Les véhicules lourds sont responsables de près de 40 % des émissions de CO₂ du trafic routier européen, et les passer à l’électrique est bien plus difficile que pour une voiture ordinaire. Les chercheurs du projet européen RHODaS ont regardé là où l’on ne regarde guère : l’électronique qui répartit l’énergie entre la batterie et le moteur. Ils ont misé sur de nouveaux semi-conducteurs, une conception modulaire et des essais jusqu’à la grandeur nature – et à la fin, vous pouvez vérifier si vous avez la tête de l’électromobilité.
Les voitures électriques dans les rues n’étonnent plus personne. Pour les camions, il en va autrement. Les véhicules lourds représentent près de 40 % des émissions de CO₂ liées à la route en Europe, et leur électrification se heurte à d’importantes contraintes technologiques. En bref : plus le véhicule est grand et plus le trajet est long, plus c’est difficile.
C’est précisément ce qu’a abordé le projet RHODaS, financé par l’UE et coordonné par l’Université polytechnique de Catalogne (UPC) en Espagne. Les travaux ont duré de mai 2022 à fin janvier 2026.
Quand on pense à une voiture électrique, on imagine en général la batterie et le moteur. Pourtant, entre les deux travaille quelque chose dont peu de gens ont entendu parler : les convertisseurs électroniques de puissance. Ce sont eux qui gèrent le flux d’énergie de la batterie vers le moteur électrique. David Lumbreras, de l’UPC, les qualifie sans détour d’interface essentielle de tout le système.
Jusqu’ici, ces systèmes étaient construits sur des semi-conducteurs en silicium. Mais le silicium a ses limites.
L’aide vient des semi-conducteurs à large bande interdite. Ils peuvent fonctionner à des fréquences de commutation supérieures à 100 kHz tout en présentant des pertes nettement inférieures à celles du silicium. En pratique, cela signifie des convertisseurs à haute densité de puissance – exactement ce dont a besoin le transport longue distance.
L’équipe de RHODaS a misé sur un duo de deux matériaux, et chacun a reçu un rôle différent :
L’association des deux a permis un meilleur rendement, un encombrement réduit du système et moins d’interférences électromagnétiques.
La réalisation la plus importante du projet est un entraînement moteur intégré. Dans un seul boîtier compact et modulaire, il réunit trois éléments : l’électronique de puissance, la gestion thermique et la commande numérique.
La modularité n’est pas ici un simple ornement. Une telle conception est plus facile à réparer, plus tolérante aux pannes, et la même base peut être adaptée à différentes puissances. Au lieu de tout concevoir de zéro pour chaque véhicule, on peut choisir les modules selon les besoins.
Les idées ont été validées en trois étapes. D’abord au niveau du matériau : les dispositifs et les pilotes ont été examinés du point de vue du stress, de l’intégrité fonctionnelle et de l’immunité au bruit électromagnétique. Ensuite, un convertisseur à l’échelle du laboratoire a été testé. Enfin est venue la grandeur nature : un entraînement intégré de pleine taille, couplé à un réducteur, a été placé sur un banc d’essai.
« Nous avons franchi avec succès nos étapes techniques », résume David Lumbreras.
Tout ne s’est pas déroulé sans accroc. La plus grande leçon a été l’instabilité des premiers transistors au nitrure de gallium de présérie. Pour que le système fonctionne de façon stable, le matériel a dû être entièrement repensé.
C’est une bonne nouvelle pour quiconque débute en ingénierie. Même dans un grand projet européen, un nouveau composant peut réserver des surprises, et la réaction n’est pas d’abandonner l’idée, mais de corriger la conception.
Le consortium a déjà des projets pour les prochaines étapes. L’entraînement modulaire doit être adapté à un plus grand nombre de catégories de véhicules, et les résultats intégrés aux plans de partenaires industriels tels que Valeo Siemens.
Les choses deviennent intéressantes avec les modèles économiques. L’équipe veut continuer à développer des solutions d’économie circulaire, par exemple le « produit en tant que service » ou la location. S’y ajoutent les passeports numériques des véhicules (DVP) – des enregistrements sécurisés, basés sur le nuage, de l’ensemble du cycle de vie d’un véhicule. Ils doivent faciliter la maintenance au niveau des composants et le réemploi des pièces.
RHODaS a aussi soutenu la mise en place d’un réseau d’innovation reliant les universités à l’industrie. Sa mission est d’aider à tirer parti des résultats du projet et de continuer à fournir au secteur des technologies de pointe. Pour les étudiants en filières techniques, c’est le signe que l’électronique de puissance ne reste pas enfermée au laboratoire : elle mène droit aux usines et sur les routes.
David Lumbreras espère que le projet aura un impact durable : contribuer aux objectifs du pacte vert européen et à l’amélioration de la qualité de l’air. Il souligne aussi qu’une chaîne d’approvisionnement européenne solide pour l’électronique de puissance réduira la dépendance vis-à-vis des fabricants hors UE.
Un camion électrique, ce n’est pas seulement une plus grosse batterie. La clé, c’est l’électronique qui transmet efficacement l’énergie au moteur. Le projet RHODaS a associé le carbure de silicium et le nitrure de gallium dans un entraînement modulaire, l’a testé jusqu’à la grandeur nature et a tiré des enseignements des problèmes de transistors. Désormais, la solution doit être étendue à d’autres catégories de véhicules.
5 questions · une minute
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文