Pourquoi le diesel reste important dans un avenir multi-carburants

Pour les applications exigeantes fonctionnant par roulements de longue durée, la disponibilité de l'énergie et le temps de ravitaillement sont des facteurs essentiels.

Cela paraîtrait judicieux compte tenu de l'imprévisibilité actuelle des prix et de l'approvisionnement en carburant, et le développement s'accélère désormais autour des moteurs capables de fonctionner avec des carburants alternatifs et à plus faible teneur en carbone.

Une part importante des efforts de recherche et développement s'est orientée vers des alternatives comme l'hydrogène, qui peut être produit localement et offre une énergie sans émissions (au point d'utilisation).

Ces moteurs à hydrogène, mis sur le marché avec des délais de production remarquablement courts, présentent toutefois des inconvénients : la production d’hydrogène est limitée, elle est coûteuse et, lorsqu’elle est issue du gaz naturel, elle perd son caractère écologique.

Pour compliquer encore la situation, la pénurie anticipée d'approvisionnement en diesel ne s'est jamais totalement concrétisée, les approvisionnements en carburant raffiné en provenance du Moyen-Orient, d'Inde et de Turquie compensant en grande partie tout déficit.

Respect de la législation

Leen Stolk, responsable de l'ingénierie client pour l'Europe et le Royaume-Uni chez Cummins

Face à la résilience du marché du diesel, les constructeurs de moteurs se retrouvent avec de toutes nouvelles solutions à hydrogène qui, bien qu'impressionnantes sur le plan technique, sont plus coûteuses à l'achat, à l'installation et à l'exploitation que leurs équivalents diesel.

Mais d'autres facteurs entrent en jeu. Face aux niveaux de pollution locaux et aux préoccupations plus générales liées au changement climatique, les autorités régionales et locales ont élaboré des projets de loi imposant le recours à des solutions énergétiques à faibles émissions, voire à émissions nulles, dans divers contextes et applications.

C’est cela, explique Leen Stolk, responsable de l’ingénierie client pour l’Europe et le Royaume-Uni chez Cummins, qui a permis le développement continu de nouvelles solutions capables d’utiliser d’autres carburants alternatifs.

« Nous vivons une époque passionnante », déclare Stolk. « Pendant des décennies, le diesel a été le carburant de prédilection des engins de chantier et des camions routiers. Mais nous sommes entrés dans une période de transition dans de nombreux secteurs, ce qui a favorisé le développement de solutions utilisant des carburants alternatifs. »

« Nous proposons des moteurs à combustion interne (MCI) à hydrogène, mais nos moteurs diesel sont homologués pour une utilisation avec de l'huile végétale hydrotraitée (HVO), ce qui signifie que les clients ont la possibilité d'utiliser une alternative au diesel à faibles émissions. »

Stolk souligne que les travaux visant à améliorer les performances des moteurs diesel se poursuivent à un rythme soutenu, dans le but d'améliorer encore le rendement énergétique et de réduire les émissions des moteurs.

Le développement des moteurs vise à allier fiabilité et performance à une efficacité accrue et à un coût total d'utilisation réduit.

« L’une des principales raisons de la poursuite du développement technologique est la législation, les changements exigés par les gouvernements », dit-il.

« Mais les fabricants de machines modifient également leurs exigences, dans le but d’améliorer le coût total de possession [CTP] du client. »

« Plus le fonctionnement d'une machine est efficace, moins son utilisation coûte cher, ce qui contribue à amortir l'investissement initial réalisé pour l'achat de ce produit. »

idées fausses sur le diesel

En réalité, Stolk pense que le diesel a encore beaucoup à offrir.

« Nous n'avons pas encore atteint le stade final de la technologie de combustion », affirme-t-il. « Il reste encore beaucoup de développement, notamment pour les constructeurs de machines qui recherchent des moteurs à haut rendement plus compacts, sans perte de puissance. Nous obtenons ainsi une densité de puissance plus élevée. »

« Les moteurs à combustion interne pourraient peut-être être progressivement abandonnés en Europe et en Amérique du Nord, mais nous devons tenir compte des pays d’Asie et d’Afrique qui dépendent de l’énergie diesel pour construire leurs infrastructures et leurs économies. »

« Ils n’ont tout simplement pas accès à des carburants alternatifs en quantité suffisante pour permettre une transition. »

Ce n'est pas que ces régions ne passeraient jamais aux carburants alternatifs, explique Stolk, mais avant que cela ne se produise, préparer les moteurs à combustion interne pour l'avenir contribuera à améliorer le coût total de possession et à réduire tout impact environnemental.

« À mon sens, un moteur tourné vers l’avenir est non seulement productif, mais il doit aussi offrir un faible coût total de possession », explique-t-il. « Il doit également allier fiabilité et performances, conformément aux attentes des utilisateurs. »

« Une grande partie de ce résultat est liée au processus d'optimisation que nous mettons en œuvre lorsque nous travaillons avec un constructeur automobile lors de la construction d'une nouvelle machine. »

Les décisions relatives au groupe motopropulseur doivent refléter l'application et le cycle de service de la machine, plutôt que de suivre une approche unique à l'échelle de l'industrie.

Diesel versus HVO

L'électrification progresse indéniablement sur le marché de la construction. Cependant, la plupart des machines utilisant des batteries sont aujourd'hui plus petites et adaptées aux travaux où les besoins en énergie sont limités.

