Les engins de chantier seront-ils tous électriques à l’avenir ?

Les maîtres d’ouvrage des projets de construction dans les centres-villes et les zones naturelles souhaitent de plus en plus que tout soit aussi peu polluant que possible. Par conséquent, la demande d’engins de chantier électriques augmente fortement, mais l’offre reste limitée à ce jour. Les nacelles élévatrices sont déjà électriques dans de nombreux cas, mais d’autres machines, telles que les petits engins de terrassement et les chargeurs télescopiques, fonctionnent encore presque toujours de manière traditionnelle. Elsto Drives & Controls suit de près cette évolution. Le spécialiste des entraînements et des commandes a participé à un projet de conversion réussi d’une grue sur chenilles à moteur diesel en une machine à propulsion électrique. 

Les mesures climatiques et les normes d’émission, mises en place à l’échelle planétaire, accentuent la nécessité de disposer d’engins de chantier sans émissions et à propulsion électrique. De plus, ceux-ci présentent d’autres avantages. L’investissement initial est certes plus élevé que pour les machines alimentées par un moteur à combustion, mais les coûts d’exploitation globaux sont nettement inférieurs. Elles sont également plus silencieuses et produisent moins de vibrations, tout en étant plus précises et plus rapides à utiliser. Pourtant, l’évolution vers l’électrification semble lente aujourd’hui. Si la moitié des nacelles élévatrices sont déjà alimentées électriquement, ce pourcentage reste assez faible pour les petits engins de terrassement et les chariots télescopiques.

À l’avenir, les engins de chantier seront donc majoritairement électriques, mais la réalité d’aujourd’hui est différente. C’est pourquoi Wilco Donselaar, propriétaire de Kraanverhuur- en Loonbedrijf W.G. Donselaar VOF à Leerdam, aux Pays-Bas, a décidé de convertir lui-même une grue sur chenilles de 8,5 tonnes, âgée de quatre ans, du diesel à l’électrique. Ce spécialiste du terrassement, des travaux d’égouttage, de l’aménagement paysager, de l’entretien des cours d’eau, du pavage, du dragage et de l’abattage d’arbres entend ainsi répondre à la demande des autorités communales, des gestionnaires de réserves naturelles et d’autres organismes.

Avec sa société unipersonnelle spécialisée dans les travaux d’entretien, Ben Donserlaar, frère du propriétaire, a relevé le défi de réaliser ce projet. Lorsque Ben devait chercher de nouveaux composants dans le cadre de ses travaux de réparation et de révision, il choisissait souvent les solutions d’Elsto Drives & Controls. Pour ce projet unique, il s’est également adressé au spécialiste des entraînements mécaniques et électriques basé à Voorhout.

« Nos ingénieurs ont tout de suite apprécié ce projet et ont pris le temps de réfléchir avec nous. En effet, de nombreux calculs ont été nécessaires au préalable. Nous avons finalement opté pour un moteur triphasé standard 230/400 V, offrant un couple constant jusqu’à 2 500 tr/min. Nous avons ainsi obtenu un rendement énergétique d’environ 93 %. L’alternative envisagée consistait à utiliser un servomoteur, mais celui-ci est sensiblement plus coûteux. En outre, nous voulions également acquérir de l’expérience sur le fonctionnement d’un entraînement électrique sur une telle grue sur chenilles. Dans ce cas-ci, un moteur asynchrone standard était la solution la plus simple et ce type de moteur est également facilement disponible », explique Bert Vanpeteghem, directeur des ventes chez Elsto Drives & Controls. « Notre moteur triphasé est alimenté par un bloc-batterie d’ELEO Technologies via un convertisseur de fréquence Bonfiglioli Vectron. Grâce à une transmission par courroie trapézoïdale, notre moteur entraîne la pompe hydraulique de la grue. La conduite, les mouvements de la flèche et de l’outil sont toujours effectués par l’intermédiaire de l’entraînement hydraulique. L’éclairage et la commande sont alimentés par la batterie existante de 12 V. »

Cette grue sur chenilles à entraînement électrique est opérationnelle depuis août 2020 et a depuis fait ses preuves, puisque les clients se tournent désormais spécifiquement vers Donselaar, précisément parce qu’ils peuvent travailler sans émissions. 

« Les mesures montrent que le moteur requiert une consommation d’énergie nominale de 22 kW à une fréquence de 87 Hz, et pas plus de 28 kW aux moments de pointe. Cependant, la puissance moyenne est beaucoup plus faible, ce qui permet à la machine de fonctionner pendant plus de 10 heures sans recharge intermédiaire. Le moteur peut tourner plus vite, mais ce n’est pas nécessaire dans la plupart des cas », conclut Bert Vanpeteghem. « La grue sur chenilles est également remarquablement silencieuse, car le moteur électrique et le convertisseur de vitesse sont inaudibles de l’extérieur. Grâce à ce convertisseur de vitesse, il est également possible de collecter, de stocker et de lire toutes sortes de données : les heures réelles de fonctionnement et de veille, les courants, tensions et puissances actuels… Grâce à un module de communication et à un câble USB, ces données peuvent être visualisées sur un ordinateur portable et avec la 4G, cette grue sur chenilles peut même être surveillée à distance. » ■