Volvo Bus
Belgique
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De nombreuses villes dans le monde ont déjà pris des mesures importantes en faveur de transports publics plus durables. Mais pour atteindre les objectifs climatiques fixés pour 2030 et 2050 afin de respecter l'Accord de Paris, il convient d'adopter un rythme beaucoup plus soutenu. Alors, comment se préparer à une transition en douceur vers un système d'autobus électriques ? Quels sont les principaux défis et facteurs de réussite ? Lars Johansson, responsable des affaires publiques chez Volvo Buses, répond aux questions les plus importantes.
Quel est le bon moment pour une ville pour passer à un système d'autobus électriques ?
Combien de temps faut-il pour mettre en place des systèmes d'autobus électriques à grande échelle ?
Comment garantir une infrastructure de recharge optimale ?
Quel est le véritable impact environnemental du passage à l'électrique ?
Quels sont les facteurs de réussite les plus importants pour le déploiement d'autobus électriques ?
Lars Johansson est responsable des affaires publiques et des relations gouvernementales chez Volvo Buses. Depuis de nombreuses années, il est actif dans plusieurs comités internationaux au sein d'ONG du secteur telles que l'ACEA, l'UITP et l'IRU (des organisations qui couvrent toutes sortes de questions liées aux autobus pour les marchés européen et mondial). Par ailleurs, Lars Johansson a été représentant dans d'importants comités de durabilité au sein de la Commission européenne, autour de questions concernant l'électromobilité et l'environnement. Il participe régulièrement à des réunions avec les représentants de l'UE chargés de diverses questions relatives au développement futur de l'industrie des autobus.
La réponse à cette question est : le moment est déjà là. Pour atteindre les objectifs climatiques de l'Accord de Paris, à savoir des transports totalement exempts de combustibles fossiles d'ici à 2050 afin de ralentir le réchauffement climatique, il y a urgence.
En Europe, par exemple, tous les pays se sont engagés à atteindre des objectifs clairs. À la mi-décembre 2020, les pays de l'UE se sont mis d'accord sur un nouvel objectif climatique : une réduction de 55 % des émissions de CO2 d'ici à 2030 par rapport aux niveaux de 1990. Le passage de 40 % à 55 % indique clairement que des mesures supplémentaires sont nécessaires, et ce, rapidement.
L'approche du déploiement des transports publics électriques diffère grandement d'une région du monde à l'autre. Par exemple, la Chine possède aujourd'hui environ 90 % de tous les autobus électriques du monde, principalement grâce aux importantes subventions accordées aux fabricants et aux opérateurs au cours des dernières années. Ce développement a été principalement motivé par la nécessité d'améliorer la qualité de l'air dans les grandes villes.
La directive sur les véhicules propres de la Commission européenne est une initiative qui stimulera le développement des transports publics électriques.
Aux États-Unis et au Canada, le financement fédéral pour l'achat de nouveaux autobus est généralement très élevé. Ce modèle soutient la transition vers l'électrification, qui est en train de décoller. À l'inverse, en Europe, un processus d'appel d'offres traditionnel s'applique avec peu de subventions publiques ad hoc pour l'achat d'autobus électriques. Malgré cela, de nombreuses villes ont pris des mesures importantes en faveur de l'électrification, et la directive européenne sur les véhicules propres accélérera la transition.
Récemment, la même tendance à l'électromobilité a été observée en Amérique latine, principalement dans des villes progressistes comme Santiago (Chili) et Bogota (Colombie).
Dans l'industrie du transport, un aspect crucial est le délai de mise en œuvre. En effet, les autobus achetés aujourd'hui fonctionneront normalement pendant une dizaine d'années. Cela implique que si les autobus fonctionnant aux combustibles fossiles ne sont pas retirés rapidement de la circulation, la réduction des émissions de CO2 prendra beaucoup de temps. Il faut également tenir compte des différences entre les autobus urbains, les autobus régionaux et les autobus longue distance. C'est principalement dans les opérations urbaines que l'électrification doit commencer et se faire très rapidement.
La directive sur les véhicules propres accélérera l'électrification des autobus urbains en Europe. L'industrie prévoit que les produits d'électromobilité prendront progressivement le dessus et que les autobus diesel disparaîtront vers 2030. (Source : UITP)
La directive sur les véhicules propres de la Commission européenne est l'une des initiatives qui favorisera le développement des transports publics électriques en Europe, et probablement plus tard dans d'autres régions. Elle entrera en vigueur en 2021 et concernera tous les marchés publics comprenant des autobus urbains. Pour tous les pays de l'UE, cela signifie qu'une certaine proportion des autobus achetés devra répondre à la définition d'un « véhicule propre » selon un quota fixé par État membre.
