Tadano lance deux nouvelles grues tout-terrain dont l’objectif est d’introduire un nouveau concept hybride équipé d’une tourelle électrique à batterie. L’AC 4.070HL-1 est la version commercialisable de la grue de 70 tonnes à quatre essieux que le pionnier de l’innovation avait présentée en 2022 dans le cadre d’une démonstration technique. Depuis lors, les modèles avant production correspondants ont reçu un écho extrêmement positif après les essais réalisés et leur utilisation en situation réelle. Développée sur la base de cette expérience, la grue AC 5.120H-1 de 120 tonnes est le prochain modèle de la série. Elle sera présentée au salon Bauma 2025 de Munich.
Une toile de fond ambitieuse : moins d’émissions, une plus grande efficacité énergétique
Ces nouveaux développements de grues hybrides s’inscrivent dans le cadre de l’ambitieuse stratégie de protection de l’environnement « Tadano Green Solutions » (TGS) de Tadano, dont l’objectif est de réduire de 25 % les émissions de CO2 de l’entreprise à l’échelle mondiale, entre 2019 et 2030. Au cours de la même période, Tadano s’est fixé pour objectif de réduire de 35 % les émissions de CO2 liées à l’utilisation de ses produits. Le but est de parvenir à la neutralité climatique intégrale d’ici 2050. Nos solutions de grues hybrides, qui génèrent environ 60 % de CO2 en moins que les tourelles à moteur diesel, marquent une étape importante dans la réalisation de cet objectif. Une grue électrique offre un rendement système d’environ 85 %, soit plus du double de l’efficacité énergétique d’un moteur diesel à haut rendement.
Des options d’alimentation flexibles
La nouvelle grue hybride Tadano AC 4.070HL-1 et la future AC 5.120H-1 allient un déplacement sur route en mode conventionnel à un fonctionnement entièrement électrique sur chantier. Plus précisément, le moteur diesel du châssis sert à amener la grue sur son lieu d’intervention, où il peut ensuite être arrêté pour la durée du chantier, une fois que les stabilisateurs ont été déployés. Pendant ce temps, la batterie haute tension (HT) de la tourelle alimente un moteur électrique, ainsi que le système de gestion thermique et la climatisation de la cabine de la tourelle. Le moteur électrique commande le système hydraulique utilisé pour faire fonctionner la grue, et ce sans que les performances correspondantes en soient affectées. Les grues hybrides de Tadano peuvent fonctionner aussi bien en autarcie avec leur propre batterie que par le biais d’une source de courant externe, telle qu’une alimentation électrique temporaire sur le chantier. Cette dernière permet non seulement de prolonger l’autonomie électrique de la grue de plusieurs heures, mais aussi de réduire la sollicitation de la batterie HT. De plus, ces grues hybrides demeurent pleinement opérationnelles même lorsque la batterie HT est complètement déchargée et qu’aucune source d’alimentation externe n’est disponible. Un alternateur entraîné par une prise de force montée sur le moteur diesel du châssis assure en effet la charge de la batterie HT, permettant ainsi un fonctionnement en continu de la grue. Enfin, les grues hybrides sont également équipées d’un système électrique séparé de 24 V qui a fait ses preuves et peut être utilisé pour le démontage en cas d’urgence.
Des avantages multiples et concrets pour tous
Les propriétaires de grues et les sociétés de location tirent directement parti de la diminution des coûts d’exploitation liée au moteur électrique sans entretien et à la suppression du moteur diesel de la tourelle. Ces solutions hybrides permettent en outre de réaliser de nouveaux chantiers dans des zones où le bruit et les émissions de gaz d’échappement doivent être réduits au minimum. Sans oublier, bien sûr, le renforcement de l’image environnementale de l’entreprise, qui ne doit pas être sous-estimé et qui peut continuer à porter ses fruits bien au-delà de la période d’amortissement des coûts d’acquisition de la grue. Les entreprises ayant installé des panneaux solaires sur leur site peuvent bénéficier d’une recharge gratuite et facile, ce qui constitue un atout supplémentaire sur le plan commercial et environnemental. Des tests de grande envergure ont montré que le personnel d’exploitation ne tarde pas à apprécier ces grues hybrides. Pour commencer, la motorisation électrique se traduit par l’absence d’émissions de gaz d’échappement et la réduction à un minimum des vibrations et du bruit, le tout associé à un chauffage et à une climatisation fonctionnant en continu, même en mode veille. Le travail dans la cabine de la tourelle et à proximité de la grue est ainsi beaucoup plus agréable, sans compter qu’il est plus sûr dans la mesure où il est possible de mieux entendre les bruits importants et les instructions fournies sur le chantier. Tous les acteurs bénéficient en outre d’un niveau élevé de fiabilité opérationnelle grâce à la redondance des sources d’énergie. Les avantages qui découlent, pour l’environnement, du fonctionnement prolongé d’une grue hybride sautent également aux yeux : peu de bruit, pas d’émissions de gaz d’échappement et une réduction des émissions de CO2 de l’ordre de 60 %.
