L’allègement des véhicules :
Pour réduire la consommation de carburant des véhicules, les innovations portent sur l’allègement du véhicule, pour chaque composant et sous-ensemble du véhicule. Cette tendance technologique concerne tous les modes terrestres et aériens, avec la contrainte de ne pas changer le comportement des véhicules (confort, dynamique, sécurité…).
L’allègement est porteur de verrous technologiques sur tous les types de matériaux :
• Les parties de moteur avec des contraintes de tenue en température,
• Les éléments de garniture et leur recyclabilité,
• L’architecture même des véhicules, qui doit permettre le désassemblage sans dégrader la sécurité…
L’amélioration des moteurs thermiques et des carburants :
Le thermique, dans tous les modes, restera le mode de propulsion majoritaire dans les 20 ans à venir au moins.
Ainsi les travaux sur les améliorations des moteurs thermiques et des turbines restent-ils de première importance pour atteindre les objectifs environnementaux que la France et l’Europe se sont donnés. Les innovations portent notamment sur de nouveaux types d’architectures hybrides dans lesquelles la propulsion est assurée par des moteurs électriques ; le moteur thermique (range extender) sert alors de génératrice pour recharger les batteries. Dans une version moins ambitieuse le moteur thermique est simplement de plus petite taille (downsizing) si un surcroît de puissance peut être apporté par des moteurs électriques en cas de besoin.
L’électrification des véhicules :
L’électrification des fonctions du véhicule concerne tous les modes de transport :
- le naval est utilisateur d’architectures hybrides depuis longtemps en associant des fonctions électriques à des génératrices diesel ;
- l’avion plus électrique, voire tout électrique (hors propulsion) est un objectif technologique majeur des constructeurs. La première étape est aujourd’hui le remplacement de commandes de vol hydrauliques par des commandes électriques. À terme, il est prévu de rendre « électriques » l’ensemble des autres fonctions (climatisation, roulage, freinage, etc.), posant des questions importantes d’architecture et de compatibilité électromagnétique. Ces considérations s’appliquent également en partie à l’hélicoptère ;
- les voitures utilisent depuis déjà longtemps l’électronique et l’électricité pour commander des fonctions ou assister ces fonctions (freinage, direction)… La tendance est maintenant à l’électrification de la propulsion à travers plusieurs voies :l’hybridation légère, qui consiste à récupérer de l’énergie au freinage ou à couper le moteur à l’arrêt avec un alternodémarreur ; l’hybridation moyenne qui apporte un surplus de puissance en cumulant des moteurs électrique et thermique ; l’hybrissance en cumulant des moteurs électrique et thermique ; l’hybridation lourde dans laquelle la propulsion peut être totalement électrique (hybride rechargeable notamment) ; enfin le véhicule complètement électrique.
- les camions et bus : si pour les camions routiers il est impensable aujourd’hui d’imaginer une propulsion électrique complète, l’hybridation peut venir à travers le downsizing des moteurs thermiques et complément de puissance électrique, ou encore par la prise en charge électrique des systèmes de confort et de maintien des marchandises (froid, chauffage de la cabine, etc.). Dans le cas des bus, ces deux dernières années ont vu naître de nombreux projets portant sur une approche nouvelle des transports en commun, avec par exemple la mise en convoi de séries de véhicules électriques indépendants. L’hybridation avec stop-and-start est aussi particulièrement adaptée aux profils de mission urbains et déjà des offres commerciales apparaissent ; la recherche se poursuit avec l’hybride rechargeable par biberonnage en station et l’électrification complète du mode bus se profile à terme, assurant un rapprochement avec les technologies propulsives du trolleybus et du tramway ;
- Les trains, déjà largement électrifiés, font l’objet de travaux sur l’architecture globale, la répartition de la propulsion, etc.
- Pour les tramways, de fortes demandes existent pour une amélioration de l’autonomie entre les sections alimentées pour favoriser l’esthétique des centres-villes.
- Enfin il est important de noter que cette tendance technologique s’accompagne d’une remise en cause profonde des modèles économiques classiques du secteur, voire du rôle des acteurs de la filière. Notamment, l’installation et la gestion des infrastructures de recharge pour les véhicules routiers posent un certain nombre de questions de modèle de vente, qui font l’objet d’expérimentations aujourd’hui.
Enfin, à plus long terme, l’architecture des véhicules électriques est favorable à une automatisation, partielle dans un premier temps, de la conduite, soit pendant le transport de passager, soit pour une mise en convoi à des fins de regroupement d’une flotte par exemple.
