Aix-la-Chapelle (Allemagne), mars 2023 – Coordonné par FEV, le projet conjoint DeCarTrans, « Demonstrating a Circular Carbon Economy in Transport along the Value Chain » (Appliquer l’économie circulaire du carbone dans les transports tout au long de la chaîne de valeur), a débuté en janvier 2023. Au cours des quatre prochaines années, les partenaires du projet se sont fixés comme objectif de démontrer comment les carburants renouvelables peuvent être produits à l’échelle industrielle. Des études antérieures ont en effet montré que ces carburants produits artificiellement peuvent permettre de transformer la flotte automobile existante en flotte sans émission de dioxyde de carbone (CO₂).

Comme la transformation du secteur des transports vers une mobilité entièrement électrique ne progresse que lentement, la vitesse de diminution des émissions de gaz à effet de serre est elle-aussi lente. Afin d’accélérer leur réduction, il est nécessaire de revoir également la flotte existante de véhicules équipés de moteurs à combustion. L’utilisation de carburants liquides renouvelables joue, à cet égard, un rôle fondamental.

Dans le cadre du projet DeCarTrans, la production continue d’essence synthétique doit être étudiée au sein d’une usine pilote à l’échelle industrielle, avec un volume de production total atteignant les 380 000 litres. Ce projet a pour principaux objectifs d’améliorer l’efficacité du processus (par ex. en récupérant la chaleur fatale) et d’accroître la qualité du produit afin de minimiser les émissions de polluants lors de la combustion. En outre, le consortium évalue les scénarios possibles pour la vente et le lancement sur le marché, ainsi que le cadre juridique qui y est associé (y compris la directive sur les énergies renouvelables RED II).

Dans le cadre du projet de recherche « Closed Carbon Cycle Mobility » (ou « C3-Mobility »), également coordonné par FEV, 30 partenaires issus de l’industrie et de la recherche ont déjà démontré que l’essence synthétique produite à partir de méthanol est un carburant « vert » extrêmement prometteur. Le processus utilisé, à savoir la transformation du méthanol en essence à partir de méthanol renouvelable, a recours à du méthanol « vert » pouvant être obtenu à partir de sources de CO₂ provenant de l’industrie ou de l’agriculture, par exemple.

Le projet de recherche DeCarTrans est financé par le ministère fédéral allemand du Numérique et des Transports (Bundesministerium für Verkehr und Digitales – BMDV) dans le cadre de l’initiative de financement « Développement des carburants renouvelables » (code de financement 16RK14004D). Au total, ce sont huit entreprises issues de l’industrie pétrolière, du génie des procédés et de la R&D qui ont uni leurs forces et rejoint le consortium DeCarTrans.

À propos de FEV

FEV a toujours repoussé les limites.

FEV est un leader de l’innovation reconnu au niveau international dans différents secteurs et industries. Le professeur Franz Pischinger a établi les bases de l’entreprise en combinant son expérience du monde universitaire et de l’ingénierie avec une vision unique du progrès continu. L’entreprise a fourni solutions et conseils stratégiques aux plus grands acteurs de la mobilité au monde et a soutenu ses clients dans l’intégralité de l’écosystème du transport et de la mobilité.

Le monde évolue continuellement, tout comme FEV.

C’est pourquoi FEV déploie son expertise technologique et stratégique dans d’autres domaines. Elle applique sa réflexion prospective au secteur de l’énergie. Et son savoir-faire en matière de software et systèmes lui permettra de montrer la voie en mettant des solutions intelligentes à la disposition de tous. FEV rassemble les esprits les plus brillants de différents horizons et spécialités pour trouver de nouvelles solutions aux défis actuels et futurs.

Mais FEV ne s’arrêtera pas là.

