6 janvier 2020

Dans les années 2010, nous avons vu le rythme rapide des avancées technologiques et les changements économiques mondiaux avoir un impact radical sur la production, les cycles de vente et les possibilités dans les secteurs du transport, de l’agriculture, de la construction, de l’exploitation minière et de la production d’énergie.

Que nous réservent les dix prochaines années ? Voici un aperçu de ce à quoi vous pouvez vous attendre.

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Ce qui nous attend dans les années 2020

1. L’Électrification va continuer à progresser, mais elle ne prendra pas le dessus.

2. La technologie visqueuse va devenir le principal outil de refroidissement du moteur dans l’arsenal d’un ingénieur concepteur ou d’un technicien de maintenance.

3. Les réglementations en matière d’émissions vont devenir plus strictes, mais il y a un espoir d’harmonisation.

4. Les émissions ne seront pas le seul facteur environnemental qui préoccupe les constructeurs.

5. Le marché des équipements de construction compacts va connaître une croissance fulgurante.

6. Davantage de nouveaux véhicules commerciaux fonctionneront à l’hydrogène.

7. L’essor du véhicule autonome se poursuivra.

8. Nous verrons davantage d’expérimentation et d’utilisation de carburants alternatifs dans les moteurs existants.

9. L’accès à la formation au service des pièces détachées sera plus facile – et plus technologiquement avancé – que jamais.

10. Le diesel ne disparaît pas.

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1. L’Électrification va continuer à progresser, mais elle ne prendra pas le dessus.

De ce qui est peut-être le mot à la mode le plus pertinent dans l’industrie, Dave Hennessy, vice-président de la recherche et du développement d’Horton, dit souvent que « l’électrification est la plus grande chose qui nous arrive. La vraie question est de savoir comment ».

Dans les secteurs de la route et de la hors route, elle est déjà là de bien des façons. Les constructeurs de camions ont plus que bricolé des semi-remorques électriques, et Daimler a annoncé en début d’année le camion « eCascadia » qui entrera en production en 2021. Volvo, quant à lui, commencera à produire des camions électriques en Europe dès mars 2020.

Mais les engins longue distance transportant de lourdes charges nécessitent une quantité importante d’énergie qu’il est difficile de régénérer lorsqu’ils maintiennent une vitesse constante. Les applications d’arrêt et de démarrage à faible autonomie, comme les engins de chantier compacts et les petites camionnettes de livraison (pensez à UPS et Amazon), peuvent rapidement capter la puissance d’arrêt et conserver l’énergie. C’est pourquoi Volvo, Caterpillar et d’autres fabricants de machines hors route ont déjà lancé des machines compactes alimentées à l’électricité, et prévoient de les développer dans les années à venir.

Trouver des moyens d’alimenter les équipements lourds à l’aide de batteries n’est cependant qu’un début. Pour que l’Électrification s’installe solidement, une vaste refonte de l’infrastructure est nécessaire – stations de recharge, conversions massives du parc de véhicules, etc. Les cycles de charge auront également une incidence sur les cycles de livraison.

Il ne fait aucun doute que cette évolution est imminente. Mais des experts comme M. Hennessy estiment qu’il faudra plus de dix ans pour y parvenir.

D’ici la fin de la décennie, vos colis Amazon seront probablement livrés par un véhicule électrique. Vous serez peut-être transporté par un bus électrique à l’aéroport. Mais le grand nombre de semi-remorques roulant sur les autoroutes utiliseront encore des moteurs à combustion interne. Et avant que les camions ne soient entièrement électriques, on s’attend à une vague d’hybrides – dont beaucoup en 48V – comme celle qui déferle actuellement sur le marché de l’automobile.

Le North American Council for Freight Efficiency présente plusieurs arguments pour et contre les véhicules utilitaires électriques à batterie, en identifiant le poids, le coût et l’infrastructure comme les trois principaux enjeux.

« La transition dans des segments de marché spécifiques s’étalera sur plusieurs décennies, partageant l’espace avec les motorisations traditionnelles à essence, diesel et autres carburants alternatifs, tout en étant en concurrence avec d’autres technologies émergentes telles que les piles à combustible et les hybrides », peut-on lire dans un récent rapport de la NACFE sur la viabilité de l’électricité. « Les flottes mixtes (comprenant des produits diesel, gaz naturel, hybrides et BEV) optimisées pour des itinéraires et des cycles de travail spécifiques seront probablement la norme jusqu’en 2050.

Une tendance similaire est attendue dans les secteurs de la construction, de l’agriculture, de l’exploitation minière et d’autres segments hors route.