Sous le capot : la technologie hybride dans ses moindres détails
Les composants HT et leurs accessoires dans la tourelle sont logés dans l’espace qui accueillerait normalement le moteur de la tourelle qui a été supprimé. Le moteur électrique compact occupe exactement la même position que le moteur à combustion interne qu’il remplace et tourne au même régime maximal. Le groupe hydraulique utilisé pour le fonctionnement de la grue peut ainsi être conservé dans sa position d’origine, ce qui constitue un atout majeur pour l’entretien et les pièces de rechange du groupe, qui peut être activé et désactivé sans problèmes. La batterie HT est installée au-dessus du moteur électrique. Elle est entourée de composants du système de gestion thermique de la batterie et de composants du système de gestion de la batterie. L’agencement des composants HT a été optimisé pour raccourcir la longueur des câbles, assurer une bonne circulation du liquide de refroidissement vers les éléments de refroidissement et faciliter l’entretien et les réparations. La prise de charge du véhicule se trouve sur le côté droit de la partie arrière, offrant ainsi un espace de rangement suffisant sur la gauche, ainsi que la place nécessaire pour une attache de remorque au centre. Lors de la sélection des composants HT, Tadano applique sa stratégie éprouvée qui consiste à utiliser des composants provenant de fournisseurs de renom, conformes à des normes industrielles bien établies. De ce fait, la batterie HT est de conception modulaire et très facilement accessible.
Une puissance suffisante pour tenir la distance : des modes de fonctionnement variés
- Mode batterie seule : la batterie HT chargée fournit toute l’énergie dont le moteur électrique a besoin pour entraîner la pompe hydraulique de la grue. Dans ce mode, l’AC 4.070HL-1 peut fonctionner pendant plus de quatre heures avec une batterie complètement chargée, tandis que l’AC 5.120H-1 est en mesure d’assurer une journée de travail entière dans les mêmes conditions.
- Mode batterie assisté par une alimentation externe : pendant le fonctionnement de la grue et les temps d’arrêt, la batterie HT est continuellement rechargée par l’alimentation électrique externe connectée à la prise CEE du véhicule. Selon l’ampérage choisi, un fonctionnement continu de la grue électrique est ainsi possible.
- Mode alimentation externe seule : même en cas de décharge complète de la batterie HT, la grue peut continuer à fonctionner par le biais de l’alimentation électrique externe. La batterie HT étant également chargée pendant les interruptions de fonctionnement de la grue, elle peut fournir des niveaux de performance supérieurs à l’énergie fournie par une source externe après une brève recharge.
- Mode batterie assisté par alternateur : le moteur diesel du châssis charge la batterie HT à l’aide de l’alternateur et la batterie stocke l’énergie fournie. Le système hydraulique de la grue peut ainsi fonctionner brièvement à des pics de charge nettement supérieurs à la puissance maximale continue fournie par l’alternateur. L’alternateur peut être utilisé pendant les déplacements et à l’arrêt. Il possède trois modes de fonctionnement : le mode silencieux, le mode Éco et le mode Puissance. Grâce à la fonction manuelle de freinage régénératif, l’alternateur peut fonctionner lorsque le véhicule roule en roue libre, ce qui permet d’économiser du carburant. La charge sur le ralentisseur est ainsi diminuée et le freinage de la grue est renforcé.
- Service d’urgence : la grue peut également être démontée à l’aide du système électrique 24 V du véhicule. Dans ce cas, les sections télescopiques sont rétractées et la flèche est abaissée jusqu’à sa position de transport.
Travail soutenu, recharge rapide : le système haute tension en un coup d’œil
Le système haute tension de l’AC 4.070HL-1 a été adapté pour répondre parfaitement à la puissance requise par le système hydraulique qui n’a subi aucune modification. Grâce à sa tension système pouvant atteindre 800 V, la grue hybride de Tadano se place en tête du classement, dans la lignée des camions et voitures particulières à propulsion électrique, équipés de batteries de dernière génération. Les autres paramètres de la machine parlent également d’eux-mêmes :
- Pack batterie HT : batterie lithium-ion NMC (nickel manganèse cobalt)
- Capacité de la batterie : capacité totale de 70 kWh, dont env. 80 % (~56 kWh) sont utilisables
- Moteur électrique : puissance continue de 115 kW, couple de crête de 1200 Nm
- Alternateur : puissance de charge > 50 kW, puissance continue de 85 kW, couple de crête de 500 Nm
- Chargeur embarqué : prise CEE, 400 VCA, 63 A, limitation possible à 32 A
- Autonomie de la batterie : environ 6,3 h (cycle de charge 1), environ 3,9 h (cycle de charge 3)
- Temps de charge avec le chargeur embarqué (63 A) : 10 à 90 % de l’état de charge (SoC) en 1 h environ
- Temps de charge avec l’alternateur pendant les travaux sur le chantier : 10 à 90 % de l’état de charge (SoC) en 1 h environ
- Temps de charge avec l’alternateur pendant le déplacement : +55 % de l’état de charge (SoC) en 1 h environ
Une utilité accrue sans effets secondaires
Priorité aux bonnes nouvelles : les grues hybrides de Tadano offrent exactement les mêmes performances de levage, les mêmes capacités de charge et les mêmes charges par essieu que les modèles homologues équipés de deux moteurs à combustion interne. En d’autres termes, la légère augmentation de poids liée au système hybride n’induit aucune diminution des performances. Comme pour les autres véhicules électriques, le prix d’achat est plus élevé que celui des modèles comparables équipés d’un moteur à combustion interne. Néanmoins, les avantages supplémentaires offerts par ces grues hybrides en font un investissement rentable. En fait, leur fonctionnement silencieux et sans émissions de gaz d’échappement permet de tirer parti de nouvelles applications et de sources potentielles de revenus :
- Utilisation dans des espaces intérieurs (par ex., des bâtiments dans les secteurs de l’événementiel, de la fabrication et de la logistique)
- Utilisation à l’extérieur dans des zones sensibles aux gaz d’échappement et aux émissions sonores (zones urbaines, enceintes d’hôpitaux, zoos, réserves naturelles, immeubles résidentiels occupés, etc.)
