L'avenir des machines de construction : actionneurs électriques ou hydrauliques

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Chargeuse compacte sur chenilles entièrement électrique T7X de Bobcat Chargeuse compacte sur chenilles entièrement électrique T7X de Bobcat (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Bobcat)

Lorsque Bobcat a lancé sa chargeuse compacte sur chenilles T7X juste à temps pour ConExpo l'année dernière, elle n'était pas seulement différente dans le sens où elle était alimentée électriquement.

Plus inhabituel encore, la machine a également abandonné les actionneurs hydrauliques au profit d'actionneurs électriques pour créer ce que Bobcat a présenté comme la première chargeuse compacte sur chenilles entièrement électrique au monde.

Ce n'était pas en fait le premier rodéo de Bobcat en matière de machines entièrement électriques : le T7X suivait le S7X, qui, selon la société, était la première chargeuse compacte entièrement électrique au monde.

Et l’équipementier américain n’est pas la seule entreprise à s’intéresser au potentiel des actionneurs électriques pour fabriquer des machines entièrement électriques.

En 2022, Komatsu a publié un , avec un moteur électrique au lieu d'un moteur diesel et un moteur électrique pour tous les actionneurs. La même année, elle a présenté un prototype de chargeuse sur pneus compacte entièrement électrique à Bauma en Allemagne, conçue et construite avec Moog Inc.

Quels sont les avantages ?

Dans un monde où les actionneurs hydrauliques sont la norme sur toutes sortes d'équipements de construction, pourquoi passer à l'électrique ? Et sont-ils appelés à devenir plus courants sur les machines de construction du futur ?

L'un des principaux arguments en leur faveur est peut-être leur efficacité. Les actionneurs hydrauliques peuvent entraîner de grosses pertes d'énergie, et le passage au tout électrique peut améliorer l'efficacité globale de la machine, ce qui contribue à améliorer la durée de vie de la batterie si elle est entraînée électriquement. L'étude de Komatsu sur les mini-pelles entièrement électriques a révélé que l'efficacité du système s'améliorait de 30 % à 57 % par rapport aux mini-pelles hydrauliques conventionnelles.

L'étude de Komatsu souligne également d'autres avantages, notamment la suppression de l'huile hydraulique, ce qui rend la machine plus écologique, ainsi que plus silencieuse.

L'autre argument en faveur des actionneurs électriques, comme le souligne Joel Honeyman, vice-président de l'innovation mondiale chez Bobcat Company, à Construction Briefing , est la précision.

« Lorsque l'automobile a commencé à progresser vers l'électrification, nous avons constaté de nombreuses avancées dans le domaine des composants. Lorsque nous examinons ces composants, qu'il s'agisse d'actionneurs ou d'entraînements, nous gagnons beaucoup en termes de retour d'information et de position que nous n'obtenons pas nécessairement avec l'hydraulique », explique-t-il.

« Vous obtenez un retour d'information sur la charge actuelle qui pourrait être sur l'actionneur lui-même, mais également sur la position de l'actionneur et cela a été un peu un défi technique avec l'hydraulique pendant de nombreuses années - savoir où se trouve la position à tout moment », ajoute-t-il.

Point de vue de l'opérateur

Du point de vue de l'opérateur, il est peu probable qu'il remarque une différence majeure dans l'apparence d'une machine entièrement électrique ou dans la façon dont elle est utilisée par rapport à une machine diesel-hydraulique, affirme Honeyman.

Mais il a le potentiel d’offrir plus de précision et de réactivité.

Cette réactivité peut également être plus facilement contrôlée. « Nous avons différents réglages que vous pouvez placer sur le véhicule et que nous pouvons modifier instantanément pour le rendre plus ou moins

Un premier aperçu du concept d'excavatrice électrique télécommandée de Komatsu

« Il est réactif en fonction du niveau de compétence de l'opérateur � ce qui n'est pas possible avec l'hydraulique », explique-t-il.

Et les actionneurs électriques permettent l’introduction de nouvelles fonctionnalités que l’hydraulique ne peut pas nécessairement prendre en charge.

« Nous avons doté les machines d'une fonction qui permet de secouer le godet de manière assez vigoureuse si l'on appuie sur un bouton. L'actionneur d'inclinaison se déplace très rapidement pour y parvenir, ce qui n'est pas possible avec un système hydraulique », explique Honeyman.

Une autre nouveauté apportée par les vérins électriques est le nivellement automatique du godet. « Nous connaissons à tout moment la position du vérin et pouvons ainsi niveler automatiquement le godet sans matériel supplémentaire », explique-t-il.

Le retour d'information plus étendu fourni par les actionneurs électriques permet également à Bobcat d'introduire des fonctions de sécurité. « Dès que le godet sort complètement d'une chargeuse, il peut se retrouver dans une position vulnérable aux dommages. Dès qu'il se trouve dans cette position, nous limitons le courant vers les moteurs d'entraînement pour éviter d'endommager la machine », explique Honeyman.

Quelles sont les limites ?

Néanmoins, il existe des limites à ce dont les actionneurs électriques sont actuellement capables, en particulier en ce qui concerne la force que les actionneurs linéaires peuvent appliquer.

Cela signifie qu'il faudra peut-être un certain temps avant que les équipements plus gros équipés d'actionneurs linéaires, tels que les excavatrices, voient leurs vérins hydrauliques remplacés par des actionneurs électriques.

Les actionneurs électriques ont également tendance à prendre plus de place, ce qui peut rendre plus difficile leur installation sur les machines.

« Aujourd’hui, un vérin hydraulique est très compact. Avec un actionnement électrique, il faut disposer d’une certaine entrée pour pouvoir le déplacer. Dans le cas de notre chargeuse, il s’agit d’un actionneur à vis à billes doté d’un moteur séparé, ce qui rend l’emballage plus grand », explique Honeyman. « C’est l’un des défis d’aujourd’hui, mais l’hydraulique a résolu ce problème il y a de nombreuses années. Elle existe depuis longtemps et a été optimisée. Mais au fil du temps, l’industrie automobile continue d’intégrer davantage de technologie dans ce domaine et je pense que nous verrons de plus en plus de solutions sur le marché. »

Dans l’état actuel des choses, la technologie est également plus coûteuse que les solutions hydrauliques éprouvées et couramment utilisées.

« Nous ne faisons qu’effleurer la surface Â»
Chargeuse compacte entièrement électrique S7X de Bobcat (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Bobcat)

Néanmoins, Honeyman entrevoit un brillant avenir pour les actionneurs électriques. « Je pense que nous n’en sommes qu’au début », dit-il.

« Beaucoup de nos fournisseurs hydrauliques traditionnels commencent à travailler sur des solutions de composants à commande électrique. Les fournisseurs hydrauliques ont pris conscience que cela pourrait être le nouvel avenir et que même sur une machine diesel, il y a de nombreux avantages. Cela signifie que la disponibilité des composants s'améliore. »

« Je voudrais également rappeler aux gens qu’il n’est pas nécessaire d’avoir un véhicule entièrement électrique pour profiter de certaines des technologies qui seront disponibles en matière d’actionnement et de transmission électriques. Nous commençons à voir toutes sortes de croisements et de parallèles [avec les machines diesel], pas seulement dans la construction, mais aussi dans l’agriculture. »

Bien que les machines entièrement électriques ne soient généralement pas encore disponibles dans le commerce, le T7X de Bobcat a déjà commencé à sortir des chaînes de production, Sunbelt Rentals devenant le premier client à acheter les nouvelles machines, ce qui pourrait être un signe que davantage de machines dotées de cette technologie devraient arriver sur le marché à l'avenir.

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