De retour de Vienne, quelques élus enthousiastes ont passé un coup de fil à leur exploitant : « Au fait, vous nous en proposez quand, des bus hybrides ? » Star du Salon UITP, avec son image écolo, le bus à double motorisation, diesel et électrique, fait craquer les élus. Mais est-il bien raisonnable de succomber ? Pas si évident, car si les hybrides s’étalent sur les salons, la plupart des constructeurs n’en sont rendus qu’à l’étape du « proto ». Et s’ils sont intarissables sur ce véhicule que nombre de spécialistes présentent comme LA technologie d’avenir proche, c’est qu’ils ont englouti des grosses sommes en R&D et espèrent un retour sur investissement.
Opérateurs de transport et AO sont-ils prêts à se précipiter sur l’innovation comme certains l’ont fait autrefois pour les bus au GNV ? Pas gagné. Dans la majorité des grandes agglomérations, les AO sont propriétaires du matériel roulant, dont le choix s’effectue en concertation avec le délégataire. « Bien que sensibles aux perspectives de cette alternative, les AOT sont dubitatives », estime Réginald Babin, responsable du pôle aménagement, environnement et système de transport du Gart. Un peu échaudés par leur expérience peu glorieuse avec le gaz, les élus affichent une prudence de bon aloi. Vive les solutions fiabilisées ! Ils attendent que « les phases d’expérimentation des choix techniques soient achevées », poursuit Réginald Babin. La commission innovation du Gart s’apprête à effectuer un benchmarking pour aider les AO à s’y retrouver parmi les dizaines de possibilités d’hybridation existantes.
Côté exploitants français, l’heure est encore à la découverte. La commission techniques, énergies et développement durable de l’UTP a inscrit le sujet au programme de travail du mandat prochain. Toutefois, avec son parc de 4 000 bus, qu’elle renouvelle à hauteur d’au moins 300 véhicules par an, la RATP est prête à sauter le pas. A tester en grandeur réelle la qualité des véhicules présents sur le marché (Man, Evobus, Solaris et Volvo), via « un appel d’offres d’une cinquantaine de véhicules sans doute, allant du midibus jusqu’à l’articulé. Il sera lancé à l’été et au plus tard en septembre », confie Laurent Méret, directeur du département du matériel roulant bus. Une tête de série serait livrable en 2010 afin d’en vérifier les performances avant de lancer la série.
En attendant, les tests réalisés par la RATP en 2008 et 2009 avec des véhicules de prêt ont été plutôt convaincants. Dans les trois configurations classiques de trafic – circulation urbaine, ligne de banlieue, ligne parisienne avec un peu de site réservé et site propre intégral sur le TVM –, les bus se sont bien comportés. Les prototypes Irisbus Cityclass, Man Lion’s City et Solaris Urbino 18 m tiennent presque leurs promesses. « Nous nous sommes particulièrement penchés sur la consommation, explique Henri Bordenave, responsable de l’unité ingénierie autobus au département matériel roulant bus de la RATP. Globalement, elle est inférieure de 20 % à celle d’un bus diesel, et non 30 % comme l’annoncent les constructeurs. »
Les avantages de l’hybride sont bien connus. En plus de sa consommation réduite en carburant grâce au système « stop & start » et à la récupération de l’énergie au freinage, qui lui permet d’afficher 20 % d’émissions de CO2 en moins, il serait aussi plus propre au regard des NOx et des particules. Même si « cela reste à vérifier », estime prudemment Henri Bordenave. De plus, sa conduite est souple et son redémarrage est de velours : aucun bruit, du fait de la motorisation électrique. Les inconvénients sautent moins aux yeux. Il y a le prix, d’abord : le joujou hybride coûte entre 30 % et 50 % de plus à l’achat suivant la gamme. « Le surcoût est fixe, que l’on implante une hybridation sur un bus articulé de 24 m ou un midibus de 10 m, explique Pierre Moïse, responsable accessibilité, produits et services de Transdev. Entre 100 000 et 150 000 euros. » D’où l’intérêt de promouvoir l’hybridation sur les bus articulés pour un meilleur retour sur investissement.
