Roland Berger évalue les défis et les opportunités de l'électrification hors route

La nouvelle chargeuse-déchargeuse électrique à batterie WX04B de Komatsu est testée au centre souterrain Norcat, dans le nord de l'Ontario, au Canada. (Photo : Norcat)

Lors d'un récent webinaire, des experts du cabinet de conseil international Roland Berger ont discuté de l'état actuel et futur de l'électrification des équipements et des véhicules. Après s'être concentré sur l'électrification des véhicules utilitaires routiers, Martin Weissbart, directeur de Roland Berger, a abordé le paysage de l'électrification des véhicules et équipements hors route.

« Je fais partie du service d'accompagnement des investisseurs, mais j'occupe aussi un second poste », a-t-il déclaré en se présentant. « Je fais également partie de l'équipe tout-terrain en Europe. »

Weissbart a souligné que si les tendances en matière d'électrification des véhicules hors route tendent à refléter celles du secteur des véhicules routiers, le secteur des véhicules hors route en est encore aux premiers stades de la décarbonation. Il est également plus complexe en termes de configuration des produits et de groupes motopropulseurs.

« Pour un constructeur, il devient de plus en plus difficile de définir une stratégie moteur en fonction de l'ensemble de sa gamme », a-t-il déclaré. « C'est pourquoi il est essentiel d'adopter une stratégie rigoureuse de priorisation de la décarbonation : ce qui doit et peut être converti d'une solution classique à moteur à combustion interne (ICE) vers une solution décarbonée basée sur un type de propulsion [alternatif] ».

Coût et infrastructure

L’adoption de véhicules et d’équipements électriques hors route se heurte à certains obstacles.

« Il s'agit évidemment du cycle de baisse actuel des machines agricoles et de construction, qui devrait se poursuivre en 2025, notamment en Europe », a déclaré Weissbart. « L'agriculture et la construction connaîtront probablement, au minimum, une stagnation. Nous prévoyons une reprise du marché en 2026. »

Parmi les autres obstacles, a-t-il déclaré, « d'un côté, les coûts d'acquisition. Et aussi les infrastructures. »

Concernant ce dernier point, Weissbart a ajouté qu'il ne s'agissait pas nécessairement d'infrastructures de recharge centralisées, comme celles utilisées par les agences de location, ou d'applications qui peuvent capitaliser sur d'autres points de recharge sur autoroute utilisés pour les véhicules électriques de tourisme ou commerciaux.

Il a plutôt expliqué que le défi résidait dans les infrastructures des « zones reculées où la construction, et l'exploitation minière, jouent un rôle essentiel. Et dans l'intégration du système. Ce sont les principaux défis auxquels sont confrontés les équipementiers et les clients finaux, qui freinent actuellement le déploiement de l'électrification. »

Coût total de possession

Plusieurs facteurs sont à l'œuvre dans cette transition, l'environnement réglementaire étant bien sûr un facteur externe clé. Cela inclut les politiques relatives aux émissions intérieures des machines de manutention et des nacelles élévatrices, qui contribuent à l'électrification.

La première chargeuse sur pneus entièrement électrique de Caterpillar : la CAT 906e (Photo : Zeppelin Rental)

Cependant, un facteur interne est essentiel au paysage de l’électrification : le coût total de possession (TCO).

« Cela dépend non seulement du coût des véhicules, mais aussi des coûts d'exploitation et de maintenance », a déclaré Weissbart. « Ainsi, les prix de l'électricité dans différentes régions entraîneront un coût total de possession important, en plus des sanctions (réglementations) imposées par le gouvernement. »

De nombreuses catégories d'équipements de construction électriques plus petits et de moindre puissance en provenance de Chine, notamment les petites chargeuses sur pneus et les chariots télescopiques, affichent déjà un TCO positif.

« Nous pensons que les mini-pelles ouvriront la voie à l'électrification », a déclaré Weissbart. « C'est le cas aussi bien en Europe qu'aux États-Unis, mais les effets positifs sur le coût total de possession se feront principalement sentir au début des années 30, voire au milieu des années 30. »

Pour les véhicules plus gros nécessitant plus de puissance, comme les camions miniers, Weissbart a noté les projets pilotes en cours, ajoutant que l'environnement réglementaire entraînera un TCO positif.

« Par exemple, en Australie, il existe un très bon environnement pour un TCO positif pour les camions miniers ou les camions de transport rigides qui arrivent déjà au début des années 30 », a-t-il déclaré.

