être augmenté afin de contribuer à stabiliser l’ensemble tracteur-remorque.

Tout aussi important, la remorque ne cherche jamais à devenir la principale source de propulsion.

Comme l’explique M. MacGregor, l’objectif est simplement d’aider la remorque à prendre en charge une partie de son propre poids.

Une technologie conçue pour les flottes d’aujourd’hui… et de demain

Cela dit, M. MacGregor reconnaît d’emblée que le système de Range Energy ne constitue pas une solution adaptée à toutes les flottes actuellement en activité.

Le système, qui comprend l’essieu électrique ZF et les blocs-batteries installés sous la remorque, ajoute environ 6 000 lb au poids de l’ensemble.

C’est pourquoi M. MacGregor estime que cette technologie convient surtout aux transporteurs de chargement partiel (LTL) ainsi qu’aux flottes de livraison régionales et urbaines, dont les remorques n’atteignent généralement pas leur capacité de chargement maximale.

Mais l’aspect le plus convaincant de ce système est peut-être qu’il exige très peu d’adaptation de la part des transporteurs.

Plutôt que d’exiger la construction de nouvelles infrastructures de recharge, la révision des horaires d’exploitation ou le remplacement complet du matériel roulant, la remorque motorisée s’intègre aux opérations de transport déjà en place.

Les remorques peuvent être modernisées, les tracteurs existants demeurent en service et la technologie devrait rester compatible, peu importe le mode de propulsion qui équipera les camions de demain.

Selon M. MacGregor, la technologie de Range Energy peut améliorer les performances de n’importe quel groupe motopropulseur pour camion lourd. Les ingénieurs de l’entreprise ont constaté qu’un camion électrique attelé à une remorque Range Energy peut gagner environ 100 milles (160 km) d’autonomie supplémentaire, une estimation qu’il qualifie d’ailleurs de prudente.

Que les flottes adoptent à l’avenir des tracteurs diesel, hybrides, électriques ou même à hydrogène, le concept de remorque motorisée offre un fort potentiel pour continuer à améliorer l’efficacité globale des ensembles routiers.