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La recharge par induction en phase d'essai

Les voitures électriques feront-elles bientôt le plein en route ? Deux étudiants de la HSLU se sont penchés sur la recharge par induction.

Recharger sa voiture électrique par induction - comment ça marche ?

La recharge inductive sans fil s’effectue par transfert d’énergie vers un champ proche par un champ magnétique, c’est-à-dire sans contact d’un objet à l’autre. Cette méthode pourrait bientôt devenir réalité et constituerait une étape importante dans la progression de la mobilité. Comme sur des rails, en quelque sorte, grâce à une alimentation électrique constante et sans fil en provenance de la chaussée.

Pour ce faire, un récepteur (bobine) est installé sur le soubassement du véhicule. Plusieurs bobines sont encastrées dans la surface de la route comme transmetteurs et sont alimentées en électricité. Le tout fonctionne alors comme suit: les bobines logées dans la chaussée génèrent un champ magnétique par l’intermédiaire de l’électricité. Celui-ci permet à la bobine du véhicule de capter et de restituer cette énergie sous forme de courant électrique. Ce dernier sert à charger la batterie et à faire fonctionner le moteur électrique.

Différents projets de recharge par induction

Divers projets ont été mis en oeuvre ces dernières années, parfois grâce à des subventions et des programmes de soutien étatiques. Par exemple, le premier tronçon d’essai pour la recharge à induction a été ouvert à Tel-Aviv en 2017. Il a été installé et est exploité par la start-up Electroad, créée spécialement à cette fin, et qui a ensuite été rebaptisée Electreon. Un récepteur d’alimentation électrique sans contact a été monté sous le véhicule. Des lignes de cuivre nichées dans l’asphalte fournissent l’énergie nécessaire. Selon Electreon, les récepteurs devraient être compatibles avec tous les véhicules électriques. Une méthode d’installation particulière permet d’intégrer jusqu’à 1 kilomètre de bobines dans la chaussée. Les prix pour ce système ainsi que les coûts de l’installation ne sont toutefois pas encore connus.

Nouvelles technologies en Chine, Australie et Suède

Des projets similaires sont en cours dans divers pays. Dans la ville chinoise de Jinan, un revêtement solaire qui s’alimente en électricité a été installé en tant que projet pilote. En Australie, on teste un béton au graphène, qui non seulement conduit l’électricité, mais permettrait également de réduire de moitié la quantité de ciment utilisé et ainsi d’économiser le CO2 libéré lors de sa production. De plus, sa conductivité thermique permettrait d’utiliser le béton dans le bâtiment, comme plancher chauffant ou, en hiver, de faire des économies sur le salage en chauffant la chaussée. Bien entendu, cela suppose une utilisation à grande échelle, en tenant compte des facteurs environnementaux et des besoins énergétiques. 

Pour sa part, la Suède opte pour des technologies éprouvées. Afin d’atteindre les objectifs climatiques qu’elle s’est fixés pour 2030, des recherches sont également menées sur un mode d’alimentation et de transmission de l’électricité par des rails et des bras logés dans le revêtement routier. Les autobus et les trains fonctionnent déjà de manière similaire aujourd’hui, à la différence que le pantographe (collecteur de courant) est placé sous le véhicule. On peut se demander comment pareille technologie est compatible avec l’infrastructure existante (routes, ponts). C’est probablement pour cette raison que les entreprises suédoises commencent à abandonner la technologie «eRoadArlanda» et se concentrent davantage sur l’induction. Sur l’île de Gotland, des lignes de recharge inductive sont en cours d’installation sur des tronçons pilotes. Les bobines de cuivre sont insérées dans la chaussée à une profondeur de 10 cm au milieu de chaque voie de circulation. Celles-ci sont ensuite raccordées au système d’alimentation électrique. Les bobines ne sont pas actives tant qu’aucun véhicule ne se trouve au-dessus d’elles.

A propos des auteurs de l’étude :

Juri Schuler est responsable de la construction d’infrastructures chez Gruner Berchtold Eicher SA, à Zoug.

Fabian Renggli est responsable de la gestion de la flotte et de la logistique du TCS, à Emmen. Tous deux étudient auprès de l’Executive MBA de la Haute Ecole Spécialisée de Lucerne, département Economie.

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Les avantages de la recharge par induction

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Une infrastructure de recharge moins encombrante

Les infrastructures de recharge nécessitent de l’espace, notamment des places de parc et des emplacements adaptés aux personnes qui patientent. Un autre problème est que ces infrastructures sont quasiment inexistantes dans les immeubles locatifs et qu’il est compliqué d’en faire installer. Ces obstacles deviendraient obsolètes si la voiture électrique arrivait à domicile entièrement rechargée.

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Économie de ressource lors de la production de batterie 

L’alimentation électrique en continu se solde non seulement par une réduction du temps d’immobilisation en recharge, mais autorise aussi l’intégration de batteries petites dans les véhicules. Cela permettrait donc de réduire le poids des véhicules, favorisant ainsi l’efficacité et la durée de vie de l’infrastructure.

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Moins de bouchons et progrès dans la conduite autonome

Le véhicule serait à même de suivre sa route sans reconnaissance visuelle des marquages routiers. En outre, le réseau d’approvisionnement pourrait transmettre des informations entre les voitures (communication car2car), ce qui permettrait de gérer le trafic de manière active et de contribuer à la réduction des embouteillages.

Obstacles dans le développement de la recharge par induction

Un certain nombre d’étapes de développement sont encore nécessaires avant que la recharge à induction puisse être mise en oeuvre de manière généralisée. Outre de plus amples tests, les difficultés et questions électrotechniques suivantes restent à éclaircir :

  • Faisabilité sur notre infrastructure routière
  • Financement du développement
  • Alimentation de la route en électricité
  • Compatibilité avec d’autres systèmes existants
  • Santé humaine et animale : à titre d’exemple, les stimulateurs cardiaques ne doivent pas être perturbés
  • Mise en place d'un nouveau système de paiement, afin d’enregistrer l’énergie réellement consommée par véhicule et la facturer à son propriétaire.

Comment l’Ofrou évalue les opportunités de la recharge par induction ?

L’Office fédéral des routes (Ofrou) juge qu’il y a peu de chances que la recharge par induction se généralise sur les chaussées. L’argumentation est la suivante: «La Confédération, en collaboration avec les milieux concernés (secteur automobile, fournisseurs d’électricité, immobilier, flottes de véhicules, associations faîtières) ainsi qu’avec les représentants de la Confédération, des cantons, des villes et des communes, s’efforce de porter à 15% d’ici à 2022 la proportion de véhicules électriques dans les immatriculations de voitures neuves. Cet objectif passe notamment par la mise en place d’une infrastructure de recharge efficace. L’Office fédéral des routes mise en particulier sur une généralisation à brève échéances d’aires de stationnement dotées de bornes de recharge rapide le long des routes nationales.»

Et l’Ofrou de poursuivre: «Nous travaillons également sur le thème de l’électromobilité à travers la recherche en matière de routes et sommes très ouverts aux innovations techniques. Cependant, la recharge par induction s’avère très coûteuse et nécessite de gros investissements dans les infrastructures et les véhicules. Comme l’autonomie des véhicules progresse constamment et que les temps de charge diminuent, on peut se demander si les investissements élevés requis par une utilisation généralisée pourront être rentabilisés. N’oublions pas en outre que la surface des chaussées remplit diverses fonctions primordiales telles que la réduction du bruit, le drainage et l’adhérence, lesquelles ne doivent pas être entravées par les boucles à induction.»

Tout à propos de la recharge de voitures électriques

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