En Suède, par exemple, 45 % de tous les autobus achetés avant 2025 doivent appartenir aux catégories « zéro émission » ou « faible émission », avec au moins la moitié qui doivent être des autobus « zéro émission », c'est-à-dire des autobus électriques.
La proportion diffère selon les États membres, mais pour la plupart des États membres, le quota sera le même qu'en Suède, c'est-à-dire 45 % à partir de 2021. Les niveaux seront ensuite relevés à 65 % entre 2026 et 2030. Au-delà, aucune décision n'a été prise.
Outre l'ambition de l'Accord de Paris de minimiser les émissions de gaz à effet de serre, chaque pays a son propre objectif en matière d'émissions de CO2, de NOx et de particules. La transition vers des véhicules électriques jouera également un rôle très important à cet égard.
Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), la pollution de l'air est devenue le principal risque environnemental pour la santé dans le monde et la quatrième cause de décès parmi tous les risques sanitaires. Aujourd'hui, 90 % de la population mondiale vit dans des zones qui ne respectent pas les normes minimales de l'OMS en matière de qualité de l'air.
En Europe, par exemple, plus de la moitié des émissions de NOx ainsi qu'une proportion importante d'autres polluants proviennent des transports. Certaines villes connaissent de tels problèmes de qualité de l'air qu'elles ont interdit l'accès aux zones centrales aux vieux véhicules diesel. De plus en plus de villes envisagent de mettre en œuvre des restrictions similaires.
La réduction du bruit de la circulation est un autre défi qui figure parmi les priorités de nombreuses villes et pour lequel les exigences deviennent de plus en plus strictes.
L'OMS estime qu'une personne sur cinq en Europe est régulièrement exposée à des niveaux sonores si élevés qu'ils peuvent nuire à sa santé. Un bruit excessif peut entraîner, entre autres, un risque accru de troubles du sommeil, de maladies cardiovasculaires et de lésions auditives.
Les effets néfastes du bruit sur la santé et la construction de murs anti-bruit peuvent s'avérer coûteux. Pour les municipalités, il y a donc beaucoup à gagner à réduire le bruit. Dans la circulation urbaine, les véhicules lourds équipés de moteurs diesel ou à gaz figurent parmi les principales sources de bruit.
Outre la nécessité d'électrifier les transports publics pour atteindre les objectifs climatiques et réduire les émissions dangereuses ainsi que les nuisances sonores, plusieurs autres arguments plaident en faveur des autobus électriques.
Avec l'augmentation de la population et de l'urbanisation, la demande de transports publics fonctionnels et durables grandit de plus en plus. Les embouteillages constituent déjà un défi considérable pour les villes du monde entier. Ainsi, pour rester attrayantes dans l'avenir, elles doivent pouvoir offrir à leurs habitants des options de transport efficaces, durables, silencieuses et pratiques.
Par ailleurs, les transports publics électriques créent de nouvelles opportunités très intéressantes pour la mobilité et le développement urbain. Sans gaz d'échappement et avec un niveau sonore faible, les autobus peuvent circuler dans davantage de zones, ouvrant à la construction certaines zones de la ville qui n'étaient pas accessibles auparavant. Les transports publics peuvent amener les gens plus près de leur destination, et des arrêts de bus peuvent même être construits en intérieur. Tout cela permet de densifier les villes et de les rendre plus attrayantes pour leurs habitants.
Les conditions de déploiement des systèmes d'autobus électriques à grande échelle varient considérablement d'une ville à l'autre. Le temps nécessaire dépend, entre autres, des conditions locales d'électrification et de la procédure de passation des marchés. Dans la plupart des cas, il faut compter au moins 18 mois entre le début du processus et la mise en service des autobus.
Ce qui différencie notamment les autobus électriques des autobus classiques lors de leur acquisition est le nombre bien plus élevé de parties prenantes impliquées. Outre l'autorité des transports publics, l'opérateur d'autobus et les fabricants d'autobus et de l'infrastructure de recharge, la municipalité, les fournisseurs d'électricité et les autres parties prenantes concernées doivent également être impliqués à un stade précoce.
Une planification minutieuse et une coopération étroite sont des conditions essentielles pour un déploiement à grande échelle.
