Les pelles électriques ne sont plus un scénario d’avenir

Les pelles électriques ne sont plus un scénario d’avenir

Des constructeurs tels que Volvo CE, Caterpillar et Liebherr ont développé de plus en plus de modèles de pelles électriques ces dernières années et les ont amenés à maturité sur le marché. Cette évolution est motivée par plusieurs facteurs, notamment des réglementations environnementales plus strictes, la hausse des coûts du carburant et la pression croissante en faveur de la réduction des émissions de CO2. Les pelles électriques offrent des avantages décisifs par rapport à leurs homologues diesel. Ils travaillent presque silencieusement, ce qui constitue un énorme avantage, notamment dans les zones urbaines et sur les chantiers de nuit. Les émissions locales sont nulles, ce qui profite non seulement à l'environnement mais améliore également considérablement les conditions de travail des machinistes. De plus, les moteurs électriques offrent un contrôle plus précis et une meilleure réponse en couple, ce qui se traduit par un fonctionnement plus efficace.

Diversité des technologies

« Pour nous, seuls les entraînements électriques jouent un rôle », souligne Wolfgang Rigo, directeur général de Huppenkothen, lorsqu'on lui demande si les entraînements alternatifs jouent un rôle dans le développement des pelles. "Avec les modèles TB2126E, TB20e et TB260E, nous disposons de trois pelles électriques dans notre gamme, à la fois à la vente et à la location. Elles sont particulièrement utilisées sur les chantiers de construction en centre-ville et pour la démolition (en intérieur)."
Zeppelin s'appuie sur diverses technologies pour rendre les excavatrices plus efficaces. « Nous, Zeppelin et Caterpillar, sommes ouverts à la technologie sur ce sujet car nous partons du principe qu'il n'y aura pas « un » type d'entraînement pour les engins de construction », souligne Dominik Dam, responsable du développement de nouvelles machines et de produits chez Zeppelin Autriche. « Selon nous, différentes formes de propulsion – diesel, diesel-électrique, batterie électrique et hydrogène avec et sans pile à combustible – coexisteront à l’avenir. »
Les facteurs décisifs pour le type d'entraînement choisi sont à la fois l'intensité énergétique de la tâche à réaliser ainsi que la recharge et l'infrastructure sur le chantier. « Les formes de propulsion alternatives telles que la technologie des batteries continueront à se développer et auront un grand potentiel. »
« Les modes de conduite alternatifs, notamment les machines électriques à batterie, sont de plus en plus mis en avant », souligne Jörg Breuer de Volvo CE. «La décision en faveur de ce type d'entraînement est motivée par diverses raisons, telles que l'obligation pour sa propre entreprise d'utiliser des machines respectueuses du climat, des appels d'offres exigeant le recours à des opérations de machines respectueuses du climat ou un calcul coût/bénéfice qui, pris dans son ensemble, peut plaider en faveur des machines à commande électrique.»

Les filtres à particules diesel et les SCR ont surtout augmenté les coûts, tant en termes d'achat que de maintenance.

Wolfgang Rigo,Huppenkothen

"Nous avons constaté une augmentation constante de la demande de nos clients depuis le lancement de notre série "zéro émission". Nous avons constaté que la location de machines et d'équipements de construction zéro émission est un moyen particulièrement efficace de dissiper les inquiétudes concernant les machines fonctionnant sur batterie : en fonctionnement, les machines électriques sont tout aussi puissantes que leurs homologues conventionnelles et la durée de vie de la batterie est conçue pour répondre aux exigences du chantier. N'oubliez pas que nos clients dès qu'ils travaillent avec eux-mêmes", explique Christian Chudoba, directeur général de la société commerciale autrichienne Wacker Neuson.
Cependant, de nombreux défis s’opposent encore à l’introduction généralisée de formes de conduite alternatives. L'autonomie limitée des pelles électriques - actuellement entre quatre et huit heures selon le modèle du fabricant et l'utilisation prévue - les rend peu pratiques pour de nombreux grands chantiers de construction continus, par exemple. De plus, l’infrastructure de recharge nécessite souvent des investissements importants. En outre, les coûts d'acquisition des pelles électriques restent « nettement plus élevés que ceux des modèles diesel comparables », comme le souligne Stefan Kuhn, directeur général de Kuhn Holding. Surtout en période de tension économique, les clients sont plus susceptibles d'opter pour les modèles diesel les moins chers plutôt que pour les modèles plus chers à propulsion électrique, comme le souligne l'expert du secteur.

L'efficacité énergétique et la protection de l'environnement sont des paramètres essentiels de notre travail de développement.

