Les défis de l'exploitation de camions à hydrogène dans des conditions de froid extrême

L'un des camions Nikola FCEV utilisés par l'AMTA lors de ses essais par temps froid. (Photo : Alberta Motor Transport Association)

En plus de s'occuper de l'éducation, de la formation et de la défense des droits des conducteurs, l'Alberta Motor Transport Association (AMTA) du Canada dispose d'un service de recherche et d'innovation. Lors d'un récent webinaire de Mission Hydrogen, l'AMTA a présenté ses recherches sur la viabilité de l'hydrogène dans les camions de classe 8 — véhicules à double carburant hydrogène-diesel et véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène — dans les conditions de froid extrême de la province. L'AMTA a mené des essais auprès de plus de 20 transporteurs utilisant des camions à double carburant Hydra Energy, des véhicules à pile à combustible Hyzon et des véhicules à pile à combustible Nikola.

Jamie King, qui travaille en recherche et développement au sein du groupe Industrie et développement de l'AMTA et est l'expert de l'organisation en matière de camions à hydrogène, a abordé les questions liées au ravitaillement et à l'exploitation des véhicules. Power Progress a récemment présenté les enseignements de l'AMTA sur le ravitaillement en hydrogène par grand froid. Concernant l'exploitation des camions FCEV, M. King a identifié quatre axes prioritaires.

Avant le voyage

La résolution des défis liés à l'utilisation d'un véhicule à pile à combustible par temps très froid commence dès que le conducteur atteint le véhicule, a déclaré King.

« En général, un chauffeur inspecte le camion avant de le démarrer, puis effectue les inspections avant le départ une fois le véhicule démarré et en phase de préchauffage », a-t-elle expliqué. « Les camions à hydrogène mettent beaucoup plus de temps à chauffer par temps froid : de 20 minutes à une demi-heure par temps particulièrement froid. »

Cela suppose que le camion démarre, a déclaré King. Elle a ajouté qu'une température de -20 °C (-4 °F) est le seuil à partir duquel les camions à hydrogène ont tendance à tomber en panne ou à sous-performer.

« Nous avons constaté qu'en dessous de -20°C (-4°F) et de -25°C (-13°F) — nous pouvons parfois atteindre cela — il est peu probable que les camions s'approchent même du démarrage », a-t-elle déclaré.

Cela ne veut pas dire que l’AMTA n’a pas pris de mesures pour atténuer ce problème.

« Certains de nos camions sont équipés de chauffages d'essieu électrique à brancher », explique King. « Certains nécessitent également un chargeur d'entretien lorsque le camion est à l'arrêt pendant les mois les plus froids. Cela lui permet de s'autoréguler, comme le camion Nikola, par exemple. Il se réveille une fois par heure pour vérifier la température et le fonctionnement du camion et s'assurer que tout est à un niveau acceptable. Sinon, il essaie de chauffer ou de refroidir jusqu'à atteindre cette valeur acceptable. »

King a déclaré que ces stratégies d'atténuation obligent l'opérateur à consacrer plus de temps à ses activités préalables au voyage, « ce qui peut avoir un impact non seulement sur ses horaires, mais aussi sur les itinéraires qu'il emprunte et sur les charges qu'il transporte ».

Un risque de glissade

L'AMTA est préoccupée par la sécurité des conducteurs, et les recherches de l'organisation ont révélé un problème de sécurité lié à l'utilisation des véhicules à pile à combustible (FCEV) en hiver. King a expliqué que ce problème est lié à l'emplacement des ventilations du camion, généralement situé sous le véhicule.

« En été, nous n'avons pas constaté de problème », a-t-elle déclaré. « En hiver, en revanche, si un camion reste au ralenti pendant une longue période, l'eau s'accumule sous le côté conducteur, là où le camion évacue l'air. Si le camion est ensuite arrêté et que personne ne revient avant le lendemain matin, il se forme souvent une plaque de verglas que le troisième conducteur devra surveiller pour pouvoir entrer dans le camion. »

King a ajouté que, comme de nombreux constructeurs de véhicules à pile à combustible (FCEV) fabriquent leurs camions dans des climats plus chauds, cela n'a pas été une considération prioritaire.