En regardant vers l’avenir, FEV continue à repousser les limites de l’innovation. Avec ses 7 000 employés hautement qualifiés répartis sur plus de 40 sites dans le monde, FEV imagine des solutions qui ne répondent pas seulement aux besoins d’aujourd’hui mais aussi à ceux de demain. En définitive, FEV ne cesse d’évoluer – vers un avenir meilleur et plus propre, fondé sur la mobilité durable, l’énergie et les softwares pilotant le tout. Pour les partenaires de l’entreprise, son personnel et le monde entier. #FeelEVolution

FEV est également présent en France, rassemblant 500 employés répartis sur ses quatre sites (Paris, Rouen, Lyon, Toulouse et Marseille), parmi lesquels deux sont des centres techniques, ainsi que directement sur les sites de ses clients. Ses prestations peuvent être sous la forme d’assistance technique directe, de work-package, de contrat cadre ou encore de projet clé-en-main.

Depuis le lancement de « l’Alliance Européenne de l’Hydrogène Propre » en 2020, le moteur à combustion interne à hydrogène est de plus en plus à l’honneur dans le débat de l’industrie de la mobilité sur les solutions d’entraînement à zéro émission. FEV, qui compte près de quatre décennies d’expérience dans le développement des moteurs à hydrogène, se félicite de cette ouverture à la technologie des solutions de mobilité futures. C’est pour cela qu’ORECA a choisi de s’associer avec le Groupe FEV pour développer un moteur à combustion interne H2 pour un véhicule qui participera au Dakar en 2024. Avec ce projet, FEV et ORECA relèvent ainsi deux défis techniques : le développement d’un moteur H2 dans une voiture de course du Dakar et l’utilisation de ce dernier dans des conditions environnementales hostiles.

Un partenariat gagnant-gagnant

Le Groupe FEV et ORECA Magny-Cours collaborent ainsi au déploiement de ce projet grâce à des études centrées sur l’alimentation et la combustion de l’hydrogène qui permettront de répondre aux objectifs de puissance et d’autonomie demandés pour une spéciale effectuée lors du Rallye Dakar.

Ce partenariat va se développer en deux temps : une première phase concernera la partie technique et simulation entièrement gérée par FEV au cours du premier semestre 2022, une seconde phase dédiée aux tests sur une première version de moteur H2 sur le banc à partir du second semestre 2022 gérée par ORECA. L’objectif est de pouvoir disposer d’une version parfaitement adaptée aux conditions du Rallye Dakar pour 2024.

La première phase a déjà débuté dans les laboratoires du groupe FEV sur deux sites distincts : la partie « simulation » est gérée par le site d’Aix-la-Chapelle en Allemagne et la partie « intégration et design de la culasse » par le site de Saint-Quentin-en-Yveline en France. Ces premières étapes sont cruciales au bon déroulement du projet puisqu’elles vont définir la puissance nécessaire à générer dans le moteur, la quantité de carburant à utiliser, ainsi que le design complet du moteur. Les équipes FEV vont donc établir, entre autres, des boucles de simulations pour vérifier les calculs et les proportions établies. A l’issue de cette procédure, FEV sera en mesure de fournir un concept précis de moteur à combustion interne H2 qui sera testé sur les bancs d’essais d’ORECA.

Nadim Andraos, Président FEV France, Espagne et Afrique du Nord, précise : « FEV France est déjà très impliqué dans le développement de la pile à combustible pour la compétition automobile. En nous associant avec ORECA, nous nous engageons dans un nouveau défi : le développement d’un moteur à combustion interne à hydrogène. Nos équipes, en Allemagne et en France, vont travailler à répondre à cette nouvelle problématique. Ce partenariat nous permet de confirmer notre position d’acteur majeur dans les mobilités futures. »

« ORECA continue son exploration des énergies alternatives dans le cadre des applications sportives et plus précisément l’hydrogène qui nécessite un apprentissage accéléré quant à son utilisation dans un moteur à combustion interne. Nous faisons face à plusieurs défis et le premier consiste à utiliser de manière efficace cette nouvelle énergie et c’est avec conviction que nous avons choisi comme partenaire FEV afin d’appréhender au mieux la combustion de l’hydrogène » poursuit Serge Meyer, Directeur d’ORECA Magny-Cours

