Entretien : Le nouveau moyeu de roue « économe en carburant » réduit la résistance au roulement

Moyeu de roue à faible consommation de carburant développé par Fersa (Photo : Fersa)

Les moteurs de camions ont connu des améliorations spectaculaires au cours des deux dernières décennies, grâce à de nouvelles technologies favorisant une meilleure consommation de carburant et une réduction des émissions de CO2 et de NOx. Cependant, si la technologie des moteurs a progressé, d'autres éléments des groupes motopropulseurs poids lourds n'ont pas bénéficié de la même évolution.

Il s’agit d’une opportunité manquée ; même si les gains d’efficacité globaux sont généralement plus faibles, la prise en compte des performances améliorées d’un composant donné sur une grande flotte de véhicules peut entraîner des réductions significatives de la consommation de carburant et des émissions.

Fersa possède plus de 50 ans d'expérience dans la conception et la fabrication de solutions complètes de roulements pour véhicules. En mars dernier, l'entreprise espagnole a dévoilé un nouveau moyeu spécialement conçu pour les camions de poids moyen et lourd.

Avant son dévoilement, le nouveau moyeu de roue Fuel Efficient (FE) a subi plus d'un million de kilomètres de tests intensifs. Les données recueillies durant cette période indiquent que ce nouveau composant peut générer une réduction de la consommation de carburant de 3 %, voire plus.

Dans un communiqué publié lors du lancement, Rafael Paniagua, PDG de Fersa, a déclaré : « Le secteur des transports subit une pression énorme pour réduire ses coûts et ses émissions. Notre technologie Fuel Efficient révolutionne le secteur, offrant des économies de carburant avérées, une réduction des émissions de CO₂ et une réduction des frottements de la transmission pouvant atteindre 50 %. »

Pour en savoir plus sur le nouveau moyeu de roue à faible consommation de carburant, Power Progress International s'est entretenu avec David Gimeno, responsable du développement commercial de l'unité Smart Mobility chez Fersa, qui a commencé par donner plus de détails sur le processus de développement.

Il y a environ deux ans, nous avons constaté une évolution des tendances du marché : les constructeurs demandaient des produits plus performants. Nous avions livré des produits dont la durée de vie était passée d'un million à deux millions de kilomètres, mais l'accent était désormais mis sur les économies de carburant. Nous avons donc pris cette unité, dont la durée de vie était de deux millions de kilomètres, et nous nous sommes demandés : "Comment pouvons-nous optimiser sa conception et la rendre plus performante ?""

« À partir de là, nous avons commencé à étudier le moyeu de roue et les améliorations que nous pouvions apporter, en tant que fabricant de roulements. C'est cette étude qui a finalement abouti au moyeu économe en carburant. »

L'importance de la microgéométrie

Lors de la refonte du moyeu de roue, Gimeno a expliqué que certains éléments étaient entièrement nouveaux, tandis que d'autres ont été conservés. Bénéficiant de l'expertise de Fersa, le nouveau moyeu utilise des roulements fabriqués à l'aide d'un équipement de microgéométrie « entièrement nouveau » pour réduire les frottements et la traînée.

L'un des camions utilisés pour tester le hub Fuel Efficient (Photo : Fersa)

La microgéométrie est la texture de surface à échelle fine qui affecte le contact, le frottement et les performances fonctionnelles, ce qui se traduit par une zone de contact optimisée lors de l'assemblage des roulements à rouleaux. Gimeno a expliqué que l'obtention du niveau de microgéométrie requis nécessitait de nouvelles machines, et que le contrôle qualité devait également être renforcé pour soutenir le nouveau procédé.

L'acier utilisé pour produire les roulements à rouleaux coniques a également été amélioré pour offrir un niveau de microgéométrie plus élevé, tandis que l'unité de roulement étanche dispose également d'un lubrifiant amélioré.

« Chaque composant utilisé pour produire l'unité scellée est neuf ; il remplace les composants existants », explique Gimeno. « De plus, nous avons fait construire une toute nouvelle installation pour tester les composants et valider notre technologie. »

Production de composants

Fersa produit de nombreux composants utilisés dans les moyeux à faible consommation de carburant, notamment les bagues de roulement intérieures et extérieures, les rouleaux et les cages. Gimeno a expliqué que l'entreprise est responsable de la livraison de l'ensemble du roulement. Les éléments fournis par les fournisseurs comprennent les pièces moulées et les lubrifiants.

« La façon dont ce hub a évolué par rapport aux versions existantes signifie que nous devons fournir tous les composants associés », a-t-il déclaré.

La graisse utilisée dans le roulement provient également d'un fournisseur de confiance ; le produit est conçu pour durer toute la durée de vie du moyeu. Le procédé d'étanchéité est également nouveau, car il est essentiel qu'il soit suffisamment robuste pour assurer la durée de vie complète du moyeu.

« Pour respecter les tolérances nécessaires, nous avons apporté des améliorations au matériau ainsi qu'à la géométrie du joint. »

Économie et émissions

Les tests des nouveaux moyeux à faible consommation de carburant ont montré une amélioration moyenne de 3 % de la consommation de carburant. Selon Gimeno, ces moyeux ont également permis de réduire les émissions.

Il existe une équation permettant de calculer la réduction des émissions en fonction de la consommation de carburant, c'est-à-dire des grammes de dioxyde de carbone non émis. Cette équation prouve que vous réduisez vos émissions.

Roulement Fersa utilisé dans le nouveau moyeu (Photo : Fersa)

L'utilisation du moyeu ne se limite pas aux modèles diesel ; appliqué à un modèle électrique à batterie, il peut contribuer à augmenter l'autonomie globale. « Si le véhicule est équipé d'un moteur-roue, quelques modifications mineures seraient nécessaires, mais s'il s'agissait d'un système de propulsion électrique transmettant la puissance aux roues de manière traditionnelle, cela fonctionnerait », a déclaré Gimeno.

Cela dépendra en fin de compte du système de transmission – et Fersa n'a pas encore testé l'unité avec un camion électrique à batterie – mais Gimeno estime que le moyeu Fuel Efficient gérerait efficacement les niveaux de couple délivrés par les transmissions à batterie. « Nous avons des produits utilisés dans d'autres applications électrifiées qui fonctionnent bien. »

Les moyeux peuvent être utilisés non seulement sur les tracteurs routiers, mais aussi sur les remorques. Gimeno a raconté comment, lors des essais, l'équipe a utilisé deux camions pratiquement identiques (dont les plaques d'immatriculation différaient d'un chiffre), l'un utilisant des moyeux d'origine et l'autre le nouveau modèle FE.

« Nous avons été très satisfaits des résultats des tests effectués avec les moyeux uniquement sur les tracteurs. Nous avons ensuite testé les nouveaux moyeux sur les remorques et constaté leur impact positif », a-t-il ajouté.

Production manufacturière

À l'heure actuelle, Fersa est en phase d'adoption précoce du lancement de ce nouveau hub. Gimeno a déclaré que l'entreprise travaille avec différents clients pour comprendre la demande future et, à partir de là, elle cherchera à mettre en place des installations de production pour soutenir ces volumes.

« Le moyeu de roue économe en carburant est composé de plusieurs composants », a-t-il expliqué. « Nous devons évaluer la demande [avant de déterminer les volumes définitifs], car l'investissement nécessaire à la microgéométrie des roulements des moyeux n'est qu'une application parmi d'autres. »