 » Nous nous attendons à ce qu’il en soit de même sur les marchés hors route « , a déclaré Blake Harris, chef de produit Hors route chez Horton. « Les applications à faible autonomie et à faible demande énergétique (chariots élévateurs, engins de chantier compacts, remorqueurs d’aéroports) seront les premières à passer à l’électrique, tandis que les applications à forte demande énergétique et à longue autonomie seront les dernières (tracteurs). Nous assisterons à une hybridation accrue au milieu (chargeurs, excavateurs, engins de levage tout-terrain). »

2. La technologie visqueuse va devenir le principal outil de refroidissement du moteur dans l’arsenal d’un ingénieur concepteur ou d’un technicien de maintenance.

Si l’Électrification – et, en termes de refroidissement du moteur, la fourniture d’un flux d’air par des moyens électroniques – est à venir, l’ère des entraînements du ventilateur entièrement variables et visqueux est déjà là. En régulant le flux d’huile de silicone à l’intérieur de l’entraînement, ces embrayages peuvent déterminer exactement la vitesse de rotation du ventilateur du moteur. Les plus récents, comme le RCV250 de Horton pour les systèmes de refroidissement du moteur des semi-remorques et le RCV2000 pour les camions de transport de mines à grand gabarit et autres, communiquent directement avec l’ordinateur du moteur pour déterminer la quantité de refroidissement nécessaire.

La création d’une quantité précise de flux d’air dans un système de refroidissement du moteur offre les avantages suivants par rapport aux technologies plus anciennes :

• Rendement du carburant : En ne fournissant que la quantité de refroidissement nécessaire, la technologie visqueuse permet aux moteurs de consacrer plus de puissance à la poussée des pistons et moins à la régulation de la température.
• Réduction de l’impact sur l’environnement : Plus le refroidissement d’un moteur est efficace, moins il y a de particules dans l’air, ce qui peut réduire considérablement les émissions de carbone.
• Moins de bruit : La pollution sonore continuera d’être plus fortement réglementée aux États-Unis comme elle l’est déjà en Europe, et plus un entraînement du ventilateur fonctionne à bas régime, moins la machine émet de bruit (voir le point n° 4 de cette liste).
• La gestion des éléments : Démarrage plus facile par temps froid et réaction plus rapide aux changements de température extrêmes dus aux conditions météorologiques.

L’industrie des transports de l’Union européenne s’appuie principalement sur la technologie visqueuse depuis une dizaine d’années, et les constructeurs américains devraient suivre le mouvement avec la construction de nouveaux camions. Dans les secteurs de la construction, de l’exploitation minière et de l’agriculture, la technologie de refroidissement du moteur par fluide visqueux est déjà en train de devenir la norme.

Mais les embrayages tout ou rien, comme le DM Advantage® On/Off de Horton, ne sont pas près de disparaître. Les commandes de certains camions sont débrayées jusqu’à 90 % du temps et fonctionnent à des vitesses d’entrée faibles, de sorte qu’une solution entièrement variable n’offre pas le même type d’économies. Les embrayages directs sont également simples à installer, peuvent être reconstruits et n’ont pas besoin d’être programmés comme le font les embrayages visqueux.

3. Les réglementations en matière d’émissions vont devenir plus strictes, mais il y a un espoir d’harmonisation.

Les réglementations en matière d’émissions et les vagues massives de changements qu’elles entraînent ne feront que s’amplifier au cours des dix prochaines années, car les fournisseurs, les fabricants, les utilisateurs finaux et les gouvernements travaillent ensemble pour réduire l’empreinte carbone de l’industrie.

Au niveau international, cela signifie beaucoup plus d’harmonisation. Actuellement, l’Union européenne en est à la sixième étape de sa réglementation pour les moteurs diesel lourds, et ce depuis 2012. Aux États-Unis, les émissions de gaz à effet de serre pour les camions et les bus commerciaux sont entrées dans leur deuxième phase, avec une mise en œuvre complète en 2027.

En dehors de la route, l’UE met actuellement en place la phase V pour les engins mobiles non routiers ; elle sera pleinement appliquée d’ici à 2021. De leur côté, les États-Unis appliquent depuis 2015 la phase 4 de leurs normes d’émissions de NOx et de particules, et aucune mise à jour n’est prévue dans l’immédiat.

Et puis il y a la Californie.

Exempté de la loi sur la qualité de l’air (Clean Air Act) de l’EPA depuis les années 1960, le Golden State – et une poignée d’autres États qui lui emboîtent le pas – a toujours eu des réglementations plus strictes que le reste du pays en matière d’émissions. Celles-ci tendent à suivre l’exemple de l’Europe plus tôt que le reste des États-Unis ; les normes de l’UE ont généralement une dizaine d’années d’avance sur celles de l’Amérique du Nord.