Un projet porteur

Le choix de l’hydrogène par rapport à un système thermique conventionnel a pour objectif de supprimer les émissions de CO₂. En effet, étant donné que l’hydrogène est un carburant neutre en carbone, seules des quantités minimales d’hydrocarbures (HC), monoxyde de carbone (CO), dioxyde de carbone (CO₂) et de suie sont produites à partir du lubrifiant brûlé. La réduction de la consommation de pétrole est donc un autre axe du développement. Le principal composant des gaz d’échappement est l’oxyde d’azote (NOx). Grâce à son taux de combustion laminaire très élevé et ses larges limites d’allumage, l’hydrogène permet une combustion pauvre avec une grande quantité d’air en excès. Les basses températures des gaz d’échappement signifient que – même sans post-traitement des gaz d’échappement – le niveau d’oxyde d’azote est déjà inférieur aux limites actuelles. Le post-traitement est un moyen efficace de réduire davantage les émissions de NOx. La combustion à faible consommation efficace possède également un avantage par rapport aux moteurs à combustion classiques.

FEV développe son offre « Hydrogène » en France

En plus de 25 ans, FEV est devenu la référence en matière de développement de solutions liées à l’hydrogène pour diverses applications. Parmi les compétences de la société en termes de développement à 360° de systèmes, figurent des activités globales d’analyse comparative pour fournir aux clients des évaluations complètes des véhicules, des composants et des systèmes eux-mêmes. Pour la simulation du système et des contrôles, l’approche modulaire de FEV facilite l’adaptation des logiciels à une large variété de systèmes et de topologies. Grâce à cette démarche innovante, les équipes sont à même d’identifier le meilleur système pour chaque application et de développer une stratégie personnalisée pour chaque client.

Pour répondre à une demande toujours plus croissante, FEV agrandit son site de Saint-Etienne-du-Rouvray avec l’installation de bancs modernisés dans les prochaines semaines et de nouveaux bancs à hydrogène dernière génération en septembre 2022. Ces bancs offriront la possibilité de répondre aux demandes des marchés adjacents à l’automobile, à l’image du domaine maritime et de l’aéronautique.

La construction et l’exploitation de ces nouveaux moyens d’essais permettront de répondre à la politique régionale de la région Normandie qui souhaite développer un écosystème fort autour de l’énergie hydrogène mais aussi à la politique française et européenne sur la transition énergétique visant à décarboner les industries à moyen et long terme.

FEV a signé un accord de développement avec El Nasr Automotive Manufacturing Company (NASCO) au sein du ministère du secteur économique public égyptien. Fournisseur de services d’ingénierie de premier plan au niveau mondial, FEV et le constructeur automobile égyptien NASCO développent à Helwan, près du Caire, le premier véhicule électrique produit en Egypte à l’horizon 2023.

Le portefeuille de services de ce partenariat stratégique à long terme comprend les négociations avec les fournisseurs, la mise en place d’un réseau de fournisseurs locaux et le développement d’une berline propulsée par un système de batteries 100% électriques.

« Nous sommes heureux de ce partenariat avec NASCO et de la confiance qui nous est accordée. Nous voyons un grand potentiel en Afrique du Nord pour le développement de véhicules électriques durables et nous nous efforçons de développer l’expertise locale dans ce domaine », a déclaré le professeur Stefan Pischinger, PDG du groupe FEV. L’année dernière, FEV en partenariat avec UTAC, a annoncé la construction du premier centre de développement et d’essai automobile d’Afrique à Oued Zem, au Maroc. Le centre d’essai ouvrira dans le courant de l’année 2022.

« La décision de coopérer a été prise rapidement. FEV est en effet reconnue comme l’un des leaders du secteur du développement de véhicules électriques et de l’établissement de normes mondiales », a déclaré Hany El-Kholy, PDG de NASCO.

Michael Hog, vice-président du groupe pour le développement des véhicules chez FEV, a également souligné : « Au cours des six derniers mois, nous avons franchi une étape importante vers la voie du premier BEV égyptien. Nous nous réjouissons de la poursuite de cette fructueuse collaboration. » Conformément à la volonté commune de développer une mobilité durable et sûre pour le continent africain, la conférence mondiale sur le climat COP27 se tiendra en Égypte en novembre de cette année. Elle définit entre autres les valeurs limites d’émissions à atteindre d’ici 2045. L’électromobilité apporte une contribution importante à la réalisation de l’objectif des 1,5 °C.

