Jeff Eisenberg sur le défi de location de groupes électrogènes Stage V

Les générateurs diesel sont présents sur les chantiers de construction et autres sites depuis des décennies, et cette situation va probablement perdurer. Parmi les applications, on trouve la recharge d'équipements électriques là où le réseau électrique ne peut pas encore assurer la charge. Les exigences européennes Stage V en matière d'émissions diesel posent des défis particuliers pour les générateurs diesel. Pourquoi en est-il ainsi et que faut-il faire pour améliorer la situation ?

Depuis janvier 2020, les moteurs diesel Stage V sont obligatoires sur tous les nouveaux équipements non routiers dans l'Union européenne. Ces moteurs sont bien plus propres que la première norme d'émissions Stage I, introduite en 1997, et 97 % plus propres en termes d'émissions de particules. Les moteurs diesel de 37 à 560 kW affichent les limites d'émissions les plus strictes, et cette gamme couvre de nombreuses tailles de générateurs courantes dans le secteur de la location.

Jeff Eisenberg

Les normes américaines Tier 4 étaient initialement prévues pour être en harmonie avec la Stage V, mais elles sont désormais différentes car les normes européennes plus strictes exigent un DPF (filtre à particules diesel) alors que Tier 4 ne le fait pas.

Les équipements électriques sur chantier, toutes catégories confondues, sont de plus en plus disponibles, mais l'infrastructure de recharge représente un défi, notamment sur un chantier où le réseau électrique n'est pas encore installé ou manque de capacité. Une pelle électrique de 20 tonnes est écologique et très silencieuse, mais possède l'équivalent de 10 Tesla de batteries.

Il est clair que pendant de nombreuses années, les solutions de recharge sur site seront le réseau électrique, l’hybride, le solaire, le stockage sur batterie, éventuellement l’hydrogène, mais avec une composante diesel dans le cadre de la solution hybride.

Les générateurs équipés de moteurs Stage V coûtent environ 40 % de plus que leurs prédécesseurs Stage IIIa. Le moteur et son système de commande sont plus complexes et le FAP (éventuellement en fonction de la cylindrée) est chaud et encombrant, ce qui implique un capot plus grand et des systèmes de circulation d'air complexes.

De nombreuses villes européennes ont mis en place des zones à faibles émissions, qui limitent ou taxent l'entrée des véhicules anciens et plus polluants. Londres, Paris, Amsterdam, Oslo, Stockholm et Helsinki ouvrent une longue liste, toujours plus longue. Cependant, la plupart de ces villes n'appliquent pas les exigences Stage V en matière de diesel pour les engins de chantier et passent généralement directement à l'obligation d'équipements électriques. Ce processus est en cours, avec un mélange d'initiatives volontaires et officielles, comme le rapporte le magazine Construction Europe de KHL de février 2022 .

Londres est la ville qui a le plus mis l'accent sur les moteurs diesel Stage V pour les chantiers de construction. Les règles du maire de Londres, appliquées par les autorités locales, sont très claires et détaillées concernant les engins mobiles non routiers (ENGR) diesel. Tout équipement diesel de 37 à 560 kW utilisé dans une zone définie doit être enregistré sur le site web de l'Assemblée de Londres (gouvernement). Si un équipement Stage V est disponible, il doit être utilisé ; aucune exemption de coût n'est accordée.

Eisenberg affirme que les fabricants de moteurs diesel Stage V et les installateurs OEM travaillent dur sur les problèmes de fiabilité.

En dehors de Londres, certains sites d'infrastructures, comme les centrales électriques et le projet de ligne à grande vitesse HS2, n'autoriseront que les équipements Stage V, privilégiant fortement les solutions électriques et hybrides lorsqu'elles seront disponibles. Il s'agit d'une exigence client plutôt que d'une réglementation. L'accent est de plus en plus mis sur les solutions électriques et hybrides plutôt que spécifiquement sur Stage V.

Les sociétés de location britanniques qui ont interrogé l'auteur à titre officieux estiment que 1 % des demandes de groupes électrogènes diesel britanniques spécifient des équipements Stage V, et qu'environ 1 % des parcs de location britanniques sont Stage V (de 37 à 560 kW). Les estimations des grandes sociétés de location européennes sont similaires : très peu d'entre elles souhaitent s'exprimer officiellement et admettre potentiellement conserver leurs groupes électrogènes Stage IIIa de plus en plus longtemps.