Stolk affirme que le choix de la puissance appropriée est essentiel au succès d'une nouvelle machine – et au succès du client qui utilise cette machine.

« Je pense qu’il s’agit de discuter des avantages de chaque type d’alimentation et de déterminer celui qui convient le mieux à l’application et à son cycle de service. »

« Si le projet est soumis à des contraintes de temps, il ne peut y avoir aucun temps d'arrêt pour recharger les batteries ; le diesel, le HVO ou éventuellement l'hydrogène – s'il y a un système de stockage – sont donc les seules options. »

L'HVO est un substitut direct du gazole, déjà certifié par Cummins pour une utilisation avec les moteurs diesel de la société.

Il présente l'avantage supplémentaire d'être neutre en CO2 à son utilisation, car la biomasse employée pour produire le carburant aura absorbé une quantité équivalente de CO2 de l'atmosphère. Cependant, l'HVO n'élimine pas les émissions des moteurs et Stolk précise que d'autres facteurs sont à prendre en compte.

« Grâce à la certification HVO, les clients peuvent choisir le carburant qu'ils souhaitent utiliser. Cependant, sa densité énergétique étant inférieure à celle du diesel standard, la puissance du moteur est légèrement moindre. »

« Il y a aussi le facteur coût, qui pourrait avoir une incidence sur le coût total de possession. Si le prix du diesel augmente, le HVO pourrait devenir le carburant de prédilection, mais d'ici là, nous prévoyons que le prix dictera le choix. »

L'offre d'HVO sur le marché devrait être suffisante, du moins à court terme, car son prix limite le nombre total d'utilisateurs. Si cette situation venait à changer, Stolk prévoit que la demande pourrait dépasser l'offre.

Le diesel est essentiel pour les projets d'infrastructures exigeants et urgents, où les réseaux de carburants alternatifs et de recharge sont limités. Image : Getty

Choix du pouvoir

Pour les acheteurs de machines, Stolk affirme que le choix de la meilleure solution d'alimentation dépend de l'application. Par exemple, lorsque les machines fonctionnent dans un espace clos – comme la manutention de matériaux dans les ports maritimes – les machines alimentées par batterie et sans émissions constituent un choix judicieux.

Mais dans ce genre de cas, les équipementiers sont souvent sollicités pour fournir une solution complète, comprenant les machines, les bornes de recharge et autres périphériques.

« Avec toutes ces informations incluses dans l’appel d’offres, le constructeur doit passer du rôle de fournisseur de machines à celui de chef de projet », explique Stolk. « Cela se vérifie même lorsque le constructeur nous demande [à Cummins] quel soutien nous pouvons apporter. »

Il souligne que le coût est également un problème, mais que celui-ci peut éventuellement être compensé par des subventions gouvernementales ou autres.

Au-delà de l'emplacement, l'adéquation du choix de la puissance au cycle de service est essentielle à la réussite de la mise en œuvre de la machine – mais des problèmes subsistent.

« Il existe d'énormes différences entre les cycles de service, explique Stolk, et nous pouvons observer ces données via la télématique des machines, mais celle-ci n'est pas toujours disponible. »

« Si nous voulons progresser dans ce domaine, je pense que nous devrons collaborer davantage avec les équipementiers et les clients afin de mieux comprendre le cycle d'utilisation et de leur montrer l'intérêt de partager ces données. »

L'avenir

Un avenir où les moteurs à combustion interne n'émettront ni oxydes d'azote (NOx) ni particules fines (PM) est envisageable. Mais, aussi impressionnant que cela puisse paraître, Stolk affirme que c'est l'application qui déterminera en définitive le choix de cette technologie.

La collaboration entre les fabricants de moteurs, les équipementiers et les utilisateurs finaux peut contribuer à adapter les solutions énergétiques aux besoins opérationnels réels.

« Nous continuerons à fournir aux équipementiers des solutions d'alimentation adaptées aux machines et aux applications clientes envisagées », explique Stolk. « Nous pourrions même arriver à un point où une application dispose déjà d'un groupe motopropulseur privilégié. »

Pour l'instant du moins, explique-t-il, la situation géographique jouera également un rôle. « De nombreux ports européens utilisent déjà des tracteurs de terminal électriques et d'autres équipements de manutention. Mais dans des pays comme la Côte d'Ivoire, en Afrique, il n'y a généralement pas d'infrastructures pour ces véhicules et le diesel est la seule option disponible. »

Stolk estime que l'hydrogène a encore du potentiel, notamment dans les secteurs où l'industrie produit ce gaz comme un sous-produit autrement déchet de l'industrie existante – et cela inclut à la fois la technologie des moteurs à combustion interne à hydrogène et celle des piles à combustible.

L'hydrogène pourrait donc potentiellement rejoindre le diesel, le HVO et l'énergie électrique par batterie pour une part du marché de l'énergie.

Finalement, Stolk déclare : « Je pense que je serai décédé depuis longtemps avant que l'on voie les moteurs diesel retirés du marché de l'énergie mécanique. »

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Cet article a été produit par KHL Content Studio, en collaboration avec des experts de Cummins.

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Toutes les images non créditées sont une gracieuseté de Cummins.

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