Des camions hybrides à moteur d’avion

Mettre une turbine, similaire à celle des avions mais plus petite, pour produire de l’électricité et réaliser un « prolongateur d’autonomie » pour un (gros) véhicule électrique : c’est l’idée de Ian Wright, cofondateur de Tesla Motors. Baisse de consommation, faible coût d’entretien et pollution réduite : pour les camions, petits ou grands, cette formule originale, qui diffère beaucoup d’une motorisation hybride, a déjà montré son efficacité. Sa société, Wrightspeed, la vend en échange standard pour des moteurs fatigués. Explications.

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L’expert : Ian Wright, fondateur et président de l’entreprise californienne Wrightspeed, cofondateur de Tesla Motors, concepteur de la X1, la voiture électrique la plus rapide du monde.

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Pourquoi une turbine et des moteurs électriques ?

Ian Wright : La turbine tourne toujours à la même vitesse. On choisit le meilleur régime pour la production d’électricité par le générateur. Le rendement est donc toujours le meilleur possible. Derrière, les batteries font tampon et alimentent à la demande les moteurs électriques qui entraînent les roues. Le premier intérêt est là : faire tourner la turbine au régime optimal. Les moteurs électriques sont plus efficaces pour s’adapter à des variations de charges (accélérations, ralentissements…).

L’autre intérêt est la fiabilité : la maintenance d’une turbine et de moteurs électriques est réduite à presque rien. C’est une source d’économie énorme pour une flotte de camions. Le troisième intérêt est la pollution. Pour répondre aux normes actuelles et futures, c’est une excellente solution. Avec notre système, il n’y a pas besoin de pot catalytique pour être dans les limites de la réglementation en Californie.

Un camion équipé du système Route. Entre les roues, on distingue les deux moteurs électriques. Là se trouve également le système de récupération d’énergie au freinage. En bleu, les batteries au lithium-ion (de A123 Systems). Sous la cabine, à l’avant, la turbine Fulcrum vient prendre la place du moteur thermique. © Wrightspeed

Pourquoi cette solution serait plus adaptée pour des camions ?

Les meilleurs résultats se voient sur des camionnettes ou des camions de livraison. Ils s’arrêtent souvent puis repartent. C’est là qu’ils consomment beaucoup. Notre turbine, elle, tourne toujours à la même vitesse. En plus, notre système récupère de l’énergie au freinage. Et même beaucoup : l’économie de carburant que cela permet est dix fois supérieure à celle d’une voiture à motorisation hybride. Et n’oubliez pas que les batteries peuvent se charger la nuit : le camion part avec une autonomie de 45 km avec l’électricité. Le cas idéal est celui du camion des éboueurs, aux arrêts très fréquents. Nous équipons déjà des flottes de ce genre aux États-Unis.

Pourquoi personne n’y a pensé avant ?

La difficulté, c’est de faire une turbine de petite taille qui soit puissante et efficace. Les petits modèles sont monocompresseurs et le rendement n’est pas suffisant. La turbine Fulcrum a deux compresseurs. C’est cela qui est nouveau !

Le secret : la turbine Fulcrum

Ne dites pas à Ian Wright que sa société vend des moteurs hybrides. Ses deux produits, Route et Route HD, sont des motorisations exclusivement électriques avec un prolongateur d’autonomie (range extender en anglais). C’est là que réside, selon Ian Wright et beaucoup d’experts automobiles, l’avenir à moyen terme des véhicules électriques. Plusieurs voies sont explorées, comme l’hydrogène. La solution de Wrightspeed est une turbine de petite taille, baptisée Fulcrum et de fabrication maison. C’est une turbine à combustion, comme celles qui, sur les avions, font tourner les réacteurs ou bien les hélices des turbopropulseurs. Elle consomme du fuel, qui peut être de nature très variée, comme le kérosène ou les biocarburants. L’idée d’adapter ce genre de moteurs est ancienne. Chez Renault, la célèbre Étoile filante a battu le record du monde de vitesse en 1956 avec 308,85 km/h sur 5 km. Mais les turbines sont lourdes, coûteuses et mal adaptées aux variations de puissance d’une voiture ordinaire.

En revanche, si elles tournent à vitesse constante ou à peu près (100.000 tours par minute pour la Fulcrum), elles sont d’une fiabilité sans commune mesure avec celle d’un moteur à pistons. D’où leur utilisation banalisée en aviation. On les utilise déjà pour générer de l’électricité, et notamment dans les avions de ligne dans le groupe auxiliaire de puissance qui fournit le courant électrique du bord.

La trouvaille de Ian Wright, mécanicien passionné et qui a collaboré avec les ingénieurs de Lotus, est d’avoir su réaliser une turbine de petite taille à deux compresseurs, ce qui lui confère une bonne puissance et un bon rendement. Selon Wrightspeed, la consommation de carburant serait 50 à 60 % plus faible que celle d’un moteur thermique classique.

Vous ne vendez pas de camions, ni de voitures mais le groupe propulseur. Pourquoi ?

Je suis passé chez Tesla Motors. Je sais ce que cela implique de concevoir une voiture. C’est très compliqué ! Wrightspeed vend une solution simple : vous amenez le camion dont le moteur est à changer (ce que les gestionnaires de flotte font régulièrement) et nous vous le remplaçons par notre système Route (pour les modèles de 5 à 13 tonnes) ou Route HD (pour les plus grands). Nous vendrons aussi ces solutions à des sociétés qui assemblent des camions.

Schéma de la turbine Fulcrum. Elle ne pèse que 113 kg et fournit 80 kW (108 chevaux). Les parties tournantes se trouvent à gauche. Les deux tuyaux sont reliés au système de refroidissement et encadrent le contrôleur électronique. © Wrightspeed

Cette solution pourra t-elle être appliquée à l’automobile ?

Pour l’instant, cette motorisation ne serait pas intéressante dans une voiture car elle est trop encombrante. Mais cela pourrait devenir possible un jour si l’efficacité de la turbine et de la génération d’électricité est suffisamment augmentée.

http://pulse.edf.com/fr/des-camions-hybrides-a-moteur-davion