Qu'est-ce qui explique le faible taux d'adoption de la Phase V jusqu'à présent ? Trois raisons principales. Premièrement, la plupart des loueurs ont fait le plein de leurs derniers générateurs équipés de la Phase IIIa avant fin 2020, principalement motivés par des coûts plus bas. Deuxièmement, des problèmes de fiabilité se posent en cas de faible charge (nous y reviendrons plus tard), et troisièmement, l'incertitude quant à la valeur des équipements d'occasion.

La zone grise des « machines stationnaires »

En lisant les 78 pages (dans chaque langue) du règlement (UE) 2016/1628 du Parlement européen et du Conseil, on constate plusieurs exemptions pour les équipements qui ne nécessitent pas de moteur diesel de phase V. Il s'agit notamment des pompes anti-incendie, des véhicules de loisirs et de course, des navires de mer et bien d'autres, notamment l'article 2, section 2, d, qui mentionne les « machines fixes », sans plus de définition.

L'énergie du réseau, l'hybride, l'énergie solaire, le stockage sur batterie et, à terme, l'hydrogène seront l'avenir des solutions de recharge, mais avec un composant diesel dans le cadre de la solution hybride, explique Eisenberg.

La tentation est grande de prendre des générateurs équipés de moteurs diesel IIIa, conçus pour des applications de secours – destinés à assurer l'alimentation de secours en cas de panne du réseau – et de les intégrer au parc de location. Le règlement étant peu détaillé, son application est, au mieux, inégale, sauf à Londres où les règles sont très détaillées.

Partout en Europe, certaines sociétés de location, notamment les plus petites, achètent des groupes électrogènes de secours et les installent dans leur parc de location. Cette tendance devrait perdurer jusqu'à ce que la réglementation soit plus précise et appliquée.

Les entreprises de location responsables et dotées d'une bonne gouvernance (généralement les plus grandes) ne seraient probablement pas tentées d'acheter des groupes électrogènes de secours de type « zone grise » pour leurs flottes de location, mais elles sont en concurrence avec les plus petites entreprises qui le font. Cependant, les calculs de « remplacement ou de reconstruction » effectués par les entreprises de location pour les groupes électrogènes antérieurs à 2020 ont considérablement évolué en raison de la hausse du coût (environ 40 %) des équipements Stage V.

Problèmes de chargement léger ou d'empilage humide

Les groupes électrogènes diesel présentent des difficultés particulières lorsqu'ils fonctionnent à des charges inférieures à 30 à 50 % de leur capacité nominale. Le manque de chaleur du moteur entraîne une combustion incomplète du carburant, ce qui est souvent la cause de fumée noire à l'échappement. Les véhicules, les excavatrices et autres moteurs diesel sont moins touchés que les groupes électrogènes, car en utilisation normale, ils fonctionnent à des charges variées et chauffent suffisamment pour que le carburant brûle proprement. L'accélération d'un véhicule, le creusement et le levage d'une excavatrice, ainsi que la conduite ou le levage d'une nacelle automotrice génèrent tous suffisamment de chaleur pour un bon fonctionnement.

Un générateur fonctionne généralement à faible charge constante pendant de longues périodes, voire 24 heures sans interruption. Lorsqu'ils sont utilisés pour alimenter des moteurs électriques, des pompes à eau ou des grues électriques, ils sont souvent spécifiés et dimensionnés en fonction de la charge de pointe, pour le démarrage du moteur électrique. Un générateur de 350 kW peut être nécessaire pour démarrer un moteur électrique de 100 kW, qui fonctionnera alors pendant des jours, voire des semaines, à 100 kW. Imaginez une voiture roulant à 5 km/h dans les embouteillages pendant 24 heures, pendant des mois.

Même les moteurs diesel Stage III étaient confrontés à des charges légères. Un banc de charge (connexion d'une charge artificielle comme un chauffage) était recommandé pour les applications à faible charge pendant au moins deux heures à 75 % de charge toutes les 100 heures. Il faut savoir que cela représente plus d'une fois par semaine pour une utilisation avec un générateur fonctionnant 24 heures sur 24.

Cet intervalle de charge pourrait être allongé pour les moteurs diesel sans filtre à particules DPF, mais les générateurs post-Stage V sont particulièrement sensibles aux faibles charges. Il en résulte des interventions sur site plus fréquentes, et au lieu d'une simple vidange, l'entretien pourrait également inclure quelques heures de charge. Ce coût sera à terme à la charge du client.

