L'évolution des transmissions hors route

Jeroen Decleer, vice-président principal des systèmes de conduite et de mouvement hors route chez Dana Inc., a déclaré que le marché hors route a beaucoup changé et qu'il y a eu une forte tendance à passer aux véhicules électriques.

Jeroen Decleer, vice-président principal des systèmes de transmission et de mouvement hors route, Dana

Ce n'est pas vraiment une surprise, et c'est une tendance que tous les équipementiers et fabricants de composants du secteur hors route connaissent. Il est important de noter, cependant, l'impact de ce changement de situation sur les fabricants de composants de transmission traditionnels, comme Dana, qui sont devenus des fournisseurs de systèmes complets pour l'ensemble du groupe motopropulseur, y compris les composants qui alimentent et font fonctionner les machines.

Decleer a confirmé que la tendance à l'électrification est certes une priorité pour son entreprise, mais pas la seule. « Nous avons toujours privilégié nos produits de transmission traditionnels, et ils restent un élément essentiel de notre stratégie, sachant que de nombreux véhicules continueront d'utiliser des sources d'énergie conventionnelles pendant un certain temps », a-t-il déclaré.

Ajouts au portefeuille

Interrogé sur l'évolution des perspectives des fabricants de composants et sur la manière dont l'entreprise s'est adaptée pour devenir un fournisseur de groupes motopropulseurs complets, Decleer a déclaré que Dana s'efforçait d'intégrer davantage d'éléments à son portefeuille de produits afin de réussir sur certains marchés cibles. Cet objectif a également été atteint grâce à des acquisitions telles que TM4, spécialiste canadien de la transmission électrique ; Nordresa, spécialiste de l'intégration et de l'ingénierie d'application ; et SME Group, fabricant de moteurs et d'onduleurs à réluctance synchrone.

L'entreprise a ajouté de nouveaux produits et compétences, notamment des moteurs électriques, des onduleurs, des logiciels de contrôle, des systèmes de gestion de batterie (en collaboration avec des fournisseurs de batteries) et des technologies thermiques. Ces technologies proviennent du groupe Power Technology de Dana, qui propose des plaques de refroidissement de batterie et des plaques bipolaires pour électrolyseurs utilisés dans les piles à combustible des véhicules utilitaires, dans le cadre d'un accord avec Robert Bosch GmbH.

Mais il ne s'agit pas seulement de produits. Decleer a d'ailleurs expliqué comment la division Systèmes de transmission et de mouvement hors route peut s'appuyer sur les années de compétences et d'expertise de la division Véhicules utilitaires de l'entreprise, qui évolue sur un marché où l'électrification et les autres motorisations alternatives sont très avancées en termes de développement et d'adoption effective.

La transmission électrifiée de Dana pour engins de chantier compacts a remporté le prix Diesel Progress Summit 2023 de la nouvelle technologie énergétique de l'année. (Photo : Dana)

Les nouvelles tendances ne concernent pas uniquement les systèmes d'entraînement des machines. « Il ne faut pas oublier que tout engin tout-terrain comporte une partie travail, généralement équipée d'un ou plusieurs outils », a déclaré Decleer. « Il est donc essentiel de gérer le flux d'énergie à travers la transmission de la machine afin d'optimiser la puissance des outils. Dans ce contexte, le savoir-faire applicatif est essentiel pour concevoir un système qui dépasse le cadre de la transmission. »

Se concentrer sur l'application

Selon Decleer, Dana se développe également en termes d'applications, proposant des solutions spécifiques pour offrir le groupe motopropulseur le plus adapté à chaque segment. Certaines de ces applications sont déjà incontournables pour Dana, qui fournit depuis de nombreuses années des équipements destinés, par exemple, aux secteurs de l'agriculture, de l'exploitation minière, de la manutention et de la construction, tels que les mini-pelles et les chargeuses compactes sur pneus.

Dana se concentre également sur les équipements pour gazon – un marché qu’elle avait quitté il y a quelques années – et sur les machines de manutention légères du type de celles que l’on voit dans la logistique, comme les chariots élévateurs, les AGV, etc.

« Les équipements miniers constituent un marché particulièrement intéressant pour l'électrification », a déclaré Decleer. « L'utilisation de machines électriques dans l'exploitation minière souterraine offre un potentiel considérable de réduction des coûts d'exploitation globaux. Selon plusieurs sources, la ventilation représente en moyenne 40 à 50 % des coûts d'exploitation d'une mine souterraine. Se débarrasser des équipements diesel permettrait évidemment d'économiser une partie de ces coûts importants. »

Les machines électriques utilisées dans les mines souterraines offrent un potentiel considérable pour réduire les coûts d'exploitation globaux. (Photo : Dana)

Decleer a souligné que dans les applications minières, l'électrification est une proposition intéressante pour les véhicules d'une puissance maximale de 735 kW. « Nous étudions également différentes architectures de véhicules et leur fonctionnement en conditions réelles, passant d'une transmission centrale classique avec transmission et essieux à l'adoption de grands moyeux de roue entraînés par des moteurs électriques. Dans ces cas, la stratégie de contrôle devient un élément clé, gérant non seulement les opérations de conduite et de travail, mais aussi la sécurité fonctionnelle », a-t-il expliqué.