Christian Chudoba, Wacker Neuson

Prédestiné aux zones sensibles

Des formes d'entraînement alternatives s'imposeraient particulièrement rapidement dans certains domaines d'application, explique Hans-Werner Eder, responsable du district DACH chez Develon Europe. "Par exemple, là où des travaux à faible bruit et à faibles émissions sont nécessaires. Cela inclut principalement les zones du centre-ville, les écosystèmes sensibles ainsi que l'aménagement naturel et paysager." Les utilisateurs bénéficieraient de plusieurs avantages dans ces domaines ; les motorisations alternatives permettent également une utilisation dans des zones particulièrement sensibles grâce à leur « zéro émission et leur réduction du bruit ». Il existe également « des avantages compétitifs dans les appels d’offres qui nécessitent des machines respectueuses de l’environnement ». En outre, il existe une viabilité économique à long terme grâce à des coûts d’exploitation et de maintenance réduits et une « image d’entreprise innovante qui repose sur la durabilité et la viabilité future » est en train de se construire. "Devleon n'ignore bien sûr pas cette évolution, bien au contraire : nous utilisons de plus en plus les capacités internes de notre entreprise pour développer davantage de solutions d'entraînement alternatives."
Les disques hybrides représentent une technologie de transition permettant de combiner le meilleur des deux mondes. Ils combinent un moteur diesel plus petit avec des composants électriques, permettant des économies de carburant allant jusqu'à 20 % tout en réduisant la pollution sonore. Les pelles hybrides offrent une alternative intéressante, en particulier pour les opérateurs qui ne sont pas encore prêts à passer complètement à l'électromobilité. L’hydrogène en tant qu’alternative de propulsion en est cependant encore au début de son développement, mais montre déjà des approches prometteuses. Ces derniers mois, divers prototypes de pelles à hydrogène ont été testés par un large éventail de fabricants. La technologie est particulièrement intéressante pour les grosses pelles, car le poids des batteries est un facteur limitant.

La norme européenne comme moteur de l’innovation

L’introduction de la norme européenne sur les émissions « Stage V » a contraint l’industrie des excavations à procéder à des innovations technologiques significatives ces dernières années. Cette norme limite non seulement de manière drastique les émissions d'oxydes d'azote et de particules, mais introduit également pour la première fois des limites concernant le nombre de particules - une première dans le monde des engins de construction. Les fabricants ont réagi en proposant diverses technologies de post-traitement des gaz d’échappement. Les effets de la norme Stage V vont bien au-delà de la simple réduction des émissions. La norme a conduit à une refonte fondamentale de nombreux concepts de moteurs et a stimulé le développement de systèmes de contrôle moteur intelligents. Les pelles modernes disposent désormais de commandes moteur adaptatives qui optimisent les performances en fonction de la situation de travail tout en minimisant la consommation de carburant.
Il est également intéressant de noter que les normes plus strictes ont indirectement favorisé l’électrification. De nombreux constructeurs ont reconnu que le post-traitement complexe et coûteux des gaz d’échappement des moteurs diesel rendait l’électrification plus attrayante sur le plan économique, en particulier pour les petites pelles. « Grâce aux directives, la consommation de carburant a considérablement diminué », explique Dam.
"Il y a eu brièvement des difficultés de réglage avec les moteurs Stage 3 - la consommation de carburant a même augmenté pour atteindre les valeurs d'émissions. Cependant, la technologie des moteurs a maintenant encore progressé et il y a des réductions significatives de la consommation de carburant."
"L'efficacité énergétique et la protection de l'environnement sont des paramètres essentiels de notre travail de développement. Les exigences légales sont devenues extrêmement strictes ces dernières années, notamment dans le domaine de la législation sur les émissions", explique Chudoba. "Les entraînements alternatifs continuent de gagner en importance. Nous sommes ici très bien positionnés avec notre portefeuille zéro émission, car nos clients peuvent déjà exploiter un chantier de construction entier en centre-ville sans aucune émission de gaz d'échappement locale."

En période de tension économique, les coûts plus élevés des pelles électriques sont un facteur décisif qui incite de nombreux clients à préférer les pelles conventionnelles moins chères.

Stefan Kuhn, Kuhn Holding

 

Des technologies plus complexes

« La technologie des moteurs est nettement plus complexe que par le passé », souligne Breuer. « Les exigences strictes en matière de réduction des oxydes d'azote et des particules en particulier impliquent un niveau d'effort relativement élevé dans le post-traitement des gaz d'échappement. Comme cela est déjà connu pour les camions, cela nécessite une réduction catalytique (utilisation de l'Adblue, ndlr) et des filtres à particules.
"Le filtre à particules diesel (à partir de 19 kW, ndlr) et le SCR (à partir de 56 kW, ndlr) ont surtout augmenté les coûts, tant en termes d'achat que de maintenance", précise Rigo. Kuhn voit également ses clients confrontés à une augmentation des coûts due aux normes. Mais tout le monde ne voit pas les coûts augmenter ; Eder, par exemple, estime que les clients de Develon bénéficient de coûts d'exploitation inférieurs et de moins de temps d'arrêt. "La conformité à la norme européenne Stage V stimule l'innovation continue dans la technologie des moteurs chez Develon. Nos machines sont équipées de systèmes modernes de post-traitement des gaz d'échappement (DPF, DOC, SCR) et répondent aux normes environnementales les plus élevées."

La clé de l’électrification

La technologie des batteries est un facteur essentiel de succès pour l’électrification des pelles hydrauliques. Les capacités des batteries des pelles électriques modernes varient considérablement en fonction de la taille de la machine. Les pelles compactes ont généralement une capacité de batterie de 20 à 40 kWh, tandis que les modèles plus grands peuvent atteindre jusqu'à 300 kWh. Ces capacités permettent des durées de fonctionnement de quatre à huit heures, selon l'intensité de l'opération.
Pour le secteur autrichien de la construction, ces évolutions représentent à la fois des défis et des opportunités. Les entreprises qui investissent très tôt dans les nouvelles technologies et forment leurs collaborateurs en conséquence bénéficieront d’avantages concurrentiels. Dans le même temps, les progrès technologiques offrent la possibilité de rester compétitif même dans un pays où les coûts de main-d’œuvre sont élevés comme l’Autriche.