Car pour bien évaluer la rentabilité du système hybride, il faut raisonner en coût complet. « Nous calculons à partir du “ life cycle cost ”, incluant l’achat, la consommation de carburant sur 15 ans et une partie du coût de maintenance », précise Henri Bordenave, enfilant sa casquette de président du comité bus de l’UITP. Ce calcul se fait pourtant rarement dans les agglomérations, qui placent une muraille de Chine entre les budgets d’investissement et de fonctionnement. De plus, deux inconnues auront un impact majeur sur la rentabilité de l’investissement. Il y a d’abord l’évolution du prix du pétrole, dont la visibilité sur 15 ans est faible. A la RATP, on prend une hypothèse neutre de +3 % par an. Et puis, il y a la maintenance : « Sur la durée de vie d’un bus, les batteries se changent une à deux fois et les constructeurs affirment que les supercapacités tiendront la distance », précise Henri Bordenave. A première vue, « on est en limite de rentabilité », conclut-il. Mais si la rentabilité n’est pas acquise, encore faut-il souligner « que l’hybride est le seul système alternatif pour lequel on parle de rentabilité économique. Le gaz et les biocarburants étant subventionnés… »
Très clairement, l’hybride n’est pas encore arrivé aux prix du marché. « Puisqu’on n’est pas encore dans la grande série, les modèles intègrent les coûts de recherche et de développement », reconnaît Pierre Moïse, de Transdev. La filiale de la Caisse des dépôts a été précurseur en France, à Avignon, puis avec un bus Solaris à Strasbourg depuis le début de l’année. Enfin, depuis le 11 juin, le premier Urbino 12 Solaris roule à Coulommiers et, au second semestre, trois BHNS d’Evobus circuleront à Meaux.
A l’étranger, Veolia a déjà mené des campagnes de tests sur l’hydride à Malmö et à Maastricht, et il poursuivra cette année en France à Argenteuil et à La Rochelle. « En termes d’usage, c’est une bonne solution. Mais on prévient les collectivités qu’on ne dispose que de peu de retour d’expérience sur la durée, notamment sur ce que coûtent les batteries », assure Vincent Rouet, du groupe recherche innovation de Veolia Transport. Alors faut-il y aller maintenant ? Pour Pierre Moïse, « l’hybride, c’est la solution pour aujourd’hui. On optimise l’utilisation des énergies actuelles ». « C’est une bonne marche intermédiaire entre les bus thermiques et les futurs bus tout électriques », complète Vincent Rouet. D’ailleurs, chez EDF Véhicules électriques, on le dit tout de go : « Les bus hybrides ne nous intéressent pas. » Forcément, puisqu’ils génèrent leur propre énergie, les hybrides ne se branchent pas sur le secteur. En Europe, l’hybride a le vent en poupe : Van Hool a placé 79 véhicules à la société VVM de Gand, des bus Man roulent à Nuremberg depuis 2007. Le marché pourrait être entraîné par le volontarisme de Transport for London (TfL), qui souhaite que la totalité des minivéhicules utilisés pour les JO soient des hybrides. Une expérimentation à grande échelle avec des bus s’y déroule actuellement, le premier bilan à trois mois est imminent. Et surtout Londres a annoncé son vœu d’acheter systématiquement de l’hybride en 2011 et 2012. Avec sa dizaine de transporteurs, c’est 500 à 600 bus hybrides à fournir chaque année !
Evidemment, pour faire décoller la filière, un petit coup de pouce de l’Etat serait le bienvenu. En France, l’Ademe envisagerait une aide à l’achat. « L’avenir est dans la question des moteurs, et notamment hybrides », a d’ailleurs assuré le ministre de la Relance, Patrick Devedjian, en visite chez Irisbus Iveco, à Annonay, le 16 juin. Un porte-parole de Man précise pour sa part que subventionnée la technologie pourrait pénétrer 50 % du marché en dix ans. Sans aide, elle stagnerait à 20 %, se limitant aux villes voulant afficher une touche environnementale…
 