Tandis que le marché européen se concentre de plus en plus sur la mobilité électrique pure, la Chine connaît un renouveau de la technologie hybride avec son lot d’avantages : les véhicules à énergie nouvelle (VEN) font actuellement partie des meilleures ventes de SUV en Chine, avec leur batterie 40 kWh et leur moteur à combustion interne qui sert de système de conversion de l’énergie, en configuration hybride série. La catégorie VEN comprend les voitures fonctionnant uniquement sur batterie électrique ainsi que celles à piles à combustible, les rechargeables et les hybrides série. Les fabricants automobiles se retrouvent face à un défi particulier. En effet, le développement parallèle de véhicules électriques à batterie (VEB) et d’une plateforme de moteurs à combustion interne classiques destinés à des marchés différents nécessite d’augmenter significativement les coûts de développement.

FEV, l’un des principaux fournisseurs mondiaux de services de développement, ajoute à sa famille de plateformes VEB une nouvelle solution qui peut fonctionner sous deux modes : en tant que plateforme VEB native de haute technologie, elle peut être utilisée aussi bien avec les véhicules fonctionnant uniquement sur batterie électrique qu’avec les voitures hybrides de série. Pour ces dernières, un système FEV hautement efficace de conversion de l’énergie est utilisé.

« Hybrid-BEV » complète la famille des plateformes VEB avec une solution hybride

Hybrid-BEV – le dernier développement de FEV – est basé sur la plateforme VEB native de l’entreprise, mais vise à répondre parallèlement à la demande de solutions hybrides du marché chinois, par exemple. Cette solution permet aussi de réduire considérablement les coûts de développement de la plateforme automobile.

« Notre VEB hybride est une solution tout-en-un qui élimine le besoin en plateformes supplémentaires et en installations de développement et de fabrication associées, pour les constructeurs automobiles.  Nous créons ainsi des avantages énormes en termes de coûts, qui sont dans l’intérêt des équipementiers et des start-ups de petite taille, entre autres. », a déclaré le professeur Stefan Pischinger, président et premier dirigeant du Groupe FEV.

Un système de conversion de l’énergie hautement efficace avec des émissions de CO₂ très faibles et une autonomie très élevée

Outre la possibilité de réaliser de grandes économies et de profiter des avantages liés au poids et à l’encombrement, l’Hybrid-BEV offre une autonomie maximale avec des émissions de CO₂ minimales. Cela est particulièrement le cas lorsque le système FEV hautement efficace de conversion de l’énergie – qui n’est pas raccordé aux roues motrices en configuration hybride de série mais alimente directement la propulsion électrique et la recharge des batteries – fonctionne avec des carburants de synthèse qui n’émettent pas de carbone.

« En plus de la feuille de route dédiée à l’élimination du charbon, nous avons également besoin d’une réglementation claire pour gérer la réduction des énergies fossiles tout en augmentant l’utilisation des carburants de synthèse, a déclaré Stefan Pischinger. Concernant ces carburants de synthèse, l’introduction de quotas et de directives de planification à destination des fournisseurs d’huile minérale et des exploitants de stations-service, ainsi que la mise au ban totale des combustibles fossiles, vont créer une sécurité juridique et financière pour les industriels. En outre, l’exploitation des véhicules hybrides sans émission de CO₂ va être possible. »

Hybrid-BEV offre également des mesures incitatives à l’achat en termes de classe de voitures, par exemple sur le segment des voitures de fonction D/E (classes moyenne et moyenne supérieure), qui est important pour les constructeurs automobiles : une autonomie électrique de 130 à 170 kilomètres est possible avec une batterie d’une capacité d’environ 30 à 40 kWh. La combinaison avec un réservoir d’un volume d’environ 40 litres dédié au système de conversion de l’énergie génère une autonomie totale d’environ 1 000 kilomètres sans effectuer d’arrêt, selon la norme WLTP. La capacité réduite de la batterie permet également d’accroître l’efficacité globale du concept, avec pour résultat un avantage en poids d’environ 200 kg, par rapport à une plateforme VEB pure.

