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Blog d'Innhotep - Veille sur les innovations: business, énergie & cleantech, digital
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L'électricité sans fil arrive dans les transports
Utiliser l'induction pour recharger une brosse à dents électrique ou un smartphone, c'est déjà possible... De là à faire avancer des trains ou des voitures, il y a un pas que les spécialistes n'avaient jusqu'à présent pas franchi, invoquant le faible rendement de cette technique et la difficulté à obtenir des puissances suffisantes. Le canadien Bombardier a pourtant relevé le défi avec sa technologie Primove. A Augsburg, en Bavière (Allemagne), une rame de tramway complète parcourt ainsi les 600 mètres d'un tronçon pilote, sans contact avec le sol et sans le moindre fil à l'horizon.
A l'origine, en 2008, Bombardier cherchait un moyen de concurrencer Alstom et son système d'alimentation par le sol (APS). Celui-ci permet de supprimer les caténaires, mais reste toutefois sensible aux intempéries. Avec l'induction, ce problème disparaît. « Le système Primove est compatible avec toutes les conditions météo, qu'il s'agisse de pluie, de neige, de sable ou de poussière », insiste Eran Gartner, président de la division systèmes au sein de Bombardier Transport.
Champ magnétique
La transmission d'énergie par induction est connue depuis le XIX e siècle : en plaçant 2 bobines conductrices suffisamment près l'une de l'autre, il est possible de transmettre un courant électrique sans qu'il y ait contact. En effet, le courant qui traverse le premier élément conducteur, dit « primaire », génère un champ magnétique qui produit alors du courant dans le récepteur secondaire.
Partant de ce principe, les ingénieurs de Bombardier ont d'abord imaginé d'alimenter la rame de façon continue en enfouissant des bobines sur toute la longueur du parcours. Une option techniquement envisageable, mais qui s'est révélée trop coûteuse. Le groupe a alors imaginé d'associer la transmission d'électricité sans contact et le stockage de cette énergie. Les segments inductifs « primaires » constitués d'un enroulement de câbles sont enfouis dans le sol, entre les rails. Mesurant 8 mètres de long, ils peuvent ainsi alimenter le tramway même lorsqu'il est en mouvement, à l'occasion de l'entrée en gare.
Pour capter ce courant inductif, le tramway dispose de capteurs placés dans le plancher et doté d'une puissance de 200 kW. Ceux-ci rechargent les batteries installées à bord, lorsque le tramway est arrêté en station, mais également lors des phases d'accélération fortement consommatrices d'énergie. Ensuite, le véhicule se déplace en utilisant l'énergie stockée, jusqu'à ce qu'il parvienne à la station suivante où il recharge ses batteries.
La principale difficulté a été de contenir les émissions d'ondes électromagnétiques à un niveau raisonnable surtout au démarrage, lorsque le tramway « a besoin d'une puissance maximale », insiste Harry Seiffert, l'un des pères du système Primove. De fait, à bord du tramway et à côté, les appareils de mesure ne cillent pas. « Il y a eu un très gros travail sur le confinement des émissions électromagnétiques », insiste Jérémie Desjardins, à la tête de Primove Transportation, l'équipe d'une cinquantaine de personnes qui fournit la technologie.
Bombardier, qui a protégé son système par des dizaines de brevets, n'a pas l'intention de se limiter au tramway. « Le système peut s'adapter aux véhicules sur pneus », résume Jérémie Desjardins. En rechargeant régulièrement ses batteries tout au long de son parcours, un bus verrait ainsi leur poids divisé par 6 ou 7. Dès ce mois-ci, la ville allemande de Braunschweig va tester Primove sur 2 bus effectuant un parcours de 12 kilomètres.
A terme, cette technologie vise un marché bien plus large : celui de l'automobile. La transmission d'électricité par induction permettrait de recharger les véhicules électriques automatiquement, dès qu'ils reviennent se garer. La fin des bornes et des câbles électriques. « Ainsi pas d'oubli de la part du conducteur, pas de problème de manipulation et aucun risque de vandalisme », résume David Gualino, de Schneider Electric, qui travaille sur le sujet avec Renault.
Plusieurs scénarios imaginés
Le constructeur français lance ces jours-ci un projet européen appelé WIC2IT (« Wireless inductive charging to interoperation testing »), financé par l'Agence nationale de la recherche et auquel participera notamment Daimler. Jérôme Perrin, directeur des projets avancés CO2, énergie, environnement de Renault, imagine déjà des scénarios : « Des gestionnaires de flottes de véhicules électriques pourraient équiper leurs parkings afin que les voitures soient rechargées automatiquement dès qu'elles se garent. On pourrait ensuite imaginer que des parkings semi-publics soient équipés de bornes au sol. » Le constructeur allemand Audi a pour sa part annoncé début mars qu'il travaillait avec Witricity, une start-up américaine issue du MIT spécialisée dans la transmission d'énergie sans fil.
De multiples aspects techniques doivent cependant encore être étudiés. Par exemple le positionnement du véhicule. « L'induction fonctionne bien si les bobines primaire et secondaire sont proches et bien en face. Il faut pourtant une tolérance suffisante pour que cela fonctionne avec n'importe quel conducteur », insiste David Gualino. Chez Bombardier, Jérémie Desjardins affirme ne pas avoir d'inquiétude : « Avec Primove, la tolérance est d'une quinzaine de centimètres de chaque côté du véhicule et de 1,5 mètre dans le sens de la longueur. » Il faudra également rendre un tel système interopérable et aboutir à une standardisation, afin que n'importe quel véhicule se recharge quel que soit le système installé sous le sol. En attendant, plusieurs villes vont lancer des expérimentations. A commencer par Londres, avec Renault et l'américain Qualcomm qui a acquis en fin d'année dernière une autre start-up du secteur, Halo IPT.
Il faudra également trouver des solutions pour contenir les émissions électromagnétiques. C'est sans doute le talon d'Achille de cette technologie. Quelle sera la réaction des consommateurs, déjà méfiants vis-à-vis des ondes émises par les antennes-relais de téléphonie mobile ? « Il est évident que le développement à grande échelle de ces techniques pourrait susciter des inquiétudes sur les risques d'interférences avec les appareils électriques et de télécommunications. Les fréquences utilisées sont toutefois très éloignées des fréquences radio ou TV. Par ailleurs, on peut craindre une réaction du public vis-à-vis des éventuels risques associés aux champs électromagnétiques. Mais, là encore, on est très loin des fréquences absorbées par le corps humain », précise Jacques Lewiner, professeur d'électromagnétisme et directeur scientifique honoraire de l'Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles.
Source : Les Echos
Innhotep
Sidney Delourme
Innovations énergétiques,
RetD (technique)
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