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L’hydraulique à l’aube d’une révolution
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L’hydraulique à l’aube d’une révolution

Gilles Rambaud |  le 29/03/2013  |  AubeEnergie

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Energie
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Les techniques hydrauliques fournissent d’excellentes solutions pour réduire la consommation de carburant. Même l’industrie automobile s’y intéresse.

Et si le XXI e siècle était celui de l’énergie hydraulique ? Cette technique éprouvée se développe à grands pas et pourrait bien connaître un décollage fulgurant grâce au groupe Peugeot-Citroën qui l’a choisie pour sa motorisation hybride. Les engins de chantier sont - cette fois - en avance sur l’industrie automobile et présentent plusieurs innovations intéressantes. Les marchands de flexibles ont-ils raison de se frotter les mains ?

Améliorer le rendement de l’ensemble du véhicule

Tout part d’un constat : ce n’est pas au niveau du moteur thermique que l’on fera des économies de carburant. Pire : les normes antipollution actuelles obligent à augmenter la température de combustion, donc la consommation. Or la production de dioxyde de carbone d’un moteur thermique est directement proportionnelle à sa consommation de carburant. Comment résoudre ce paradoxe ? En améliorant le rendement de l’ensemble du véhicule, ou de l’engin, en particulier de la chaîne de transmission où se dilapide encore trop d’énergie. Pour y parvenir, les bureaux d’études explorent deux pistes : la transmission mixte et la motorisation hybride. La transmission mixte donne naissance à des boîtes de vitesses à la fois mécaniques et hydrauliques, comme la nouvelle CVT de Caterpillar ou la HVT R3, sortie l’année dernière, issue du rapprochement des savoir-faire du mécanicien Dana et de l’hydraulicien Bosch Rexroth. « L’idée est de cumuler les avantages des deux types de transmission. L’hydraulique est très performante à basse vitesse. Vers 30 km/h, c’est la mécanique qui est préférable. Nous avons donc un système double : d’abord 100 % hydraulique, puis mixte, qui devient ensuite 100 % mécanique, passé un certain seuil », détaille Philippe Durand, responsable de la division mobile chez Bosch Rexroth France. Le français Poclain développe depuis longtemps une solution similaire, avec le montage de deux transmissions parallèles. Cette technique bénéficie des progrès de l’informatique embarquée qui permet d’automatiser ces systèmes complexes. La motorisation hybride, elle, vise à épauler le moteur diesel pour, in fine, en réduire la puissance, donc la consommation. Le principe général est partout le même : récupérer de l’énergie cinétique perdue, la stocker et la restituer. Pour un engin de chantier, l’énergie récupérée peut être celle du freinage  celui d’une chargeuse, par exemple , d’une rotation interrompue  la tourelle d’une pelle , voire de la gravitation  Liebherr réussit à récupérer l’énergie d’une charge descendante au niveau du treuil de levage. Stocker cette énergie sous forme d’huile sous pression offre plusieurs avantages. « Cette technique est plus simple à intégrer que l’électrique. Les bureaux d’études et les ateliers la maîtrisent déjà bien. Ce n’est pas une révolution pour les techniciens, comme l’est l’arrivée d’un circuit électrique haute tension », note Alexandre Moalic, responsable support système chez Parker France. C’est beaucoup plus sûr également : les 400 V des voitures électriques représentent un réel danger dès qu’on ouvre le capot. Tous ces avantages devraient faire de l’hydraulique la technique de l’avenir. Et pourtant... « Je n’imagine pas une généralisation à tous les engins de chantier. Les systèmes de récupération d’énergie sont pertinents pour un type de machine mais ne le sont pas pour un autre. L’important est de bien comprendre l’application et le travail de la machine pour développer un système adapté au cas par cas », analyse Alexandre Moalic. Philippe Durand perçoit une autre difficulté : « Si on se limitait à des critères techniques et économiques, l’hydraulique s’imposerait sans coup férir. Mais il faut tenir compte du marketing et des effets de mode. L’électrique s’est accaparé une image écologique de propreté alors que l’huile hydraulique reste synonyme de pollution. Dans les faits, c’est l’inverse : les batteries au lithium et les composants des circuits électriques sont bien plus nuisibles pour la planète. Mais, même irrationnelle, cette croyance est profondément ancrée auprès du grand public. » Les services marketing de Peugeot-Citroën le savent bien, qui ont baptisé leur prototype Hybride Air pour lui donner une image de propreté… sans que l’air intervienne où que ce soit dans ce système purement hydraulique !

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l’Œil de l’expert - « L’hybride hydraulique n’a pas perdu la bataille »

« L’hybride hydraulique dispose de beaucoup d’avantages : elle n’a pas besoin de subventions pour être rentable, elle n’a pas besoin de matières premières rares, elle se répare facilement… Quand on prend en compte la fin de vie du véhicule, l’hydraulique est encore plus intéressante car elle n’est pas grevée par les problèmes liés au recyclage des batteries. Les professionnels le savent et regardent cette technique avec grand intérêt. Les pays émergents aussi. Chaque année, il se construit 60 millions de véhicules dans le monde, il y a de la place pour plusieurs techniques. Tout ne se tranchera pas d’un côté ou de l’autre. Les solutions hybrides électriques et les solutions hybrides hydrauliques peuvent l’une comme l’autre prendre une part du marché. »

La boîte HVT R2 de Dana Rexroth

Sortie l’année dernière, la boîte de vitesses R3 de Dana Rexroth convient aux moteurs d’une puissance de 270 kW. Aujourd’hui, elle est déclinée en un modèle R2 pour une puissance plus faible : 200 kW. Son principe reste le même : un moteur hydraulique monté au-dessus d’une boîte mécanique et une gestion électronique permettant de passer de l’un à l’autre. Économie de carburant : de 15 et 25 % selon les applications.

À voir à la Bauma, stand A4.314

Un boîtier électronique Poclain Hydraulics

Les systèmes hydrauliques modernes les plus performants s’accompagnent d’un pilotage fin par un automate. Poclain Hydraulics comprend cette compétence, écrivant lui-même ses programmes informatiques et les incluant dans une gamme de calculateurs baptisée « Smart Drive », dont le dernier modèle  le calculateur Smart Drive CT - est compatible avec une intégration dans un véhicule routier.

À voir à la Bauma, stand A5.226

La Caterpillar 966K XE

Cette chargeuse est la première à recevoir une nouvelle boîte de vitesses mixte, hydraulique et mécanique, développée en interne. L’élément clé : un réducteur planétaire, c’est-à-dire plusieurs engrenages placés à l’intérieur d’une roue dentée. L’un d’entre eux est connecté directement sur le moteur par un arbre en acier. Là, le rendement est maximal. D’autres en revanche sont animés par un circuit hydraulique. C’est lui qui introduit la variation dans le système, l’accélérant ou le freinant, ce qui permet de réduire la consommation d’environ 3 l/h.

À voir à la Bauma, stand B6.106/406

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