Volta Via étudie 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 types d’infrastructures énergétiques en sont nécessaires. Un résultat : pour jusqu’à 86 % des catégories de machines examinées, des modèles électrifiés sont déjà disponibles.

Pour les phases de construction intensives, un besoin de recharge de 378 kW a été calculé.

Image : Volta Via

Le projet a été mené par Zeppelin Rental en collaboration avec le laboratoire Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) de l’RWTH Aachen entre août 2024 et mi-2026. Y ont participé, entre autres, l’Autobahn GmbH, la Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), l’autrichienne ASFINAG ainsi que l’office suisse des routes ASTRA.

Sont notamment ont été étudiées la rénovation complète ainsi que les travaux de revêtement des chaussées 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 machines, l’approvisionnement en énergie et les infrastructures de charge. Selon le rapport final, ces scénarios doivent être adaptés en fonction des méthodes de construction, des configurations de machines, du délai de réalisation et des conditions locales.

D’après les résultats, des modèles électrifiés sont déjà disponibles sur le marché pour jusqu’à 86 % des catégories de machines nécessaires. Cela ne signifie cependant pas une équivalence technique totale avec les machines diesel. Il existe des limites notamment en ce qui concerne la puissance continue, la durée de fonctionnement, les besoins en charge et la flexibilité d’utilisation. Les auteurs identifient principalement des lacunes dans l’offre chez les fournisseurs de matériaux et les fabricants de coffrages glissants.

L’approvisionnement en énergie devient un point critique

Une estimation permet de savoir à quel niveau pourrait se situer la demande supplémentaire en électricité pour l’électrification des travaux de rénovation d’autoroutes. Avec un taux de rénovation estimé à quatre pour cent, l’Allemagne aurait besoin d’environ 34,7 GWh de courant supplémentaire par an. Cela correspond à environ 0,0066 % de la consommation électrique allemande. Pour toute la région D-A-CH, Volta Via estime une consommation annuelle d’environ 44 GWh.

D’après le rapport, ce qui est plus crucial que la quantité totale d’énergie est la disponibilité locale de la puissance nécessaire. Pour la phase de construction la plus gourmande du scénario de référence étudié, une puissance de recharge de 378 kW s’avère nécessaire. Il convient de prendre en compte, entre autres, les connexions au réseau, les fenêtres de recharge, les batteries, la gestion de la charge ainsi que les recharges possibles simultanément.

Il est clair que tous les véhicules n’ont pas besoin de se recharger directement sur le chantier. Selon l’étude, les camions-bennes autorisés à circuler sur la route, les camions-remorques, les mélangeurs de transport et d’autres véhicules de transport de matériaux pourraient également utiliser des garages, des sites de production et de logistique ou des points de recharge publics pour camions.

Pour les machines utilisées sur les chantiers, d’autres solutions d’alimentation sont nécessaires. Dans le cas de grands projets sur plusieurs années, un raccordement en moyenne tension spécifique au projet peut être envisagé. Pour les chantiers de plus courte durée ou ceux qui se déplacent, le rapport préconise plutôt des systèmes d’alimentation temporaires et mobiles. Les machines câblées peuvent également être utiles pour des applications stationnaires. Cela permettrait d’éviter en partie l’utilisation de grands systèmes de stockage d’énergie dans la machine, à condition qu’un raccordement électrique suffisamment puissant soit disponible.

Strabag a montré en été 2026 à Oberhausen à quoi pouvait ressembler une telle approche en pratique. Lors de la rénovation d’une installation de traitement du sol, onze machines de construction entièrement électriques y ont été utilisées, parmi lesquelles une pelleteuse de 25 tonnes, un chargeur sur roues, une grue automotrice et un engin de construction routière. Un stockage d’énergie mobile de 153 kWh servait à alimenter les machines et à atténuer les pics de charge. Cependant, le chantier n’était pas entièrement électrique : pour les applications qui ne pouvaient pas être électrifiées ainsi que pour les transports logistiques, Strabag a utilisé en complément du HVO100.

Les coûts d’exploitation pourraient baisser

Volta Via a également examiné les coûts d’exploitation des différents scénarios. En supposant que les machines électrifiées disponibles soient utilisées de manière systématique, les coûts courants pourraient être réduits de plus de la moitié d’ici 2027 par rapport à l’approche conventionnelle. D’ici 2050, ils chuteraient dans ce modèle à environ un huitième du niveau actuel.

Cependant, ce calcul ne prend pas en compte les coûts d’acquisition des machines. On suppose également un prix de l’électricité industrielle constant au niveau de 2025. Selon le rapport, le fait que les machines de construction électriques soient réellement rentables dépend entre autres du taux d’utilisation, des heures de fonctionnement, des prix de l’énergie, des coûts d’infrastructure, de la valeur résiduelle ainsi que des effets éventuels sur la productivité et le délai de construction.

Même les émissions correspondent à des potentiels modélisés. Dans les conditions limites optimales supposées, Volta Via estime qu’en 2027 les émissions de gaz à effet de serre seront d’environ 80 % inférieures par rapport au scénario de référence conventionnel. D’ici 2050, ce potentiel de réduction atteint environ 97 %. Les valeurs réelles dépendent, entre autres, de la source d’électricité, de la disponibilité des machines et du site de construction concerné.

Un autre volet important du projet portait sur l’attribution des projets de construction publics. À cette fin, un indice d’électrification a été développé, 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 ne améliorent de manière disproportionnée les résultats, tandis que les étapes clés du processus restent exécutées de manière conventionnelle.

Cet indice est conçu à l’origine comme critère d’éligibilité et non comme critère d’exclusion. Il ne s’agit pas d’exclure a priori les soumissionnaires disposant d’un parc de machines non entièrement électrifié, mais plutôt de donner un avantage dans l’évaluation aux concepts de machines et de systèmes d’alimentation à moindre émission. À mesure que ces solutions deviendront plus disponibles sur le marché, l’indice pourra être davantage pondéré ou assorti de valeurs minimales.

Volta Via a été financé dans le cadre de la coopération D-A-CH pour la recherche sur les infrastructures de transport en 2024. Les organismes responsables 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.