Un packaging compact pour un espace plus généreux

La plateforme Hybrid-BEV de FEV séduit également grâce à l’intégration particulièrement compacte du système de conversion de l’énergie comprenant le générateur et l’e-propulseur à l’avant du véhicule. Par voie de conséquence, l’empattement long, typique de la plateforme VEB, reste identique. Même chose pour la hauteur du siège. La capacité réduite de la batterie, par comparaison avec un VEB pur, ainsi que son positionnement dans le soubassement, permettent de gagner de l’espace à l’intérieur. Les passagers arrière disposent non seulement d’un coffre entièrement disponible, mais aussi d’un espace supplémentaire au niveau du plancher, sans compromettre la capacité de la batterie : un « abri pour pieds » intégré. Les options de personnalisation des VEB hybrides n’auront que peu d’impacts sur la plateforme de base.

Un bilan carbone  qui s’allège pour les véhicules électriques, les technologies de batterie qui mettent le turbo, l’électrification des poids lourds et la combustion de l’hydrogène en complément : pour atteindre les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat, les participants à la conférence internationale de FEV sur la mobilité – « Zero CO₂ Mobility » – réunis à Aix-la-Chapelle, ont brossé le portrait d’une technologie ouverte avec différentes approches de solutions. L’hôte de la conférence, FEV, fournisseur majeur de services en ingénierie dans le domaine du développement de véhicules et de groupes motopropulseurs, estime que l’électrification et l’hydrogène constituent les moteurs les plus importants de la mobilité durable, mais FEV pense aussi que manque pour l’instant à l’appel une feuille de route claire visant à utiliser davantage les carburants de synthèse.

« Lorsque nous avons lancé cette conférence, il y a 6 ans, la plupart des technologies présentées ressemblaient à des rêves lointains, a déclaré Dr Norbert Alt, directeur général du Groupe FEV, dans son discours de bienvenue. Aujourd’hui, les scénarios dédiés au développement du marché des propulseurs électriques fonctionnant exclusivement avec batterie ne sont pas assez offensifs. » Les dernières prévisions de FEV indiquaient que si les scénarios actuellement en cours d’examen à Bruxelles étaient mis en œuvre, plus de 85 % des nouvelles immatriculations en Europe concerneraient des véhicules électriques d’ici 2035.

Neutralité CO₂ tout au long de la chaîne de valeur

Les fabricants de véhicules mettent en œuvre ce processus de transformation à grande vitesse : Volkswagen, pour ne citer que lui, a utilisé l’ID.3 comme exemple pour mettre en avant son programme de décarbonation, avec lequel le groupe a l’intention d’atteindre virtuellement une mobilité individuelle neutre en carbone pour les voitures de tourisme d’ici 2030. Trois leviers clés sont à noter : éviter, réduire, et si nécessaire, compenser les émissions de CO₂ tout au long de la chaîne de valeur. Les mesures prises comprennent la conversion de 100 % des installations de production vers les sources d’énergies renouvelables, en utilisant l’économie circulaire pour récupérer les matières premières sur les batteries et en investissant dans la génération des énergies vertes ou des carburants neutres pour le climat. Les dernières insuffisances relatives à l’empreinte carbone doivent être réduites en soutenant, par exemple, les projets de forêt pluviale.  D’après les calculs, sur l’ensemble de leur durée de vie, les voitures électriques produisent en Europe seulement la moitié des émissions de CO₂ que produisent des véhicules comparables équipés de moteurs à combustion interne. Des processus de fabrication de batterie davantage neutres pour le climat contribueraient à réduire significativement le « poids » en CO₂ des véhicules électriques.