Une planification minutieuse et une coopération étroite entre les différentes parties prenantes sont des conditions essentielles pour un déploiement à grande échelle.
Une autre question cruciale est la disponibilité de l'électricité. Quelle que soit l'infrastructure de recharge choisie par une ville, les autobus électriques sont très exigeants en termes de capacité électrique. Il est donc important d'établir un dialogue précoce avec les fournisseurs d'énergie et la municipalité concernant les permis de construire et les autorisations de reconstruction et de pose de nouveaux câbles vers les dépôts et les stations de recharge.
Les principales parties prenantes impliquées dans la transition vers les transports publics électriques :
Émet des appels d'offres.
Fixent des objectifs exigeants.
Est chargée des questions liées à l'urbanisme, aux permis de construire, etc.
Assure la capacité de production d'électricité.
Achète la solution de système, gère l'exploitation des autobus.
Fournit des solutions de systèmes d'électromobilité (autobus et infrastructures de recharge).
Plusieurs villes ont mené des projets d'essai avec des autobus électriques à plus petite échelle et les enseignements tirés de ces projets ont été cruciaux lors du déploiement de flottes d'autobus électriques plus conséquentes. Notre constat est que les villes européennes ont grand intérêt à apprendre les unes des autres et à partager leurs connaissances.
Chez Volvo Buses, nous avons investi très tôt dans l'électromobilité. Grâce à notre longue et vaste expérience dans la fourniture de solutions complètes à différentes villes, nous sommes également prêts à être un partenaire et une caisse de résonance pour les villes qui envisagent d'électrifier leur trafic d'autobus urbains de manière durable.
Il est essentiel de disposer d'une capacité énergétique suffisante lors du déploiement d'autobus électriques. Sur 12 ans, la consommation totale d'énergie pour 100 autobus électriques (12 mètres) est de 97 200 MWh, ce qui équivaut à la consommation de 400 foyers sur la même période. Mais par rapport aux autobus classiques, l'économie d'énergie est considérable.
Le projet ElectriCity à Göteborg, en Suède, est un très bon exemple de collaboration réussie. Les premiers autobus électriques de la ville ont été mis en service dès 2015 et le projet a attiré des dizaines de milliers de visiteurs du monde entier. La municipalité, l'autorité des transports publics Västtrafik, le fournisseur d'énergie local Göteborg Energi, l'opérateur d'autobus Keolis, l'Université de technologie de Chalmers, Volvo Buses et d'autres parties prenantes ont été impliqués dans la mise en œuvre.
Grâce à l'expérience et aux enseignements tirés du projet ElectriCity, Göteborg a franchi le pas d'un déploiement à grande échelle. En décembre 2020, l'une des plus grandes flottes d'autobus électriques d'Europe du Nord (145 autobus électriques articulés Volvo 7900) a été mise en service. L'objectif de la région est d'électrifier l'ensemble de son trafic d'autobus urbains d'ici à 2030.
Enfin, déployer une flotte d'autobus électriques comme à Göteborg nécessite dès le départ une planification minutieuse et une collaboration fructueuse entre les parties prenantes. En fonction des conditions locales et de l'ampleur de l'opération, le délai de mise en œuvre sera très différent d'une ville à l'autre.
Le déploiement d'un système complet est une tâche complexe. Les différentes longueurs d'itinéraires, la topographie, la fréquence, la capacité et les règles et réglementations locales imposent de trouver des solutions d'électromobilité différentes pour chaque ville.
La mise en place d'une infrastructure de recharge optimale nécessite une analyse et des simulations minutieuses de chaque itinéraire emprunté par les autobus électriques. Il s'agit d'un vaste projet préparatoire que Volvo Buses, en tant que fournisseur de systèmes, réalise en étroite collaboration avec l'autorité des transports publics, l'opérateur, les fournisseurs d'énergie et d'autres parties prenantes. Ces calculs servent ensuite de base pour nos suggestions concernant les autobus, les systèmes de stockage d'énergie (batteries et dispositifs de soutien), la stratégie de recharge et l'infrastructure de recharge.
Dans de nombreux cas, une combinaison de recharge au dépôt et de recharge rapide en cours de route est souvent la meilleure solution d'un point de vue opérationnel. Sur les itinéraires très fréquentés, les stations de recharge en cours de route offrent aux autobus une autonomie illimitée et un plus grand nombre d'heures de conduite. Un autre aspect à prendre en compte est la capacité du réseau local, car avec la recharge en cours de route, les besoins en capacité du réseau sont répartis géographiquement.
