Volta Via examine l’électrification des chantiers de construction routière

Le projet de recherche Volta Via a étudié la manière d’électrifier les grands chantiers de construction routière et quels équipements d’infrastructure énergétique sont nécessaires. Des modèles électrifiés sont déjà disponibles pour jusqu’à 86 % des catégories de machines prises en compte.

Une demande de recharge de 378 kW a été calculée pour les phases de construction intensives.

Image : Volta Via

Le projet a été mené par Zeppelin Rental en collaboration avec le responsable du département d’ingénierie de production des composants pour l’électromobilité (PEM) à la RWTH Aachen. Parmi les participants figuraient, entre autres, Autobahn GmbH, l’Institut fédéral de recherche sur les routes (BASt), l’autorité autrichienne ASFINAG et l’Office fédéral des routes suisse (ASTRA).

Cette étude a examiné, entre autres aspects, les grandes rénovations et les réparations de surface des routes en bitume et en béton. Pour les années 2027, 2040 et 2050, les partenaires du projet ont élaboré des scénarios de référence concernant les besoins en matériel, l’approvisionnement en énergie et les infrastructures de charge. Selon le rapport final, ces scénarios doivent être adaptés aux méthodes de construction, aux configurations des machines, au délai de réalisation et aux conditions locales.

Les résultats montrent que des modèles électrifiés sont déjà disponibles sur le marché pour jusqu’à 86 % des catégories de machines requises. Cependant, cela ne signifie pas une équivalence technique totale avec les machines diesel. Des limites persistent, notamment en ce qui concerne la puissance continue fournie, la durée de fonctionnement, les exigences en matière de recharge et la flexibilité d’utilisation. Les auteurs identifient des lacunes dans l’offre principalement pour les chargeuses et les pavageuses à béton continu.

L’approvisionnement en énergie devient le facteur critique

Un calcul de modèle concernant l’électrification des rénovations d’autoroutes illustre la demande supplémentaire en électricité potentielle. En supposant un taux de rénovation de 4 %, l’Allemagne aurait besoin d’environ 34,7 GWh d’électricité supplémentaire par an, ce qui correspond à environ 0,0066 % de la consommation totale d’électricité du pays. Pour toute la région D-A-CH, Volta Via estime une consommation annuelle d’environ 44 GWh.

Cependant, selon le rapport, la disponibilité locale de l’énergie requise est plus cruciale que le volume total d’énergie. Pour la phase de construction la plus gourmande en énergie dans le scénario de référence, une demande d’énergie pour la recharge atteint 378 kW. Il convient de prendre en compte des facteurs tels que les connexions au réseau, les fenêtres de recharge, les systèmes de stockage, la gestion de la charge et les processus de recharge simultanés éventuels.

Tous les véhicules n’ont pas besoin de se recharger directement sur le chantier. Selon l’étude, des camions-bennes autorisés à circuler sur la route, des camions articulés, des bétonnières et d’autres véhicules de transport de matériaux pourraient également utiliser des terrains de manutention, des sites de production et de logistique ou des points de recharge publics pour camions.

Pour les machines destinées aux chantiers de construction, d’autres solutions d’alimentation sont nécessaires. Pour les projets à grande échelle sur plusieurs années, une connexion en moyenne tension spécifique au projet peut constituer une option. Pour les chantiers de plus courte durée ou mobiles, le rapport envisage des systèmes d’alimentation temporaires et mobiles. Les machines alimentées par câble pourraient également être pratiques pour des applications fixes. Cela pourrait éliminer en partie le besoin de grands systèmes de stockage d’énergie dans les machines, à condition qu’une connexion électrique suffisamment puissante soit disponible.

Un exemple de la manière dont une telle approche peut fonctionner en pratique a été démontré par Strabag à l’été 2026 à Oberhausen. Lors de la transformation d’une usine de traitement des sols, onze machines de construction entièrement électriques ont été mises en service, dont une pelleteuse de 25 tonnes, un chargeur à roues, une grue mobile et un pavageur routier. Un système de stockage d’énergie mobile doté de 153 kWh a été utilisé pour alimenter les machines et absorber les pics de consommation. Cependant, le site n’était pas entièrement électrique : pour les applications non électrifiables et le transport logistique, Strabag a également utilisé du HVO100.

Les coûts d’exploitation pourraient diminuer

Volta Via a également examiné les coûts d’exploitation des différents scénarios. En supposant que la machinerie électrifiée disponible soit utilisée de manière constante, les coûts d’exploitation pourraient être réduits de peu plus de la moitié d’ici 2027 par rapport à une méthode conventionnelle. D’ici 2050, le modèle prévoit une réduction jusqu’à un huitième des niveaux actuels.

Cependant, ce calcul ne tient pas compte des coûts d’acquisition de la machinerie. Il suppose également un prix de l’électricité industrielle constant au niveau de 2025. Selon le rapport, l’efficacité économique des machines de construction électriques dépend de facteurs tels que le taux d’utilisation, les heures de fonctionnement, les prix de l’énergie, les coûts d’infrastructure, les valeurs résiduelles, ainsi que les impacts potentiels sur la productivité et le temps de construction.

Les chiffres relatifs aux émissions représentent également des potentiels modélisés. Dans les conditions optimales supposées, Volta Via calcule une réduction d’environ 80 % des émissions de gaz à effet de serre en 2027 par rapport au scénario de référence conventionnel. D’ici 2050, ce potentiel de réduction augmente à environ 97 %. Les valeurs réelles dépendent, entre autres, de la source d’électricité, de la disponibilité des machines et du site de construction spécifique.

Le projet s’est également concentré sur la manière dont les marchés publics de construction sont attribués. À cette fin, il a mis en place un indice d’électrification qui prend en compte la technologie de propulsion, le nombre de machines et leur importance dans le processus de construction. Cela vise à éviter que de nombreux petits appareils électriques n’améliorent de manière disproportionnée les résultats, tandis que les étapes clés du processus continuent d’être réalisées de manière conventionnelle.

Cet indice est pris en compte comme critère supplémentaire et non comme critère d’exclusion. Les soumissionnaires ne disposant pas d’une flotte de machines entièrement électrifiées ne devraient pas être exclus de manière absolue, mais les machines à faibles émissions ainsi que les concepts d’approvisionnement correspondants devraient bénéficier d’un avantage lors de l’évaluation. À mesure que leur disponibilité sur le marché augmentera, cet indice pourra par la suite recevoir plus de poids ou être assorti de valeurs minimales.

Volta Via a été financé dans le cadre de la coopération D-A-CH pour la recherche sur les infrastructures routières en 2024. Les sponsors sont le ministère fédéral allemand des Transports, le ministère fédéral autrichien de l’Innovation, de la Mobilité et des Infrastructures, ainsi que l’Office fédéral suisse des routes.