Alors que tous ces effets dominos créent une multitude de productions différentes de CO2 qui ne peuvent être dépassées, des acteurs industriels comme la Chine et le Japon ont leur propre série de normes. À mesure que l’économie se mondialise et que les grandes entreprises de transport multiplient leurs activités, il incombera aux fabricants et aux gouvernements de rationaliser les exigences. Cela permettra aux installations de production de s’adapter plus efficacement et de mieux répondre aux besoins collectifs du monde en matière de transport.

Avec des accords tels que l’Accord de Paris des Nations unies, nous sommes déjà en bonne voie. Le California Air Resources Board (CARB) et l’EPA ont également l’intention de mettre en œuvre des réglementations similaires aux normes californiennes actuelles d’ici 2027.

En attendant, les fabricants de camions, de tracteurs et de groupes électrogènes continueront à chercher tous les moyens possibles de réduire les émissions, notamment en utilisant des entraînements du ventilateur qui ne tournent que lorsque c’est nécessaire.

Il existe au moins des outils que les ingénieurs peuvent utiliser pour comprendre les réglementations en matière d’émissions. Le modèle d’émissions de gaz à effet de serre (GEM) de l’EPA est une application de bureau qui estime les émissions et les performances en matière de rendement énergétique en fonction d’aspects spécifiques des véhicules lourds. L’Union européenne dispose d’un programme similaire, le calculateur de consommation d’énergie des véhicules (VECTO).

Selon VECTO, un entraînement du ventilateur visqueux électronique monté sur un vilebrequin permet d’obtenir le score d’émissions le plus bas – ce qui, dans ce cas, est une bonne chose – pour un ensemble de refroidissement.

4. Les émissions ne seront pas le seul facteur environnemental qui préoccupe les constructeurs.

La Commission européenne estime que la proportion de la population urbaine mondiale passera de 55 % en 2018 à 68 % en 2050, ce qui représente une augmentation de près de 50 % de la population urbaine mondiale. Le taux d’urbanisation de l’Europe devrait passer de 74 % aujourd’hui à environ 75 % en 2020 et à 83,7 % en 2050.

L’Europe est donc déjà à l’avant-garde pour veiller à ce que les machines n’aient pas d’impact négatif sur les tympans de ses citoyens. La directive européenne sur le bruit extérieur limite strictement les niveaux de décibels pour les machines utilisées à l’extérieur.

Actuellement, l’EPA ne couvre pas le bruit des véhicules, mais l’attention accrue d’organisations telles que l’Occupational Safety and Health Administration pourrait changer cette situation au fil du temps.

C’est un autre domaine dans lequel un entraînement du ventilateur entièrement variable peut être utile. L’Union européenne, par exemple, autorise les fabricants de moteurs à évaluer le bruit du véhicule lorsque le ventilateur fonctionne à 70 % de sa puissance. Avec un embrayage visqueux en place, cela créera environ ¼ de la sortie sonore normale – ce qui permet aux fabricants de moteurs de passer les tests et, plus important encore, garantit que les clients et leurs communautés locales n’auront pas à subir une pollution sonore pesante.

Des ventilateurs plus petits et plus efficaces, tels que le LS5 de Horton, peuvent également réduire le bruit, en particulier lorsqu’ils sont associés à un entraînement entièrement variable.

5. Le marché des équipements de construction compacts connaîtra une croissance fulgurante.

Selon OEM Hors route, le marché mondial des équipements de construction compacts (pelles compactes, skid steers, chargeuses compactes sur chenilles et chargeuses compactes sur pneus) était évalué à plus de 10 milliards de dollars américains en 2017 et devrait atteindre plus de 15 milliards de dollars américains d’ici la fin de l’année 2025.

Les principales raisons sont la polyvalence et la rentabilité.

 » Les chargeuses sur pneus compactes sont des machines de service qui peuvent prendre en charge n’importe quel segment, de l’aménagement paysager et du jardinage à la route, au génie civil et à l’agriculture « , a déclaré Helmut Broy, responsable de la plate-forme commerciale des chargeuses sur pneus compactes de Volvo CE, à OEM Hors route. « Ce sont des porteurs d’outils multiples essentiels pour le paysage commercial diversifié d’aujourd’hui.

6. Davantage de nouveaux moteurs fonctionneront à l’hydrogène.

Alors que l’Électrification continue de gagner du terrain, la technologie des piles à combustible à hydrogène en a déjà. Nikola affirme que ses camions à hydrogène ne produisent pas d’émissions, et des entreprises comme Deutz et Hyundai explorent également d’autres options.