Une densité énergétique élevée, davantage de recyclage et de meilleures infrastructures

La technologie des batteries constitue l’un des accélérateurs les plus importants de l’électrification : selon les experts, des solutions plus économiques, avec de meilleures performances, seront disponibles plus rapidement que prévu. Les batteries à l’état solide par exemple : lors de la conférence de FEV, une nouvelle batterie à l’état solide de chez Prologium a été présentée avec une densité énergétique atteignant quasiment 700 Wh/L, ce qui double la capacité des batteries couramment utilisées dans les VEB. En complément à cela, les experts présents à la conférence ont indiqué qu’un taux de réutilisation de 95 % des batteries recyclées sera possible d’ici 2030.

Les participants ont également souligné un grand nombre de nouvelles approches dans le domaine des infrastructures de rechargement des véhicules électriques, telles que les solutions de recharge de rue proposées par Ubitricity, filiale de Shell. Il s’agit de convertir les lampadaires – l’Europe à elle seule en compte 90 millions – en bornes de rechargement en fixant sur eux des stations utilisant le réseau électrique existant.

Dans le transport poids lourds, des concepts de propulsion alternatifs sont également depuis longtemps dans la course. Selon le fabricant de véhicules utilitaires Traton, les camions à batterie électrique prévaudront sur les systèmes de propulsion avec piles à combustible, à court et à long termes, dans le transport européen longue distance. Cette attente est justifiée par la supériorité et l’efficacité économique des véhicules utilitaires électriques sur l’ensemble du cycle de vie, auxquelles s’ajoutent de meilleures performances, une durée de vie prolongée et des exigences moindres en énergie. Les camions avec piles à combustible resteraient plus avantageux seulement dans le cas où l’amplitude journalière varierait considérablement et où, dans le même temps, l’infrastructure locale de rechargement rapide présenterait des lacunes importantes. Les représentants du projet de l’UE CoacHyfied voient également de grands avantages dans la conversion des cars en systèmes à propulsion avec piles à combustible afin de pouvoir continuer à utiliser les parcs de véhicules existants de manière neutre pour le climat tout en préservant les ressources.

L’hydrogène sur la route et hors route

L’hydrogène est néanmoins considéré comme le deuxième moteur de la transformation qui touche la mobilité. La question de l’approvisionnement, notamment, a été résolue à Aix-la-Chapelle à l’aide du réseau de pipelines européen existant pour le gaz naturel. 23 fournisseurs européens de gaz ont uni leurs forces avec l’association « Dorsale hydrogène européenne », qui sera en mesure de convertir environ 40 000 km de pipelines de gaz naturel en vue du transport de l’hydrogène d’ici 2040. Les experts sont également d’accord sur le fait que le moteur hydrogène à combustion constitue une solution attractive du point de vue économique, en particulier pour les véhicules utilitaires lourds, et qu’il offre également la possibilité d’améliorer le bilan en CO₂ dans le cas d’applications hors route comme le transport maritime et l’aviation.

Carburants de synthèse : des règles claires pour la réduction des combustibles fossiles L’exploitation des véhicules dotés de moteurs à combustion à l’aide des carburants de synthèse constitue le troisième module du processus de transformation vers une mobilité neutre pour le climat, indispensable pour les parcs existants. « Parallèlement à la feuille de route sur l’élimination du charbon d’ici 2035, nous avons besoin de règles claires pour réduire les combustibles fossiles tout en augmentant simultanément l’utilisation des carburants de synthèse », a souligné Dr Alt dans son discours de clôture. Cela suppose de prévoir, entre autres, l’introduction de quotas pour les carburants de synthèse, ainsi qu’une feuille de route pour les fournisseurs d’huile minérale et les exploitants de stations-service, afin de bannir complètement les combustibles fossiles.

FEV, principal fournisseur mondial de services dans le développement de véhicules et de groupes motopropulseurs, est doté d’une expertise forte et ancienne dans l’utilisation des énergies alternatives et des groupes motopropulseurs pour le secteur de la mobilité. Dans le cadre de la décarbonation, le secteur de l’énergie et les industries vont désormais pouvoir bénéficier de cette expertise. L’entreprise a créé dans ce but une nouvelle business unit, FEV Energy.  L’ensemble des prestations de la chaîne de valeurs, de la génération au transport des énergies vertes, en passant par leur stockage et leur utilisation, sont ainsi rassemblées au sein d’une entité unique.