- Utilisation pendant les heures de repos (la nuit, le dimanche et les jours fériés)
Un investissement innovant porteur d’avenir
Les grues hybrides de Tadano sont conçues pour une utilisation à long terme. Elles constituent donc un bon investissement pour l’avenir. En comparaison avec la situation actuelle, il se pourrait que, d’ici la fin des années 2030, l’électricité devienne bien plus abordable que le carburant diesel. Sans oublier qu’il faut s’attendre d’ici là à ce que de nouvelles réglementations plus strictes imposent une exploitation sans émissions et à faible niveau sonore. Les clients se féliciteront probablement d’avoir investi dans une grue hybride Tadano car ils auront réalisé d’importantes économies de carburant et d’entretien du moteur au fil des ans, tout en bénéficiant d’une excellente valeur de revente. Qui plus est, l’équipement a été conçu pour durer : outre la structure du véhicule, le châssis, le système hydraulique et le système mécanique de la grue, qui se caractérisent tous par leur robustesse habituelle, le système haute tension est également composé d’éléments durables et modulaires. Le système de gestion thermique sophistiqué garantit un fonctionnement permanent de la batterie HT à sa température optimale et lui permet d’atteindre une durée de vie maximale. Il en résulte une capacité résiduelle élevée d’environ 80 % de l’état de santé (SoH) de la nouvelle batterie, même après 3000 cycles de charge. Les charges partielles ne comptent que proportionnellement dans ces cycles et leur effet sur la durée de vie de la batterie augmente proportionnellement à la durée et à la fréquence du maintien de son état de charge dans la plage moyenne.
Logiciel hybride pour grue : une grande expertise, sans concessions
En ce qui concerne le logiciel utilisé pour l’intégration du système à haute tension, Tadano n’a pas lésiné sur les moyens. Les composants HT sont reliés et pilotés par un logiciel interne développé par l’entreprise avec ses propres ressources informatiques ; de cette façon, les grues hybrides peuvent être utilisées en toute sécurité au quotidien. Les fonctions de la grue continuent d’être alimentées par un système hydraulique. Les grutiers bénéficient ainsi d’un retour d’information familier et très réactif, surtout depuis que toutes les informations spécifiques à la haute tension ont été intégrées de façon harmonieuse dans le système d’affichage.
Promise à un bel avenir : l’AC 5.120H-1 à portée de main
La conception hybride de la grue a été pensée de manière à pouvoir être utilisée sur tous les modèles, de sorte que l’électrification de l’AC 5.120H-1 de Tadano est directement basée sur celle de l’AC 4.070HL-1. La partie avant de la tourelle de la grue à cinq essieux peut accueillir un deuxième pack batterie HT disponible en option. Grâce à ce doublement de la capacité de la batterie, qui atteint une capacité totale de 140 kWh, il est possible de fonctionner en mode électrique pendant toute une journée de travail sans devoir recourir à une recharge externe. Le coffre de rangement arrière compact a été optimisé ; il est situé à côté de la prise du véhicule et permet de transporter facilement l’équipement habituel de la grue. La transmission du générateur a encore été améliorée ; sans entretien, elle est assurée directement à partir de la boîte de transfert qui se trouve entre les deuxième et troisième essieux.
En bref : Tadano présente des arguments convaincants et tient compte des réactions positives
Les réactions extrêmement positives des clients ayant testé le premier modèle de grue hybride AC 4.070HL-1 et les félicitations adressées à l’entreprise pour son engagement novateur en faveur d’un avenir respectueux de l’environnement ont incité Tadano à poursuivre dans la voie de l’électrification d’autres gammes de grues. Inutile de dire qu’il s’agit là de conditions idéales pour répondre à l’augmentation de la demande d’engins de chantier électriques, à laquelle on s’attend au cours des prochaines années.
