Norrhydro cherche à réinventer l'hydraulique

Certains seront peut-être surpris d'apprendre que la Finlande, pays peu peuplé qui compte environ 5,6 millions d'habitants et est surtout connu pour ses vastes étendues forestières, est également un leader mondial reconnu dans le domaine des technologies. Elle est largement reconnue pour ses technologies de l'information et de la communication, son développement et ses services logiciels, ses technologies propres et ses solutions durables, ainsi que pour ses autres offres numériques.

Les offres NorrDigi de Norrhydro visent à aider les équipementiers à améliorer la productivité et l'efficacité énergétique de leurs équipements. (Photo : Becky Schultz)

Le pays compte également des entreprises innovantes comme Norrhydro, fournisseur de vérins hydrauliques et de solutions hydrauliques numériques. Basée à Rovaniemi, dans le nord du pays, Norrhydro approvisionne depuis 40 ans le marché des véhicules tout-terrain, notamment dans les secteurs minier et forestier. Ses clients OEM, tels que Sandvik et Ponsse, sont majoritairement scandinaves, mais vendent leurs machines dans le monde entier.

« Nous sommes mondiaux dans le sens où nos produits sont ensuite acheminés par ces équipementiers jusqu'à l'endroit où les machines finissent, et c'est le métier depuis de nombreuses années », a déclaré Carl Mattson, directeur des activités numériques chez Norrhydro.

Bien que l'entreprise soit active dans le domaine des vérins hydrauliques depuis sa fondation en 1985, elle a reconnu que le système hydraulique traditionnel n'est pas très efficace et « doit en quelque sorte se réinventer », a commenté Mattson.

Norrhydro a choisi de participer activement à cette réinvention, en explorant les moyens d'aider les équipementiers à améliorer leur productivité et leur efficacité énergétique. Deux solutions uniques en sont issues : la technologie de vérin multichambre NorrDigi MCC et le système de mouvement linéaire électromécanique NorrDigi EMA.

Énergie optimisée

Le MCC NorrDigi est une solution avancée composée de cylindres multichambres, d'accumulateurs à piston et d'une unité de commande électronique (NorrECU). Les technologies prises en charge incluent un logiciel propriétaire, des capteurs, des microprocesseurs et des distributeurs.

« Dans un cylindre traditionnel, il y a deux chambres, l'une poussant et l'autre tirant. Nous en avons quatre », explique Mattson. « Nous avons donc doublé la surface utilisée, et cette surface est directement liée à la force générée par le flux d'huile. »

Le MCC NorrDigi est composé de cylindres multichambres, d'accumulateurs à piston et d'une unité de commande électronique. (Photo : Becky Schultz)

Selon l'entreprise, ces quatre chambres augmentent le nombre d'étages de travail permettant d'optimiser la génération de force du cylindre. Mattson a comparé cela à la présence de plusieurs vitesses sur un vélo.

« Au lieu d'avoir deux vitesses sur votre vélo, vous en avez 16. Chaque fois que vous souhaitez atteindre une certaine vitesse ou force, vous avez exactement la bonne vitesse… Vous n'utilisez que l'énergie nécessaire à ce mouvement », explique-t-il. « Vous changez de vitesse pour être le plus efficace possible là où vous le souhaitez, ce qui signifie que vous consommez beaucoup moins d'énergie. »

Avec le NorrDigi MCC, au lieu d'engrenages, on utilise 16 étages de travail : quatre chambres avec quatre cycles de poussée/traction par cylindre. Ces multiples états de force minimisent le besoin d'étranglement et produisent des mouvements plus fluides, plus précis et plus efficaces.

Pour une efficacité encore plus grande, le système stocke l'énergie cinétique dans des accumulateurs à piston haute pression, l'énergie stockée étant utilisée uniquement lorsque cela est nécessaire, par exemple pour des augmentations à court terme lors de levages de charges lourdes.

Le résultat cumulé, affirme Norrhydro, peut aller jusqu'à 70 % de récupération d'énergie, jusqu'à 80 % de réduction de la consommation d'énergie et jusqu'à 50 % d'économies de carburant, selon l'exploitation et les conditions de travail.

« Il s'agit d'avoir la bonne force à chaque fois, ainsi qu'un stockage d'énergie régénérée pour vous aider lorsque vous avez besoin de cette puissance de pointe », a déclaré Mattson.

Étude de cas OEM

Le MCC NorrDigi a déjà trouvé sa place dans les équipements de levage spécialisés. Par exemple, en octobre 2024, Norrhydro a annoncé un accord pluriannuel avec le fournisseur américain de solutions de mouvement et de contrôle Aberdeen Dynamics pour intégrer cette technologie aux applications de levage de tubes de plateformes pétrolières terrestres sur le marché américain du pétrole et du gaz.