Guillaume LEBORGNE et Cécile NANGERONI

SCANIA : grandes longueurs en essai.
Avec de telles perspectives, on ne s’étonnera plus de cette éclosion soudaine de véhicules hybrides au salon de Vienne. Pour relever magistralement le défi, Scania exposait l’un des six « rigides » de 13,7 m à trois essieux, de type Omnilink à propulsion hybride avec moteur thermique à l’éthanol, qu’il teste actuellement, sur une période de deux ans, en service commercial probatoire, avec la collaboration de SL (Transports urbains de Stockholm) et Swebus. Comme l’on sait, depuis 1989 le constructeur suédois s’est fait une spécialité de ce carburant de substitution, puisqu’il a jusqu’ici fourni quelque 400 autobus fonctionnant à l’éthanol pour Stockholm. Et il sera donc tout à fait intéressant de voir les fruits de ce mariage apparemment réussi entre les deux technologies… L’hybridation devrait permettre une réduction de 25 % de la consommation de carburant, en l’occurrence l’éthanol qui, lui, diminue déjà jusqu’à 90 % les émissions de dioxyde de carbone. Le cercle vertueux s’avère donc bien amorcé… Comme ses concurrents, Scania a naturellement choisi l’hybridation « série », à l’évidence la mieux adaptée au « stop-and-go » caractéristique de l’exploitation en site urbain, et qui se caractérise par l’absence de liaison mécanique entre moteurs thermique et électrique. Sur le nouveau « rigide » de 13,7 m, le stockage de l’énergie met en œuvre des supercapacités, dont Scania considère qu’elles auront une longévité considérablement supérieure à celle des batteries d’aujourd’hui. De fait, l’Omnilink hybride à éthanol a été conçu pour que l’ensemble de ses éléments constitutifs possèdent une durée de vie de dix à quinze ans, y compris les modules de stockage d’énergie. La nouvelle unité de propulsion hybride développée par Scania est installée en lieu et place de l’ensemble « moteur thermique + boîte de vitesse » du véhicule habituel, tandis que l’unité de stockage a été montée en toiture, sous carénage.

VOLVO : le choix de l’hybridation parallèle.
Deux autres constructeurs avaient apporté leurs réalisations en matière d’autobus hybrides. Le suédois Volvo présentait son 7 700, un standard de 12 m qui présente la particularité, peu commune en transport urbain, d’être un hybride « parallèle » dont les moteurs diesel et électrique peuvent indifféremment travailler en simultanéité ou de manière indépendante. Le stockage d’énergie s’effectue dans des batteries lithium-ion. Avec une économie de carburant pouvant atteindre les 30 %, le constructeur estime que les opérateurs pourront amortir le surcoût du véhicule en seulement cinq à sept ans. D’autant que ce dernier peut accueillir jusqu’à sept voyageurs supplémentaires par rapport à la version diesel traditionnelle, simplement grâce à une meilleure répartition des masses, alors que le poids total à vide n’est pas significativement supérieur…
 