« Nous avons conseillé à nos transporteurs participant à nos essais hivernaux d'ajouter cette mise en garde à leur liste de contrôle avant le voyage », a-t-elle déclaré.

Planification de l'itinéraire

Une fois l'inspection avant le voyage terminée et le camion démarré et réchauffé, King a déclaré qu'il existe d'autres facteurs que l'opérateur doit prendre en compte pour un voyage réussi.

« Nos camions travaillent plus dur dans des conditions extrêmes pour réguler et maintenir un niveau de référence afin de fonctionner efficacement », a-t-elle déclaré. « Cela signifie que l'hydrogène peut être consommé à un rythme près de 1,2 fois plus rapide que sur un trajet similaire avec des charges similaires en été. »

Alors que les opérateurs qui parcourent le même itinéraire chaque jour avec des charges similaires peuvent penser qu'ils savent quand ils doivent faire le plein, opérer pendant les mois d'hiver glacials signifie s'habituer à une toute nouvelle cadence de ravitaillement.

« Le carburant étant difficile à trouver, nos chauffeurs planifient soigneusement et méthodiquement leurs itinéraires afin de prévoir suffisamment de temps et de distance pour atteindre la station-service la plus proche », a expliqué King. « Lorsque la consommation d'hydrogène est plus élevée que d'habitude, ils doivent prévoir certaines marges de manœuvre pour pouvoir effectuer les trajets prévus et ne pas se retrouver en panne. »

Rester bloqué dans un véhicule à hydrogène est un peu plus grave qu’avec un camion diesel traditionnel.

« Nous ne pouvons pas simplement installer un ravitailleur mobile au bord de la route pour fournir de l'hydrogène au camion », a déclaré King. « Ce n'est pas comme tomber en panne d'essence avec sa voiture, où il suffit d'appeler une association pour qu'elle vous apporte de l'essence. Il est essentiel que les conducteurs planifient leurs itinéraires afin d'avoir suffisamment d'hydrogène pour terminer le trajet et de tenir compte de la distance jusqu'à la station-service la plus proche. »

freinage régénératif

Sur les routes glacées de l’Alberta en hiver, le freinage régénératif des camions à pile à combustible à hydrogène de classe 8 représente un défi particulier pour les opérateurs.

« Comme ce fonctionnement est très différent d'un simple freinage classique, les conducteurs doivent être très attentifs aux conditions de la route », a expliqué King. « Il n'est pas possible de freiner à fond. »

Elle a expliqué que les conducteurs doivent s'adapter à la sensation du camion pour utiliser correctement le freinage régénératif. Ce défi est aggravé par les transmissions automatiques utilisées dans de nombreux camions électriques à pile à combustible.

« De nombreux conducteurs nous ont fait part de leurs commentaires et se sont plaints du fait qu'ils ne pouvaient pas vraiment ressentir et conduire le camion comme ils le feraient avec une transmission standard », a déclaré King.

Conduire en descente sur des routes verglacées est un défi particulier. King a décrit cela comme « une situation où une transmission à tendance standard leur permettrait de manipuler le camion favorablement pour qu'il réagisse à la route. Ils n'y parviennent pas avec le freinage régénératif. »

King a déclaré qu'avec de la pratique, les conducteurs peuvent se sentir plus à l'aise avec ce système et comprendre quel niveau de freinage régénératif ils doivent utiliser.

Bien que l'hydrogène présente certains défis dans des conditions de froid glacial, King a déclaré que les recherches menées par l'AMTA sont précieuses pour les équipementiers.

« C'est à cela que servent les essais », a-t-elle déclaré. « Nous essayons d'identifier les problèmes, de déterminer les seuils et de les améliorer. Ainsi, en transmettant ces précieuses informations à des entreprises comme Nikola, elles peuvent travailler à l'amélioration de ces détails. Et obtenir des tests en conditions réelles : c'est tout simplement imbattable. Il n'y a pas d'autre moyen d'obtenir ces informations. »

Les défis du ravitaillement des camions à hydrogène dans des conditions de froid extrême L'Alberta Motor Transport Association du Canada a fait état de recherches qu'elle a menées sur le ravitaillement des camions à double carburant hydrogène-diesel et des véhicules à pile à combustible (FCEV) dans des conditions de froid extrême.