BeyondZero : les solutions de SKF pour réduire le CO2

En Touraine, le géant suédois SKF dispose d'un site spécialisé dans les roulements, les capteurs et les joints, qui travaille entre autres pour l'automobile et au niveau mondial. L'usine est à Saint-Cyr-sur-Loire et j'y ai été invité hier, pour une présentation de l'initiative Beyond Zero. La stratégie, initiée en 2006, consiste à développer des produits qui réduisent la consommation d'énergie (et dont le business va être multiplié par 4 d'ici 2016). Nous allons faire un petit tour d'horizon de ces produits, qui s'adressent aussi bien aux véhicules thermiques qu'aux hybrides et aux voitures électriques.

Dans une voiture moderne, on trouve 80 à 100 roulements. On les trouve au niveau des roues, de la transmission, de la direction, du moteur, de l'embrayage, de la suspension et des moteurs électriques. Par exemple, SKF fournit sur les systèmes Stop & Start le roulement de détection de position rotor. C'est une pièce essentielle dans les alterno-démarreurs de Valeo, qui contribuent à réduire la consommation de carburant et des émissions de CO2 jusqu'15 % en ville. Sur la base d'un kilométrage annuel de 14 500 km, cette solution représente une réduction annuelle de 75 kg de CO2.

Nous avons aussi appris hier que SKF travaille avec Bolloré. La célèbre Bluecar d'Autolib' utilise des roulements à billes en céramique et des capteurs, adaptés à la transmission électrique. Le groupe breton, qui se charge de l'intégration des composants, a appelé en direct l'équipementier. Par la suite, SKF a livré ses composants à Leroy Somer, qui fournit le moteur électrique de la Bluecar.

A propos de voitures électriques, SKF a développé une solution spécifique pour les constructeurs. Le roulement à billes eDrive a été développé à partir du roulement rigide à billes éco-énergétique de la gamme (et connu sous le nom d'E2). Il répond aux besoins spécifiques des moteurs électriques à densité de puissance élevée, destinés aux véhicules électriques et hybrides. Ce roulement à billes réduit les frottements (de 20 à 30 %) et favorise la dissipation de la chaleur, ce qui se traduit par une augmentation du rendement (+ 1 %) et des vitesses (+ 30 à 40 %) de fonctionnement des moteurs électriques.
Tous ces avantages combinés se traduisent par un allongement de la durée de service des véhicules électriques et hybrides.

Pour moi, l'information la plus intéressante est l'arrivée programmée des roulements dans les turbos. L'idée est de remplacer les paliers à huile par une pièce très petite (elle tient dans la main) et qui permet d'obtenir à la fois une réponse plus immédiate à l'accélération et de réduire les émissions de CO2 de 3 %. Elle est, de plus, idéale pour le démarrage à froid (réduisant au passage la pollution HC et CO) et compatible avec les systèmes Stop & Start. La solution, bien que plus chère, intéresse beaucoup les constructeurs, en particulier les allemands. Elle pourrait arriver sur le marché d'ici deux à trois ans sur des moteurs diesel. Des protos roulent déjà. La technique devrait d'ailleurs être étendue aux utilitaires et aux poids lourds. Songez que ce roulement tourne à... 250 000 tours/mn. Soit, 4000 tours par seconde.

De façon plus classique, SKF développe aussi des joints à faibles frottements pour moteurs. Ceux-ci sont réduits de 55%, ce qui - sur un moteur à essence - permet d'économiser 1 g de CO2 par kilomètre. Par ailleurs, l'équipementier fournit aussi des roulements de roues ultra légers. Utilisés sur un véhicule utilitaire léger, ils permettent de réduire les émissions de CO2 de 0,25 gramme par kilomètre. Soit, un gain potentiel de 3,6 kg par an.