Les quatre chambres du NorrDigi MCC augmentent le nombre d'étages de travail permettant une génération optimisée de la force du vérin. (Photo : Becky Schultz)

Norrhydro collabore également avec Volvo Construction Equipment depuis fin 2015 pour le développement du NorrDigi MCC, et plus récemment sur un projet de remplacement du système hydraulique conventionnel d'une pelle Volvo EC300E. Le système hydraulique conventionnel a été supprimé et remplacé par la solution NorrDigi MCC.

Le contrôle des principales fonctions de la machine est assuré par le logiciel système. « Pour que cela fonctionne au niveau que nous affirmons ici, Norrhydro doit en prendre le contrôle total », a souligné Mattson. « Tout ce qui se passe dans la machine, quels que soient les mouvements, est contrôlé par [le système]. Ainsi, ce n'est pas seulement un vérin et un matériel spécifiques, c'est un logiciel qui distribue la puissance aux différentes fonctions qui est au cœur de notre système MCC. »

« Comme nous maîtrisons parfaitement les fonctions hydrauliques, nous devons en quelque sorte repenser la machine », a-t-il poursuivi. « De nombreux éléments doivent être mis en place, c'est donc un projet que nous réalisons. Nous ne vendons rien de prêt à l'emploi. »

Plus de 2 000 heures de tests ont été menées sur la pelle Volvo de 30 tonnes (EC300E), qui a montré une amélioration d'environ 50 % du rendement énergétique par rapport à une machine conventionnelle de même taille, et une réduction potentielle des émissions de 300 à 350 tonnes de CO2 sur le cycle de vie de la machine.

« Nous en sommes au stade où nous avons les bases de la version de production. Tout est en place », a déclaré Mattson. « Il faut maintenant que le contrôle soit tel que l'opérateur puisse dire : "Oui, c'est vraiment bien en termes de puissance et de maniabilité. J'aime ça." C'est ce que Volvo veut entendre. Une fois ce stade atteint, nous sommes prêts. »

Option entièrement électrique

L'autre solution de Norrhydro, le NorrDigi EMA, est conçue pour remplacer les systèmes hydrauliques traditionnels et permettre l'électrification complète des machines mobiles et des applications industrielles. Il s'agit de solutions électromécaniques intégrant des vérins électriques et un logiciel de contrôle avancé développé par Norrhydro, associés à des moteurs, des capteurs, des onduleurs et des unités de contrôle de fournisseurs mondiaux reconnus.

L'actionnement linéaire du vérin est assuré par un moteur électrique et une vis à billes. « C'est une solution totalement sans huile », explique Mattson. « Elle est déconnectée de tout élément lié à une conduite d'huile hydraulique. »

Le NorrDigi EMA est conçu pour remplacer les systèmes hydrauliques traditionnels des machines mobiles et industrielles. (Photo : Becky Schultz)

Le contrôle intelligent des mouvements basé sur des paramètres individuels est réalisé grâce au logiciel de contrôle propriétaire de l'entreprise.

Le NorrDigi EMA s'adresse à une clientèle de niche. « Nous sommes déterminés à développer des applications destinées à des environnements difficiles. Dans ce cas précis, nous ciblons le marché haut de gamme, comme les environnements marins et offshore, par exemple », a déclaré Mattson.

De telles applications ont tendance à impliquer des volumes plus faibles pour lesquels les entreprises ont toujours besoin d'un support technique, mais peuvent trouver que travailler avec des fournisseurs plus importants est prohibitif.

« C'est un marché plus restreint, basé sur des projets, et nous en sommes satisfaits », a déclaré Mattson. « Pour nous, ce marché est suffisamment important. »

Les gains pour ces clients peuvent être considérables. « Dans certains cas, l'efficacité énergétique d'un moteur électrique est de 80 à 90 %, contre 30 % pour un moteur à combustion », affirme Mattson. « Avec une machine entièrement électrique, on pourrait probablement doubler l'autonomie sur une seule charge, simplement en utilisant un système hydraulique plus performant. »

« Ce que nous voulons vraiment, c'est que l'électrification soit possible et rentable », a-t-il poursuivi. « Le véritable tournant pour les EMA se produira lorsque les économies d'échelle se concrétiseront, comme nous l'avons constaté pour les véhicules électriques.

Bien que Mattson ait reconnu que réinventer l’hydraulique n’est pas la solution complète, « c’est une partie importante de la transformation et nous sommes très heureux d’y participer ».