Cependant, Weissbart a reconnu que l'électrification n'est pas une solution idéale pour tous les équipements hors route. Les tombereaux articulés, les niveleuses et les bulldozers sur chenilles seront plus difficiles à électrifier.

« Les véhicules plus gros, avec des besoins en puissance plus importants, ont besoin d'autres alternatives et d'un spectre plus large de solutions de groupe motopropulseur qui les aident non seulement à fonctionner, mais également à répondre aux cas d'utilisation dans lesquels ils fonctionnent », a-t-il déclaré.

Combler les lacunes technologiques

Weissbart a déclaré que lorsqu'il discute avec des équipementiers du monde entier, il entend que même si l'électrification jouera un rôle clé dans la décarbonisation, son rythme ralentit.

« Nous avons constaté des objectifs ambitieux et ambitieux pour les principaux constructeurs automobiles, notamment en matière d'électrification de leurs gammes compactes », a-t-il déclaré. « Nous avons constaté la même chose dans le secteur des voitures particulières et des camions. Les constructeurs prennent un peu de recul et réévaluent sérieusement la bonne stratégie : décarboner ou ne pas décarboner du tout. »

Cela résulte d'un manque de solutions valables pour diverses catégories de produits, ainsi que des préoccupations susmentionnées concernant l'état de préparation des infrastructures. Weissbart a déclaré que des solutions de transition seront nécessaires pour combler ces lacunes à l'avenir.

Nouvelle nacelle élévatrice hybride XGA20H de XCMG. (Photo : XCMG)

« En tant que technologies de transition, les solutions hybrides sont largement répandues et continueront d'être intégrées aux systèmes », a-t-il déclaré. « Cela présente plusieurs aspects. »

Weissbart a souligné que la technologie hybride peut être utilisée dans la transmission, par exemple dans le cas de l'intégration d'un moteur électrique avec un moteur thermique, en parallèle ou en série, afin d'améliorer le rendement énergétique et les émissions. Les systèmes de mouvement et les systèmes auxiliaires constituent également d'excellentes cibles pour l'électrification.

« S'il s'agit par exemple d'un entraînement pivotant, d'une pompe à huile, de systèmes CVC, nous voyons davantage de cas d'utilisation de l'électrification pour réduire les émissions ainsi que la consommation de diesel », a déclaré Weissbart.

Les solutions hybrides conviennent à une grande variété de marchés verticaux, notamment l'exploitation minière, la construction, l'agriculture et la foresterie. Selon Weissbart, elles permettent de décarboner des applications particulièrement exigeantes tout en accélérant le coût total de possession (CTP) positif.

« Nous avons mené une étude sur l'électrification des moissonneuses-batteuses », a-t-il expliqué, prenant l'exemple des équipements agricoles. « Il faudrait une remorque de 4 tonnes rien que pour la batterie. Il faut donc trouver un autre moyen de décarbonation. »

Weissbart a poursuivi : « Dans l'écosystème agricole, où vous avez des chariots télescopiques, où vous pouvez avoir un modèle de conduite homogène, où vous avez un cas d'utilisation d'environ quatre heures sur chaque machine - pour la chargeuse sur pneus, le chariot télescopique et divers autres aspects - cela peut être électrifié plus rapidement et le coût total de possession sera rentabilisé plus tôt. »

Les constructeurs, petits et grands, de tous les marchés verticaux des équipements hors route stimulent la tendance des solutions hybrides, a déclaré Weissbart. Parmi eux, il a cité quatre constructeurs en particulier.

« Nous avons cartographié le volume de brevets liés [à la technologie hybride] depuis 2000, soit au cours des deux dernières décennies », a-t-il déclaré. « On constate une forte progression de la part de Caterpillar, Komatsu, Hitachi et Volvo. »

2025 et au-delà

Cette année et à l’avenir, Weissbart a noté un certain nombre de tendances en matière d’électrification hors route.

« Il y aura une coexistence d'offres hybrides et entièrement électriques », a-t-il déclaré. « Le portefeuille de motorisations sera donc encore plus complexe. »

Weissbart a ajouté : « L'électrification des machines compactes est un élément qui va progresser, en particulier en Europe et en Amérique dans le segment des mini-pelles et des chargeuses sur pneus plus petites.

Il y aura un investissement important dans l’environnement d’électrification, a-t-il déclaré, avec des investissements dans les technologies concernant la gestion des batteries et de l’énergie.

« L’ensemble de l’écosystème évoluera et apprendra des autres segments, et il y aura une forte collaboration entre les industries », a déclaré Weissbart.