Solutions de transmission durables

Un produit qui englobe le passage à l'électrification est la transmission électrique Spicer eSP502 de Dana pour les véhicules de taille moyenne, fournissant jusqu'à environ 240 kW de puissance continue pour des équipements tels que les chargeuses sur pneus, les tracteurs terminaux, les machines de manutention, les équipements forestiers et les véhicules miniers souterrains.

« Le développement de cette transmission a utilisé une approche modulaire afin qu'elle puisse être utilisée pour différentes applications, y compris des segments de niche et même des véhicules commerciaux », a déclaré Decleer.

« Il s'agit d'une transmission Powershift à deux vitesses avec deux moteurs électriques haute tension Dana TM4 et deux onduleurs ainsi qu'un logiciel de contrôle de nouvelle génération, tous développés en interne. »

En variant la taille des moteurs électriques, la transmission peut répondre aux exigences de cycle de service de différentes machines. Elle est également disponible en version monomoteur.

Du côté plus conventionnel, Dana propose la transmission Spicer HVT, une transmission à répartition de puissance qui constitue une solution de transition vers une approche plus durable. « Pour les clients et les applications qui ne sont pas encore entièrement électriques, la transmission HVT est utilisée avec un groupe motopropulseur à moteur à combustion interne conventionnel, mais avec une consommation de carburant bien inférieure, car le moteur fonctionne à un régime réduit et optimisé par rapport à une transmission Powershift », précise Decleer.

La Spicer eSP502 est une transmission Powershift à deux vitesses équipée de deux moteurs électriques haute tension Dana TM4 et de deux onduleurs. (Photo : Dana)

Dans le cadre de son retour sur le marché des équipements pour gazon, Dana a présenté une solution pour tondeuses électriques à rayon de braquage zéro à Agritechnica 2023. Le système est doté d'entraînements Spicer Torque-Hub compacts et de moteurs électriques Dana TM4, offrant un couple élevé sans émissions d'échappement et un bruit et des vibrations réduits tout en garantissant des temps de travail prolongés et une maintenance réduite.

La solution s'appuie sur la compétence de l'entreprise en matière de moteurs à aimants permanents et à induction Dana TM4, d'électronique de puissance, de gestion thermique, d'enroulement de bobine, de topologie de rotor extérieur et d'algorithmes de contrôle de moteur et d'onduleur.

En guise de solution de transition, Dana propose une nouvelle transmission électromécanique à variation continue (EMIVT), un système de transmission multimode qui comprend une transmission à répartition de puissance produite en interne avec des moteurs haute tension intégrés, une lubrification et un actionnement intelligents, un moteur basse tension et un onduleur pour alimenter la pompe, ainsi qu'un contrôleur de transmission avec un logiciel propriétaire.

Lauréate d'un prix PACE 2024 décerné par Automotive News, cette transmission se distingue nettement des transmissions traditionnelles en permettant aux utilisateurs de passer automatiquement des modes moteur seul, hybride et batterie seule. Initialement utilisée pour les véhicules utilitaires, tels que les véhicules d'urgence et les camions spécialisés, elle peut être adaptée aux marchés des véhicules tout-terrain et des véhicules légers.

Collaboration client

Un autre aspect qui a changé ces dernières années est la collaboration avec les clients, qui est aujourd’hui plus intense.

« La collaboration avec les clients, et même avec les fournisseurs, est plus étroite que jamais », a déclaré Decleer. « La réussite des projets d'électrification des machines repose en grande partie sur l'intégration des systèmes. Cela signifie que la collaboration commence dès les études, la conception et la mise en service, mais s'étend tout au long du cycle de vie du véhicule, incluant le support technique, les diagnostics et la formation du personnel du client qui doit utiliser un système électrique en toute sécurité, notamment pour les applications haute tension. »

Ensuite, il y a l'aspect développement durable au sein même des entreprises. « Nous constatons des demandes du marché pour respecter des objectifs de développement durable. Par exemple, certaines entreprises, comme Volvo et Sandvik, ont déjà rendu publique l'obligation d'utiliser de l'acier vert », a souligné M. Decleer.

Dana elle-même a pris des engagements climatiques avec pour objectif d'atteindre le zéro net d'ici 2040. Une partie de cet engagement consiste à réduire les émissions de gaz à effet de serre de portée 1 et 2 de 75 % d'ici 2030, contre son objectif précédemment annoncé de 50 % d'ici 2030.

Des projets sont déjà en cours, par exemple un accord d'achat d'électricité renouvelable pour un projet solaire en Espagne, qui débutera en janvier 2025 et compensera à terme 100 % des émissions de Dana provenant de l'électricité achetée en Europe. L'entreprise a également inauguré un parc éolien au Texas en 2022, qui produit environ 325 000 MWh d'électricité renouvelable par an, compensant ainsi 99,8 % des émissions de l'entreprise provenant de l'électricité achetée aux États-Unis et au Canada.

Dana compte également quelques projets d'énergie renouvelable sur site, notamment un parc solaire sur le campus de son siège mondial et de son centre technologique à Maumee, dans l'Ohio. Ce projet devrait fournir environ 30 % des besoins en électricité de l'usine.