L'infrastructure de recharge est cruciale pour déterminer le nombre de batteries et la capacité dont chaque autobus a besoin. La production des batteries d'un autobus électrique demeure très coûteuse et nécessite beaucoup de ressources. Il est donc extrêmement important d'assurer une utilisation optimale des batteries pour avoir une durée de vie aussi longue que possible.
Lorsqu'une batterie d'autobus est mise hors service, elle a encore de la capacité. Au lieu d'être envoyée au recyclage, elle peut être utilisée dans des applications de seconde vie, par exemple pour du stockage d'énergie dans des logements, l'alimentation sans interruption (ASI) et le peak shaving. Du point de vue de l'ACV, l'utilisation des batteries dans le cadre d'une seconde vie prolonge considérablement la phase d'utilisation du cycle de vie du produit et réduit donc l'empreinte environnementale globale.
Dans le cadre de la transition à long terme vers des transports publics électriques, l'une des principales problématiques concerne les normes industrielles avec des interfaces ouvertes pour l'infrastructure de recharge. Tous les autobus, quelle que soit leur marque, doivent pouvoir utiliser les mêmes stations de recharge. Les organisations internationales travaillent sur ce sujet depuis de nombreuses années et, en Europe, le secteur des autobus s'est accordé sur les normes à appliquer.
Dans le cadre de la transition à long terme vers des transports publics électriques, l'une des principales problématiques concerne les normes industrielles pour l'infrastructure de recharge.
Le projet ASSURED de l'UE, qui vise à encourager l'électrification des véhicules dans le trafic urbain grâce à l'interopérabilité entre les différents fabricants de véhicules et de stations de recharge, a constitué une passerelle importante.
Les normes industrielles avec des interfaces ouvertes pour l'infrastructure de recharge seront cruciales. Voici les quatre normes proposées par l'UITP :
L'Union internationale des transports publics (UITP) a été chargée par le CenCenelec (Comité européen de normalisation en électronique et en électrotechnique) de soumettre une proposition à la Commission européenne. Cela a été fait en 2019.
Quatre normes ont été proposées : la recharge au dépôt à l'aide d'un câble CCS, le biberonnage via un pantographe monté sur le pavillon (pantographe vers le haut), le biberonnage via un pantographe monté sur la station (pantographe vers le bas) et la recharge par contact électrique sur la route, qui ne sera probablement utilisée que dans de rares cas.
La finalisation des différentes normes sera décidée fin 2021. La Commission européenne publiera les normes de recharge définitives à la fin de l'année. Il sera bien sûr extrêmement avantageux pour les marchés extra-européens de suivre ces normes.
Les transports publics électriques sont extrêmement bénéfiques pour l'environnement, principalement en termes de réduction des émissions de gaz à effet de serre, de NOx, de particules et de production de bruit.
Un exemple concret est celui de Göteborg qui, à la fin de l'année 2020, a mis en place la plus grande flotte d'autobus électriques de la région nordique à ce jour. En remplaçant les autobus diesel les plus propres du marché par 145 nouveaux Volvo 7900 électriques articulés, la ville réduira ses émissions de CO2 de 14 500 tonnes par an. C'est à peu près l'équivalent des émissions de CO2 d'environ 5 000 voitures. Simultanément, les émissions de NOx diminueront d'environ 8 000 kg par an. Pour leur part, les émissions de suie et d'autres particules dangereuses seront réduites de 200 kg.
Un autobus électrique consomme également 80 % moins d'énergie qu'un autobus diesel. Les économies d'énergie pour la flotte de 145 véhicules Volvo 7900 électriques articulés, qui parcourent un total de 60 000 km par an à une vitesse moyenne de 18 km/h, s'élèvent à 32 200 MWh par an. Cela correspond aux besoins énergétiques annuels de 1 600 foyers.
Le calcul est basé sur la consommation d'énergie du réservoir à la roue. La valeur énergétique des différents types de carburant a été convertie en kWh, avec 4 kg de GNC = 5 L de diesel = 50 kWh d'électricité. Le diesel classique est utilisé comme référence (100 %) pour comparer les résultats.
Dans les débats sur les véhicules électriques, la question de la propreté de l'électricité du point de vue du CO2 revient souvent. Selon le mode de production de l'électricité, à partir de sources renouvelables ou fossiles, l'empreinte carbone (du puits au réservoir) peut varier de 10 g à plus de 1 000 g de CO2 par kWh.