La position de Renault sur l'hybride et le plug in (deuxième partie)

Après la présentation hier des projets de recherche de Renault dans l'électrique, publics mais peu médiatisés par la marque, j'en viens donc à la position sur le véhicule hybride. La question intrigue, car le constructeur ne communique que sur l'électrique pur. Pourtant, et la présentation qui a été faite à l'occasion d'un congrès sur le véhicule électrique et hybride (RHEVE 2011 à l'IFP Energies Nouvelles) en atteste, il y a bien des choses dans les tuyaux. Prenons l'exemple du Kangoo ZE avec prolongateur d'autonomie à l'hydrogène. Il y a apparemment plusieurs projets, dont un impliquant le français SymbioFcell (fournisseur de la pile à combustible) et le belge Solvay. En stockant 1 kg d'hydrogène à 350 bars, l'autonomie passe à 300 km. Un autre démonstrateur, avec Air Liquide et Intelligent Energy, est soutenu par le conseil général des Yvelines.

Ce n'est la première fois que Renault suit cette piste du prolongateur. Jusqu'en 2005, le constructeur français a vendu un Kangoo électrique avec range extender qui pouvait parcourir 160 km. Il faisait appel à un moteur de 500 cm3 d'origine Lombardini et développant 10 kW.

Une autre piste pour demain est le véhicule bi-mode. Ainsi, Renault est impliqué dans le projet VELROUE (Véhicule Utilitaire Léger hybride bi mode), labellisé par l’Ademe dans le cadre du Grenelle de l’Environnement et qui réunit plusieurs partenaires dont Michelin et l’IFP Energies Nouvelles. C'est encore une fois un Kangoo. Le démonstrateur fonctionne en deux modes :
- un mode électrique grâce à l’implantation de deux moteur-roues de technologie Michelin (Active Wheel) sur le train arrière qui, alimenté par un pack batterie, permet un déplacement en mode électrique en zone urbaine.
- un mode thermique optimisé pour sa consommation en usage extra-urbain et permettant de conserver l'autonomie d'un véhicule conventionnel, grâce à un moteur essence avec boîte automatique (ce dernier joue le rôle d'un range extender).

Ce n'est pas tout à fait de l'hybride, car il n’y a pas de lien énergétique entre le moteur thermique et le moteur électrique. Les deux modes pourront être opérants simultanément uniquement dans certains cas d’usages très spécifiques. A noter que le véhicule a du coup 4 roues motrices en mode électrique.

En fait, Renault a une vision bien particulière de hybride. Comme on l'a vu, il explore la piste du prolongateur d'autonomie sur de l'électrique pur. Mais, il n'exclut pas non plus l'hybride plug in avec une batterie pouvant apporter de 30 à 60 km d'autonomie en ville, en lien avec un moteur essence. L'objectif est de descendre à moins de 50 g de CO2 par km. A l'autre bout de la chaîne, le Stop and Start est arrivé sur la nouvelle génération de moteurs à essence et diesel Energy. Mais a priori, il n'y a toujours pas de "full hybrid" classique, essence ou diesel.

Le pari de l'électrique de masse est-il déjà perdu face à l'hybride ?

Un certain nombre de signaux contraires tendent à accréditer l'idée que le raz de marée annoncé pour le véhicule 100 % électrique n'aura pas lieu. Ni dans les mois à venir, ni dans les 5 à 10 ans non plus. Si l'on se réfère aux vrais chiffres du marché*, en France comme dans d'autres parties du monde, on est plus dans le clapotis de Brice de Nice. C'est vrai aussi par exemple aux Etats-Unis, où on ne se bouscule pas pour les modèles rechargeables. Il se dit même que la Chine aurait renoncé à ses grandes ambitions, ce qui est encore plus grave.
Dans notre pays, le démarrage est plus que lent et l'offre ne séduit pas aujourd'hui les particuliers, qui sont une infime minorité. Si l'on met de côté les parcs d'auto partage et les collectivités, les clients volontaires sont des entreprises et, fait nouveau, des artisans. Bien sûr, certains relativiseront les données et expliqueront qu'on est au tout démarrage de ce marché. Rappelons quand même que les premiers modèles sur le marché sont en vente depuis l'automne 2010. L'offre s'étoffe (Renault a déjà mis en vente 3 véhicules sur 4 de sa gamme ZE), mais il n'y a pas pour autant d'effet boule de neige. Et ce, pour plusieurs raisons.