Groupes électrogènes Aggreko lors de l'Open de golf de St Andrews, au Royaume-Uni. L'entreprise a investi massivement dans des générateurs conformes aux normes Stage V et Tier 4 Final.

Les clients conservateurs ont tendance à surestimer leurs besoins en matière de générateurs (prenons un 200 kVA au cas où nous aurions besoin de plus de puissance), et souvent, ils ne les mesurent pas avec précision. Les commerciaux de l'entreprise de location souhaitent augmenter leurs revenus et sont donc tentés de louer également un générateur plus puissant. Et si ce dernier consomme plus de carburant, l'entreprise de location pourrait y voir une source de revenus rentable, si elle privilégie le court terme à la durabilité.

S'améliorer

Quelques années après l'introduction de la norme Stage V en 2020, les fabricants de moteurs diesel affinent leurs systèmes de contrôle informatique diesel, avec un meilleur cycle de régénération et une meilleure télémétrie, et les preuves anecdotiques montrent que les problèmes de fiabilité sont moins fréquents.

Les clients et les loueurs s'efforcent de fournir des générateurs de taille adaptée. Certains fabricants envisagent de préinstaller des bancs de charge sur le générateur afin qu'il puisse effectuer cette opération de manière autonome.

Plus important encore, les systèmes hybrides équipés de batteries de grande capacité permettent au moteur diesel de fonctionner à temps partiel, à charge optimale, et constituent un secteur en forte croissance. À environ 1 000 à 1 200 € par kWh, les batteries peuvent coûter beaucoup plus cher qu'un générateur de taille similaire ; toutes les applications ne sont donc pas adaptées. Le coût des batteries devrait diminuer avec le temps.

Stade V et valeurs utilisées

Les équipements d'occasion sur le marché des générateurs suivent un parcours différent de celui de nombreux autres actifs. Les revendeurs d'équipements d'occasion des économies en développement s'adressent directement aux loueurs de générateurs d'occasion, qui s'adressent souvent plus largement aux marchés en développement que, par exemple, les nacelles élévatrices à flèche et à ciseaux.

Les pays en développement privilégient les moteurs diesel robustes et simples, dotés de moins de commandes électroniques. Sur de nombreux marchés en développement, le carburant diesel présente une teneur en soufre supérieure à celle tolérée par un FAP, ce qui signifie que les moteurs Stage V pourraient être évités, à moins que les contrôles d'émissions ne soient supprimés, ce qui, en soi, nuit à la planète. Les données sur la valeur des moteurs diesel Stage V d'occasion, que ce soit aux enchères ou chez les concessionnaires dans les pays en développement, sont rares, en raison de leur jeune âge et de leur adoption relativement lente, ce qui accroît l'incertitude pour les loueurs.

Ainsi, pour le loueur cynique, le générateur Stage V coûte 40 % de plus (à l'achat et à la location), que le client est tenu d'utiliser par la réglementation (pensez au centre de Londres), mais qu'il préfère parfois éviter. De plus, le Stage V peut présenter des problèmes de fiabilité (charge faible) par rapport au Stage IIIa, qui restent une zone grise tentante à l'achat si vous indiquez au fabricant qu'il sera utilisé pour des applications de secours. Enfin, les valeurs d'occasion des groupes Stage V sont incertaines.

Tout indique que les marchés d'équipements les plus soucieux de la durabilité dépassent les exigences de la phase V et visent des équipements entièrement électriques sur site.

Les fabricants de moteurs diesel Stage V et leurs installateurs OEM travaillent d'arrache-pied sur les problèmes de fiabilité (pour la plupart initiaux). La sensibilisation des clients se poursuit, y compris des entrepreneurs et des loueurs eux-mêmes, notamment sur le dimensionnement optimal des générateurs et l'adoption de systèmes hybrides et à batterie. Le réseau électrique mettra du temps à se développer pour répondre aux besoins en électricité ; nous allons donc voir des générateurs diesel sur site pendant de nombreuses années.

L'auteur:
Jeff Eisenberg évolue dans le secteur de la location depuis ses débuts chez Genie dans les années 1990, où il finançait le développement de sociétés de location. Il a conseillé, créé, dirigé, acquis et vendu des sociétés de location sur plusieurs continents. Il est actuellement administrateur non exécutif chez Smart Platform Rental, basé au Royaume-Uni, et conseille des clients du monde entier en fusions-acquisitions et en énergie durable. Tél. : +44 7900 916933, courriel : [email protected]