© photothèque VINCI Autoroutes – Caroline Gasch
Déployée à grande échelle, cette solution permettrait de réduire considérablement la taille des batteries des véhicules, améliorant ainsi le bilan de la mobilité électrique lourde, tant du point de vue opérationnel (véhicules moins chers et plus légers, dont la consommation et la charge utile sont améliorées, suppression des temps d’immobilisation pour la recharge…) que sur le plan environnemental (réduction du besoin en matières premières et de l’empreinte carbone liée à la fabrication des batteries).
Après des tests en laboratoire pour préqualifier les matériaux, des essais de durabilité mécanique sur site fermé, puis des travaux d’installation de bobines à induction sur 1,5 km de chaussée de l’autoroute A10, le projet entre maintenant dans une nouvelle phase avec le roulage sur autoroute de véhicules prototypes (un poids lourd, un véhicule utilitaire, une voiture et un bus).
La première autoroute au monde à recharge dynamique par induction
Lauréat en 2023 d’un appel à projets de Bpifrance, le projet d’expérimentation de recharge dynamique de véhicules électriques entre maintenant dans sa phase de déploiement opérationnel : quatre véhicules équipés de bobines réceptrices – un poids lourd, un véhicule utilitaire, une voiture et un bus – circulent ainsi sur la section pilote de l’A10 afin de tester et d’évaluer la capacité de recharge de cette section d’autoroute électrique (Electric Road System ou ERS).
Trois laboratoires* de l’Université Gustave Eiffel ont pu mener des campagnes d’essais sur site en conditions réelles de circulation. Leurs premières analyses des données collectées s’annoncent d’ores et déjà prometteuses. Le système inductif installé est en effet capable de transférer en toute sécurité des puissances instantanées supérieures à 300 KW et des puissances moyennes supérieures à 200 KW dans un régime établi optimal. « Les premiers résultats de l’expérimentation en cours sur un tronçon de l’autoroute A10 confirment les résultats des études précédentes. Le déploiement d’une telle technologie sur les principaux axes routiers français permettrait, en complément des stations de recharge, d’accélérer encore davantage l’électrification du parc de véhicules lourds, et donc la réduction des émissions de gaz à effet de serre du secteur du transport de marchandises et de la logistique, qui représente à lui seul plus de 16 % des émissions de gaz à effet de serre du pays », souligne Nicolas Notebaert, directeur général Concessions du groupe VINCI et président de VINCI Autoroutes.
© photothèque VINCI Autoroutes – Caroline Gasch
Des roulages sur l’A10 qui concluent près de deux années de tests et d’essais en laboratoire
Ces roulages font suite aux activités menées par le consortium depuis septembre 2023 pour s’assurer que les conditions opérationnelles et de sécurité étaient réunies avant de procéder aux travaux d’installation du système inductif sur l’A10.
Plusieurs étapes se sont ainsi succédé afin de permettre les roulages en conditions réelles de circulation :
- De nombreux tests sur les matériaux utilisables dans le cadre de l’expérimentation ont été menés dans le centre de recherche des métiers de la Route de VINCI Construction, situé à Mérignac. Des essais mécaniques ont ainsi été effectués sur les composants du système inductif et ses interfaces avec les couches de chaussée, afin de préqualifier les matériaux les plus adaptés un déploiement sur l’A10 ;
- Des essais grandeur nature ont ensuite été effectués en site fermé dans le laboratoire LAMES du département Matériaux et Structures (MAST) de l’Université Gustave Eiffel, à Bouguenais, en Loire Atlantique. A l’aide de simulateurs de trafic (manège de fatigue et machine FABAC), capables de reproduire en quelques semaines l’équivalent d’au moins 25 ans de trafic poids lourds, le consortium a été en mesure de confirmer l’absence d’usure prématurée de la chaussée équipée de systèmes inductifs. Une fois les conditions nécessaires réunies, tant en termes mécaniques que de sécurité, les autorisations réglementaires et ministérielles pour le déploiement sur autoroute ont pu être délivrées, et les travaux d’installation sur l’A10 réalisés.
- En parallèle, Carbone 4 a réalisé, à la demande de VINCI Autoroutes, une étude sur les bénéfices environnementaux de la recharge dynamique, sous la forme d’une analyse en cycle de vie des empreintes carbone et matières des véhicules et des infrastructures. Cette étude confirme le fort potentiel des ERS en termes d’économies d’émissions carbone et de besoins en matières premières.
Les véhicules prototypes utilisés dans le cadre des essais peuvent dorénavant circuler sur la section équipée en se fondant dans le flux des usagers quotidiens de cette portion de l’A10.
L’autoroute électrique : une technologie mature pour décarboner le secteur des transports et de la logistique
Le secteur des transports représente à lui seul un tiers des émissions de gaz à effet de serre de la France, et 95 % proviennent des mobilités routières. Près de 9 marchandises sur 10 sont transportées par la route et, selon les projections de l’Etat dans la Stratégie Nationale Bas Carbone, cette part restera majoritaire dans les décennies à venir, même dans l’hypothèse d’une montée en puissance du fret ferroviaire et de l’optimisation des flux logistiques. Il est donc indispensable de décarboner les flux liés aux déplacements des poids lourds, principalement via leur électrification, ce qui représente un défi majeur pour le transport routier longue distance.
Afin d’assurer une autonomie suffisante, des batteries de plusieurs tonnes sont aujourd’hui nécessaires, associées à des points de recharge pouvant aller jusqu’à 1 MW, pour permettre aux chauffeurs routiers d’effectuer leurs recharges durant leurs parcours. Au regard de ces contraintes, les premiers résultats de l’expérimentation menée sur l’A10 montrent que la recharge dynamique par induction constitue une des solutions les plus porteuses pour accélérer la décarbonation du transport routier de marchandises, corroborant l’étude publiée par le ministère des Transports en 2021. Les ERS permettent de réduire considérablement la taille des batteries des poids lourds électriques, limitant ainsi leur coût et la dépendance aux matières premières qui composent celles-ci, tout comme les émissions de CO2 associées à leur fabrication.
Déployé à grande échelle, le système actuellement expérimenté permettrait de réduire significativement les émissions de CO2 du transport routier de marchandises, tant par rapport à l’utilisation du diesel, que des poids lourds embarquant des batteries de grandes capacités et se rechargeant sur des bornes.
Faisant par ailleurs l’objet d’expérimentations et démonstrateurs aux Etats-Unis, en Chine, en Corée du Sud, en Allemagne, en Italie, en Suède, en Norvège, ou encore en Israël, la recharge dynamique par induction est une technologie qui arrive à maturité. Son déploiement sur autoroute, pour la première fois au monde, constitue à cet égard une nouvelle étape essentielle sur la voie de ses développements futurs.
Ce d’autant qu’elle est également particulièrement prometteuse en termes de souveraineté économique et industrielle, offrant un potentiel de réduction de la dépendance européenne aux importations de batteries et de matières premières nécessaires à leur fabrication, ainsi que de création d’emplois et d’activité industrielle en Europe, où les composants des systèmes ERS peuvent être fabriqués.
*LAMES (Laboratoire Auscultation, Modélisation, Expérimentation des infrastructures de transport), basé à Nantes ;LEOST (Laboratoire Electronique Ondes et Signaux pour les Transports), basé à Lille ; IMSE – Instrumentation, Modélisation, Simulation et Expérimentation, basé à Marne-La-Vallée.