Si l'on met de côté l'autonomie qui, à 150 km en moyenne (et même à 100 ou 120 réels), ne nécessite pas de recharger tous les jours, la voiture électrique reste chère. Et même quand la batterie est louée à part (il suffit de faire les calculs pour voir que ce n'est pas si économique). D'autre part, l'absence d'indications de la part des candidats à la présidentielle sur les aides pour la voiture propre laisse aussi planer un doute sur le maintien du bonus. Les pouvoirs publics, et pas seulement en France, donnent le sentiment de moins soutenir le développement de la filière. Paris par exemple ne réserve pas d'avantage pour les couloirs de bus.
L'autre point blocant est l'absence de points de charge, problématique pour ceux qui n'ont pas la chance d'avoir un garage équipé. Et je ne parle même pas du casse-tête que pose la recharge, avec la nécessité d'avoir à domicile un chargeur (payant) pour refaire le plein en toute sécurité, la difficulté de faire accepter en co-propriété un point de charge, et les standards différents de câbles et de prises selon les pays et les marques. On voudrait faire croire que l'électrique, c'est simple, alors qu'en vérité, c'est plutôt compliqué.

Les acteurs qui prônent le changement ont sans doute sous-estimé les changements induits pour les clients (prévoir son itinéraire, avoir l'assurance de pouvoir recharger en arrivant, pouvoir attendre plusieurs heures). D'autre part, les inévitables erreurs de jeunesse ont de quoi susciter des doutes. Les chaînes de production de la Chevrolet Volt et de l'Opel Ampera, pourtant élues voitures de l'année, sont à l'arrêt pour 5 semaines faute de clients. Et en plus, il avait fallu gérer avant les problèmes de batteries, mises en cause dans un incendie. Autre exemple : Fisker en est déjà à son deuxième rappel de batteries pour la Karma, alors que la voiture commence à peine sa carrière.

En comparaison, rouler en voiture hybride est bien plus simple. Il n'y a pas de recharge à gérer dans le cas d'un hybride classique (essence ou diesel) et la technologie tend à se démocratiser (Honda Jazz, Yaris HSD). Il se vend d'ailleurs plus de 2000 hybrides par mois en France (10 fois plus que des électriques). L'arrivée des hybrides plug in, qui offrent une autonomie plus limitée (20 à 50 km selon les cas), permettra de concilier le besoin de rouler en mode zéro émission en ville et de ne pas dépendre d'une prise pour rentrer chez soi. Avec en prime le luxe de pouvoir partir en vacances sans avoir une deuxième voiture. Il est d'ailleurs étonnant de voir que les premiers modèles planifiés (Prius rechargeable et Volvo V60 D6) sont éligibles au bonus de 5000 € avec des rejets de moins de 50 g de CO2 par km.
On a aussi sous-estimé les progrès des moteurs classiques. N'en déplaise à certains, la micro-hybridation Stop & Start et le développement de petits moteurs à trois cylindres, va continuer à faire baisser la consommation. Les progrès observés tant sur l'essence que sur le diesel repoussent finalement l'échéance d'un remplacement rapide du thermique par l'électrique.

Alors, l'électrique est-il mort ? Non. Il y a déjà et il y aura demain encore plus de véhicules électriques. Mais, le marché va sans doute se segmenter par usages. On peut ainsi imaginer des véhicules plus petits et destinés à la ville, en mode partagé, alors que l'hybride (et à plus long terme l'hydrogène) permettra de transporter la famille et de faire des trajets routiers. L'idéal serait de renoncer à la voiture polyvalente qui fait tout et de repenser plutôt la mobilité, au lieu de vouloir d'abord électrifier un véhicule à 4 roues qui prend beaucoup de place en ville.

*Et non aux commandes en cours, pré-commandes ou simples déclarations d'intention. Le marché de l'électrique se caractérise par une incroyable intox, entretenue par les constructeurs.