Philippe HÉRISSÉ
 

L’autre grand constructeur allemand, Man (très présent en Autriche, entre autre par l’intermédiaire de sa filiale Gräf & Stift qui assemble localement certains véhicules de la marque), se devait, à Vienne, de créer lui aussi l’événement. Comme chez Mercedes, plutôt que de multiplier les messages, Man avait choisi d’articuler son stand autour d’un seul véhicule, qui devait faire figure de star du salon. Comme son nom l’indique, le Lion’s City Hybrid est, lui aussi, un autobus hybride. Véhicule de présérie préfigurant la sortie, en 2010, de nombreuses unités appelées à rouler sur différents réseaux européens, il arborait un nouveau design très futuriste (sur base Lion’s City), dont on nous dit qu’il a été définitivement retenu pour ce matériel high-tech. Sa livrée et ses aménagements intérieurs, étrangement proches de ceux des Wiener Linien (l’exploitant viennois), ne relevaient certainement pas du hasard, même si le véhicule était présenté sans aucun marquage… Le design vient ici tirer le meilleur parti des contraintes techniques résultant du positionnement en toiture (à l’avant, pour des raisons de répartition des masses) des supercapacités du système de stockage de l’énergie. Ces supercapacités se trouvent parfaitement dissimulées sous un carénage aérodynamique qui se fond totalement dans la silhouette du véhicule, supprimant tout effet de « pièces rapportées ». Les formes adoptées assurent l’optimisation des écoulements d’air et du refroidissement des composants. De toute évidence, le constructeur a réussi là un bel exercice d’intégration technique, tout en ménageant une parfaite solution de continuité avec l’esthétique Lion’s City apparue en 2004.
Sur ce véhicule, à l’image du Centroliner de Neoplan, les passages de roues arrières sont couverts. Cette disposition peu commune, qui rejoint le souhait des autorités organisatrices souvent soucieuses d’avoir « des bus qui ressemblent à des tramways », n’a pas seulement qu’un intérêt visuel. Elle évite les salissures des faces latérales par projection d’eau, limite l’injection de poussière au travers des entrées d’air situées juste derrière, et augmente la surface disponible pour le pelliculage publicitaire. Le nouvel autobus hybride de MAN met en œuvre le moteur diesel standard D0836 du constructeur, réglé à la puissance de 184 kW, et qui, grâce à l’hybridation, est utilisé dans sa plage optimale de vitesses de rotation, ce qui contribue à réduire davantage encore sa consommation tout comme les émissions de polluants. Par l’intermédiaire d’un réducteur, deux moteurs électriques de type triphasé asynchrone, d’une puissance unitaire de 75 kW, entrainent l’essieu arrière, qui demeure de type standard. Cette disposition constructive permet de maintenir les masses non suspendues à un niveau particulièrement bas, en comparaison avec des formules de moteurs de roue conventionnelles. Tournant extrêmement vite, ces moteurs peuvent transmettre un couple considérable (3 000 N.m), même aux plus basses vitesses, et cela sans aucune discontinuité puisqu’il n’y a bien sûr plus la boîte de vitesse habituelle. Comme sur les véhicules Mercedes, les auxiliaires sont désormais mus par l’électricité, qu’il s’agisse de la climatisation ou encore de la pompe intervenant dans la direction assistée, ce qui permet de rouler ou de stationner diesel complètement arrêté. L’unité compacte de stockage d’énergie, enveloppée par le carénage de toiture, se compose de six modules à haute puissance du type « ultracap ». Dans 80 % des cas, le départ, après respect d’un arrêt pour prendre ou laisser des voyageurs, ainsi que la mise en vitesse consécutive, s’effectue en pure traction électrique, groupe diesel coupé. Selon l’état de charge des condensateurs et le nombre de voyageurs présents dans le véhicule, le fonctionnement à partir de la seule énergie électrique stockée à bord peut couvrir plusieurs centaines de mètres. Des essais en conditions réelles ont par ailleurs montré que le moteur diesel pouvait finalement être coupé sur environ 40 % du temps. Et si l’unité de stockage se trouve être déjà pleine à l’amorce d’un freinage, les moteurs électriques débitent alors dans une résistance rhéostatique, ce qui permet d’économiser aussi au maximum les freins classiques… Dès l’an prochain, une petite série doit être répartie entre plusieurs opérateurs présélectionnés, dont Vienne (Wiener Linien) et Munich. Le lancement à grande échelle du véhicule, toujours au standard de 12 m, reste programmé pour 2011. Fonction de la concrétisation des incitations attendues de la part des pouvoirs publics en faveur de cette nouvelle technologie, le constructeur estime qu’à moyen terme, dans le segment de l’urbain stricto sensu, la moitié des autobus commandés devraient l’être avec une propulsion hybride…
 

