Engins mobiles : l’électronique augmente leur efficacité
C’est la quadrature du cercle : réduire encore davantage les émissions de gaz et le niveau sonore sur les engins mobiles tout en accroissant la maniabilité et le rendement. La mise en œuvre de l’électronique est un facteur clé sur la voie de l’amélioration de l’efficacité énergétique.
Au cours des années à venir, les engins mobiles comme les pelleteuses, les véhicules communaux, les chariots élévateurs ou les tracteurs devront respecter des limites d’émission encore plus strictes pour rester conformes aux normes sur les rejets polluants comme Tier 4 final (Etats-Unis) ou Stage V (Europe). Les constructeurs sont face au défi de concevoir des véhicules encore plus efficaces et respectueux de l’environnement.
En parallèle, les marchés souhaitent des solutions sur mesure adaptées aux conditions locales. Partout, ce qui compte, ce sont les faibles coûts, les émissions sonores réduites, le confort maximal d’utilisation et une connectivité croissante, condition de la mise en réseau des systèmes. L’association de l’électronique à l’hydraulique est un élément clé pour résoudre ces problèmes. Il est ainsi possible de réaliser des entraînements d’avenir, hautement dynamiques, efficaces en énergie et qui dans l’idéal n’augmentent pas les coûts du produit.
Un système considéré dans son ensemble
Le marché réclame davantage que des améliorations sur les composants. Bertram Hoffmann, membre du directoire de la société Bosch Rexroth AG chargé de l’activité Applications mobiles, en est convaincu : seule l’optimisation de l’ensemble du système sur les engins mobiles permettra de respecter les futures normes. La rapide mise en œuvre de l’électronique dans l’hydraulique fera progresser le rendement, l’efficacité énergétique et la productivité.
Cela concerne tous les engins emblématiques : le tracteur, la pelleteuse, le véhicule communal ou le chariot élévateur. L’interaction de l’électronique et de l’hydraulique permet d’optimiser le rendement du moteur thermique à un faible régime en continu. Il est plus économe et moins bruyant, ce qui préserve l’environnement.
Le professeur Ludger Frerichs, qui dirige l’institut des engins mobiles et des véhicules utilitaires à l’université technique de Braunschweig, considère en outre que la mise en réseau numérique est une voie très prometteuse :
Les engins mobiles seront de plus en plus dotés de technologies intelligentes. Ils pourront communiquer entre eux et coordonner les processus. La productivité et l’efficacité accrues ainsi que la préservation des ressources sont prioritaires. De nouvelles missions de recherche et de développement s’imposent pour trouver la bonne technologie.
« Il faut des systèmes hydrauliques intelligents. »
Le professeur Ludger Frerichs s’est intéressé aux engins mobiles tout au long de sa carrière professionnelle. A la tête de l’institut technologique de Braunschweig, il pense que la prochaine mise en réseau intelligente de l’ensemble du système fera progresser la productivité.
Monsieur Frerichs, n’êtes-vous pas lassé par les discussions autour de l’amélioration de l’efficacité sur les engins mobiles ?
Absolument pas. C’est un défi passionnant quels que soient les axes de recherche. C’est d’autant plus le cas, car la finalité a évolué. Par le passé notre préoccupation se portait davantage sur l’amélioration des performances, au sens de l’accroissement de la productivité chez le client. A l’heure actuelle, signe des temps, je considère qu’un aspect, qui était secondaire, a pris une importance grandissante : à performances égales, on doit consommer consommer moins pour préserver les ressources et par là réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Pourquoi soutenez-vous cette inversion des tendances ?
Parce que notre société s’aperçoit que le changement climatique est une réalité et que la pression sur la mise en place de dispositifs efficaces du point de vue énergétique est de plus en plus perceptible. En ce qui concerne les engins mobiles, cela implique en même temps de fournir une puissance accrue, afin par exemple d’accroître la productivité dans l’agriculture, et de réduire la quantité d’énergie utilisée. Cependant, un conflit d’objectifs se fait jour et la solution consiste à considérer l’ensemble du système. Il faut donc que nous pensions davantage à l’utilisation par le client. Un axe consiste à fournir à l’opérateur une assistance intelligente afin d’utiliser au mieux les possibilités de sa machine.
Quel sera le rôle de l’hydraulique à l’avenir ?
L’hydraulique s’imposera surtout sur les engins mobiles. Il faudra toutefois perfectionner l’ensemble du système. Les centrales et les valves hydrauliques devront à cette fin être dotées de davantage d’intelligence et être plus précises. L’intelligence servira à communiquer instantanément les informations pertinentes à tous les composants du système pour leur optimisation et celle du système. La précision des composants améliorera les performances et donnera à l’opérateur une « impression en temps réel » pour les tâches en cours. Nous aurons ainsi des installations hydrauliques intelligentes capables de générer des informations essentielles au système complet. Il faudra par ailleurs que les fournisseurs d’hydraulique réfléchissent à des solutions hybrides et interdisciplinaires avec les constructeurs afin d’utiliser le meilleur dans chaque technologie.
Les différents systèmes pourraient coexister.
Tout à fait. En fonction des applications, les technologies hydrauliques, électriques et mécaniques peuvent se combiner dans un système en offrant chacune leurs avantages respectifs, formant ainsi un système hybride optimisé.
Comment trouver l’équilibre entre les systèmes ?
Il s’agit pour les chercheurs et les développeurs de ne plus partir des seuls composants, mais de considérer l’ensemble du système et son application. Une telle démarche impose une grande ouverture et une étroite coopération entre tous les intervenants. Elle nécessite en outre une remise en cause réaliste et sans a priori des technologies. Il n’est pas question de s’accrocher à ce qui s’est fait jusqu’à présent, ni de s’engager au hasard. Nous avons besoin d’une culture de l’information et de la communication.
Le professeur Ludger Frerichs dirige depuis janvier 2012 l’institut des engins mobiles et des véhicules utilitaires à l’université technique de Braunschweig. Il a étudié la construction mécanique à Osnabrück et Braunschweig et obtenu son doctorat à Stuttgart-Hohenheim.
A partir de 1990, il a travaillé chez plusieurs constructeurs réputés au développement de la technique agricole et des chariots de manutention. Depuis de nombreuses années, il milite au sein du VDI et du VDMA pour la promotion de la recherche et la coopération entre les instituts universitaires et l’industrie. Il est l’éditeur de la publication annuelle Agrartechnik.