Outre les avantages des autobus électriques sur le plan de l'environnement, il est crucial pour tous les pays de participer au développement des transports électriques. Si nous ne commençons pas la transition maintenant, nous n'atteindrons pas les objectifs climatiques nécessaires pour réduire le réchauffement de la planète.
Même si de nombreux pays produisent encore une part relativement importante de leur électricité à partir de sources fossiles, on observe une tendance positive. Une très grande partie des nouvelles centrales énergétiques européennes produiront de l'énergie renouvelable. C'est également le cas pour certains pays en dehors de l'Europe.
Les autobus électriques ont également un effet positif sur les niveaux sonores d'une ville.
Avec un autobus électrique, le niveau sonore au démarrage est réduit de 7 dB. Cela signifie que le bruit perçu est réduit de moitié par rapport à un autobus classique.
Les autobus électriques ont également un effet positif sur les niveaux sonores d'une ville. En un an, les 145 autobus de Göteborg démarreront 17 640 000 fois. Le niveau sonore de chaque bus est réduit de 7 dB, ce qui diminue de moitié les émissions sonores.
Une étude réalisée dans le cadre du projet ElectriCity à Göteborg a comparé les différences de bruit entre les autobus électriques, les autobus diesel et les autobus au gaz. L'étude a montré de grandes différences dans les niveaux sonores à des vitesses allant jusqu'à 40-50 km/h, les autobus électriques étant nettement plus silencieux que les autres.
Les différences les plus marquées concernent les bruits de basse fréquence, qui sont plus difficiles à atténuer avec des protections contre le bruit, des matériaux de façade et des fenêtres. Selon des études récentes, les coûts indirects de la pollution sonore sont considérables.
C'est là que tout commence. La transition vers un système d'autobus électriques nécessite une volonté, une vision et une décision politiques. Il faut également une approche systémique à long terme et une connaissance des implications réelles de l'électrification, de ses effets et des opportunités qu'elle crée.
Le déploiement d'un système d'autobus électriques est complètement différent de l'achat d'autobus diesel. La réussite du processus nécessite une collaboration étroite entre les différentes parties prenantes et l'implication précoce de tous les partenaires. Autrement, l'ensemble du projet risque d'échouer faute d'obtention d'un permis de construire ou d'une autre autorisation. Chez Volvo Buses, nous avons une grande expérience dans la fourniture de solutions complètes aux villes d'Europe. Une bonne collaboration et une vision commune, à la fois en termes d'objectifs environnementaux et de création d'une ville attrayante pour ses habitants, sont des facteurs de réussite cités comme essentiels par toutes les personnes impliquées dans un déploiement à grande échelle.
L'électrification nécessite une nouvelle façon de penser, beaucoup d'engagement et une vision commune.
En tant que fournisseur de systèmes, nous procédons à une analyse méticuleuse avant toute offre. La longueur des itinéraires, la topographie, le climat, le nombre de passagers, la densité du trafic, les types d'autobus, la capacité des batteries : tous ces facteurs influencent le choix de l'infrastructure de recharge optimale. Où et quand les autobus seront-ils rechargés ? Est-il préférable d'avoir trois petits dépôts plutôt qu'un seul grand ? En procédant à une analyse précoce, nous pouvons nous assurer que la ville aura la solution qui lui convient le mieux.
En tant que fournisseur de systèmes, nous procédons à une analyse méticuleuse avant toute offre. La longueur des itinéraires, la topographie, le climat, le nombre de passagers, la densité du trafic, les types d'autobus, la capacité des batteries : tous ces facteurs influencent le choix de l'infrastructure de recharge optimale. Où et quand les autobus seront-ils rechargés ? Est-il préférable d'avoir trois petits dépôts plutôt qu'un seul grand ? En procédant à une analyse précoce, nous pouvons nous assurer que la ville aura la solution qui lui convient le mieux.
Outre une approche collaborative, il est également nécessaire d'établir un plan commun pour un déploiement effectif. Cela inclut la planification de la construction et de la reconstruction des dépôts, des stations de recharge et des arrêts, ainsi que la demande des permis de construire et autres autorisations. Là encore, il faut absolument veiller à l'implication de toutes les parties dès le début du processus et s'assurer que tout le monde tend vers le même objectif. Pour les villes qui ont déjà une certaine expérience des autobus électriques, le processus est plus simple. Pour celles qui partent de zéro, une planification plus globale permettra de mener à bien leur projet d'électromobilité.