Philippe HÉRISSÉ

Economie d’énergie oblige, tous les constructeurs d’autobus (ou presque) présentaient un modèle hybride à transmission diesel-électrique. Avec décidément toujours un temps d’avance, Mercedes montrait, en première mondiale, son Citaro FuelCELL Hybrid avec pile à combustible. On pourrait disserter longuement sur le bien-fondé du vocable « hybride » retenu pour la désignation de ce produit, dans la mesure où il pourrait ici engendrer une sérieuse confusion. Jusqu’à une date récente, Mercedes lui-même, mais aussi d’autres industriels, ont construit des prototypes ou des préséries (voire de petites séries), qu’ils dénommaient alors hybrides en raison de leur mode de transmission de type diesel-électrique. Cette transmission est aussi celle des autobus hybrides d’aujourd’hui, sauf justement dans le cas du nouveau Citaro FuelCELL dit « Hybrid », mais qui ne fait nullement appel au diesel ! De surcroît, une pile à combustible produit naturellement de l’électricité, ce qui n’est pas le cas d’un moteur thermique, qui doit alors être couplé à un alternateur. En réalité, l’acception du terme a changé, l’hybridation faisant désormais plutôt référence à la notion énergétique de récupération… Quoi qu’il en soit, ce Citaro hybride de Mercedes constitue bien une vraie révolution. Il combine les avantages du tout nouvel autobus articulé Citaro G Blue Tec Hybrid, avec ceux de la pile à combustible sur laquelle le constructeur travaille déjà depuis de nombreuses années, avec un indéniable acharnement. Cette dernière technologie qui, à la différence des hybrides, garantit en toutes circonstances le « zéro émission polluante » (puisqu’elle ne rejette que de la vapeur d’eau !), utilise comme carburant l’hydrogène, et requiert bien sûr une transmission électrique. Après avoir réalisé en 1997, sur base O 405N, le prototype Nebus, le constructeur a mené, de 2003 à 2006, une expérimentation à grande échelle. Cette expérimentation mettait en œuvre 36 véhicules, cette fois sur base Citaro, et qui ont été confiés à une douzaine d’opérateurs pour une exploitation probatoire, dans le cadre notamment du projet européen baptisé Cute (Clean Urban Transport for Europe – Transport urbain propre pour l’Europe). Ces véhicules ont parcouru, au total, plus de deux millions de kilomètres, transportant sept millions de voyageurs. Le succès a été tel que certains auront finalement roulé pendant plus de six ans, alors qu’initialement l’expérience ne devait pas dépasser les deux ans ! Aujourd’hui, avec le FuelCELL Hybrid, Mercedes franchit donc une étape supplémentaire de développement, qui doit occuper le constructeur jusqu’en 2015. A nouveau, une trentaine de ces véhicules vont être confiés à différents opérateurs, dont Hambourg, qui s’est déclaré d’ores et déjà preneur. Il s’agit, comme dans le cadre du projet Cute, de « standards » de 12 m, à plancher bas et plat sur toute leur longueur. Mais à la différence des précédents, ils sont équipés, en toiture, d’un ensemble de batteries lithium-ion, de surcroît absolument uniques sur le marché, avec une puissance de 250 kW pour une masse de 330 kg. Cet ensemble est refroidi indépendamment par circulation de liquide. A partir de l’hydrogène, la pile à combustible fournit de l’électricité qui est alors emmagasinée dans les batteries, celle-ci alimentant en retour les deux moteurs de traction et les auxiliaires du véhicule. Durant les phases de freinage, ces moteurs de roue, refroidis par eau, fonctionnent en alternateur pour ralentir le véhicule et recharger ses batteries, selon le principe de la récupération d’énergie. La consommation s’en trouve réduite de 50 % ! Les sept réservoirs en toiture, d’une capacité totale de 1 435 l, permettent d’embarquer 35 kg d’hydrogène à la pression de 350 bars, ce qui offre, avec une consommation de 10 à 14 kg aux cent kilomètres, une autonomie de 250 km. Autre particularité, liée au souci d’efficacité et de facilité de maintenance, les auxiliaires sont désormais tous électrifiés. Du coup, on peut aussi les repositionner en des points qui, pour l’aménagement intérieur, ne risquent en rien de gêner. Quant aux imposants systèmes de refroidissement, ils se démarquent de ceux des autobus avec pile à combustible des générations précédentes par leur grand silence de fonctionnement. Enfin, Mercedes prévoit pour la nouvelle pile du FuelCELL Hybrid une espérance de vie égale à six ans. Par rapport à l’étape précédente, cette espérance se trouve donc multipliée par trois !    
 