Il est important de noter que, qu’un véhicule soit alimenté par du diesel, de l’hydrogène ou un autre moyen (voir le point n° 8 de cette liste), il nécessite toujours le même type de refroidissement. La plupart des entraînements du ventilateur fonctionnent à partir de l’arbre d’entraînement du moteur et/ou de l’ordinateur, de sorte que des entreprises comme Horton sont bien équipées pour faire face à ces avancées.

7. L’essor du véhicule autonome se poursuivra.

Quel que soit le type de moteur, chaque application a besoin d’un opérateur.

Même s’il est virtuel.

De nombreuses entreprises continuent d’expérimenter les livraisons en conduite autonome. Les avantages pourraient inclure des routes plus sûres et une meilleure économie de carburant, mais le passage à des camions et des engins de chantier sans conducteur, par exemple, est encore loin d’être acquis.

Selon la NACFE, « les progrès dans les technologies qui permettent aux véhicules d’être autopilotés ont considérablement progressé ces dernières années. Des démonstrations dans le monde entier prouvent que cela est possible pour tous les types de véhicules, depuis les voitures particulières jusqu’à de nombreuses formes de véhicules commerciaux, et que cela apportera de nombreuses améliorations en termes de sécurité, d’efficacité et d’utilisation. »

8. Nous verrons davantage d’expérimentation et d’utilisation de carburants alternatifs dans les moteurs existants.

Beaucoup d’entre nous ont déjà vu la publicité d’Exxon Mobil sur la culture d’algues par la multinationale du pétrole et du gaz pour en faire du carburant. D’autres biocarburants comme l’éthanol ou des ressources renouvelables comme celles créées par le procédé Fischer-Tropsch réduisent non seulement les émissions mais peuvent être utilisés dans les moteurs d’aujourd’hui et/ou ajoutés aux carburants d’aujourd’hui pour des résultats immédiats.

D’autres industries, telles que le transport des déchets, ont trouvé des moyens d’utiliser le méthane provenant des déchets pour créer des carburants synthétiques et renouvelables.

Pourquoi est-ce important ? Selon OEM Hors route, pour atteindre l’appel de l’Accord de Paris visant à limiter le réchauffement climatique à 2 au-dessus des niveaux préindustriels, le CO2 fossile émis par les véhicules routiers doit être presque éliminé au cours des trois prochaines décennies. Or, près de la moitié des véhicules qui seront en circulation dans dix ans ont déjà été vendus, ce qui privilégie les technologies pouvant être intégrées aux moteurs existants.

9. L’accès à la formation au service des pièces détachées sera plus facile – et plus technologiquement avancé – que jamais.

Sur le marché secondaire, les modules de formation en personne et les programmes d’apprentissage en ligne sont devenus la norme. Ils constituent un excellent moyen pour les fournisseurs d’enseigner aux techniciens et aux concessionnaires de moteurs diesel comment entretenir leurs produits.

Mais cela va devenir encore plus facile.

À l’ère du mécanicien de YouTube, la demande de formations vidéo faciles à comprendre s’est accrue. Cette tendance va s’accentuer, de même que certaines solutions numériques potentielles qui vont encore plus loin.

La réalité augmentée – technologie qui superpose une image générée par ordinateur à la vision du monde réel de l’utilisateur – et la réalité virtuelle – simulations tridimensionnelles totalement immersives avec lesquelles l’utilisateur peut interagir de manière apparemment réelle et physique – sont de moins en moins chères et de plus en plus largement acceptées. D’ici 2030, il est possible qu’au moins certains ateliers d’entretien utilisent ces outils pour suivre l’évolution constante du paysage technologique des transports routiers.

10. Le diesel ne disparaît pas.

Loin de là, en fait.

Alors que plusieurs facteurs géopolitiques ont eu un impact sur l’industrie manufacturière dans son ensemble, la fabrication de moteurs diesel reste forte, en particulier aux États-Unis. Les dernières technologies diesel se rapprochent de plus en plus de zéro émission, et les emplois dans le secteur continuent de croître.

Les statistiques du Bureau américain du travail indiquent des perspectives de croissance de l’emploi de 5 % par an.

Bien qu’il soit impossible de prédire l’avenir, on peut affirmer que la roue du changement continuera à tourner dans les années 2020. Ceux qui parviendront à suivre le rythme auront identifié les technologies et les composants qui peuvent aider leurs applications à fonctionner plus efficacement tout en faisant du monde un endroit plus sûr où vivre et travailler.