Philippe HÉRISSÉ

VLD : de Philéas à Citea

In future also hybrid (à l’avenir aussi en version hybride), apparaissait en grosses lettres sur le Citea CLF de 12 m qu’exposait VDL, le constructeur néerlandais qui détient, chez lui, 60 % du marché. Mais son produit phare reste d’abord le Phileas, dont la propulsion n’en est pas moins hybride au sens premier du terme, dans la mesure où elle fait appel à un moteur thermique associé à une transmission électrique, et qui sera aussi proposé en versions trolley et pile à combustible. Ce produit intermédiaire entre l’autobus et le tramway, roulera un jour prochain à Douai. La ville a commandé deux articulés de 24 m et dix autres de 18 m. Le retard dans leur mise en service n’est imputable, selon VDL, ni au constructeur ni au client, mais bien à la nouveauté que représente la nécessité de devoir solliciter des instances administratives deux autorisations différentes, relatives aux réglementations autobus et tramway. La mise en service commerciale sur le réseau de Douai pourrait intervenir, dans l’hypothèse la plus favorable, au 1er janvier 2010 ou, de manière plus probable, au 1er juillet, à la faveur du changement d’horaires. Avec Vossloh-Kiepe pour la partie électrique, et l’industriel néerlandais Nedstack pour la pile à combustible, VDL va également construire quatre véhicules articulés de 18,5 m fonctionnant à l’hydrogène, et capable de transporter 105 voyageurs. C’est une première mondiale, puisque tous les autobus fonctionnant avec ce carburant avaient été jusqu’ici des standards de 12 m. Deux prototypes sont destinés à Amsterdam, et les deux autres à Cologne, subventionnés par l’Etat néerlandais et le Land de Rhénanie du Nord-Westphalie. Les premiers d’entre eux sont attendus pour la mi-2010…

VAN HOOL : le Benelux conquis

Le constructeur belge Van Hool, qui construit annuellement 1 600 autobus et autocars, exposait un A 300 hybride diesel-électrique dans la livrée caractéristique de l’opérateur néerlandais Connexxion. C’est lui qui, très tôt, a proposé un plancher bas et entièrement plat, en adoptant une disposition tout à fait originale de la motorisation, rejetée latéralement entre les essieux, en saillie à l’intérieur de la caisse. Van Hool offre aujourd’hui une gamme complète d’hybrides « série » avec supercapacités, du « midibus » à l’articulé. Depuis 2004, il construit également des autobus à pile à combustible destinés au marché nord-américain.

SOLARIS : une expérience de 500 000 km

Quant au jeune constructeur polonais Solaris, qui a justement sorti le 5 000e véhicule de son usine de Bolechowo en mai dernier (à peine treize ans après le démarrage de la production !), il était venu à Vienne avec l’un de ses articulés Urbino 18 hybrides. Apparus dès 2006, ces véhicules ont été livrés à dix réseaux appartenant à quatre pays européens différents, et ont globalement parcouru quelque 500 000 kilomètres en service commercial. L’économie de carburant constatée par les opérateurs avoisine les 25 %. Comme mode de stockage de l’énergie dissipée au freinage, Solaris a choisi des batteries nickel-métal montées sur la toiture, d’une longévité de six ans. Le calcul du prix d’achat du véhicule comprend celui d’un pack de remplacement. Et Solaris annonce, pour l’an prochain, la sortie d’une version standard de 12 m…
 

Philippe HÉRISSÉ