Une transition énergétique ne peut réussir que si tous les secteurs s’associent : pour réduire les émissions mondiales de CO2 au rythme nécessaire, nous avons besoin de solutions qui mettent en réseau les différents secteurs – génération d’électricité et de chaleur, mobilité et industrie – de manière intelligente, et qui les rendent plus efficaces ensemble. Pour maîtriser les défis que pose la transition vers une société qui n’émet pas de CO2 en utilisant les sources d’énergie renouvelables, telles que le soleil et le vent, il n’y a pas d’autre solution. « Dans ce contexte, il est logique de transférer notre expertise dans le secteur de la mobilité vers celui de l’électricité et de la récupération de chaleur  », a déclaré Benedikt Heuser, Directeur Énergie Groupe, FEV Group. La nouvelle business unit FEV Energy complète idéalement les activités déjà existantes dans notre entreprise. »

De nombreux champs d’activité potentiels

Les activités nouvelles sont aussi diverses que les possibilités de génération, de stockage, de transport et d’utilisation des énergies renouvelables elles-mêmes : par exemple, conception de centrales photovoltaïques, dimensionnement efficace et contrôle des systèmes de stockage des batteries photovoltaïques et de génération de chaleur, centrales de cogénération avec piles à combustible ou systèmes stationnaires de stockage de l’énergie. FEV Energy propose également  ses services dans la préparation des audits sur l’énergie et des rapports de durabilitéenvironnementale. Dans le secteur automobile, le développement et l’intégration de la gestion de recharge bidirectionnelle (BCM, Bidirectional Charging Management) est un nouveau domaine prometteur. C’est dans ce but que FEV développe, par exemple, des stratégies intelligentes de contrôle dans le domaine de la gestion de l’énergie en environnement domestique ou industriel, et dans celui du chargement et du déchargement intelligents des batteries de véhicules connectées.

FEV transfère son savoir-faire existant Pour toutes les applications mentionnées, FEV Energy joue un rôle d’intégrateur de système. L’évaluation comparative des composants est l’une des compétences clés de FEV : bien que les nouveaux marchés et clients soient également à l’origine de nouvelles exigences pour les composants utilisés, les fonctionnalités techniques restent globalement identiques. Dans un premier temps, FEV Energy va se concentrer sur les modèles économiques qui peuvent être rapidement mis en œuvre grâce aux développements déjà existants et à son expertise dans les essais. Sont concernés les audits d’énergie, les essais et le développement de centrales de cogénération avec piles à combustible, et d’électrolyseurs, le développement d’infrastructures mobiles de chargement et de ravitaillement, ainsi que la simulation et la planification d’applications « Power-to-X » (conversion d’électricité). Ces technologies comprennent la conversion et le stockage de l’électricité renouvelable en gaz verts, tels que l’hydrogène ou le méthane (conversion d’électricité en gaz), en vecteurs énergétiques liquides tels que les combustibles pour la mobilité durable et pour les bâtiments (conversion d’électricité en liquides), ou encore la synthèse des matières premières chimiques pour l’industrie (conversion d’électricité en produits chimiques). Les clients de l’industrie font partie du groupe ciblé, dans un cadre interentreprise.

Les systèmes d’aide à la conduite tels que les fonctions de maintien automatique de la distance et de suivi de trajectoire améliorent déjà la sécurité et le confort des occupants, ainsi que l’efficacité énergétique des véhicules. Néanmoins, alors que l’industrie propose des fonctions d’automatisation supérieures ou égales au niveau 3, cette complexité croissante requiert des capteurs bien plus sophistiqués, en termes de performances, de fonctions de commande et de capacité de calcul.

FEV, fournisseur majeur de services en ingénierie dans le domaine du développement de véhicules et de groupes motopropulseurs, ainsi qu’en mobilité digitale, a mis au point des méthodologies uniques pour développer ces systèmes, et les utilise déjà avec succès dans divers projets avec des constructeurs et équipementiers automobiles. Ces méthodologies sont déployées afin d’examiner et de valider le comportement des véhicules dans des situations de conduite diverses et variées, et couvrent les domaines de l’ingénierie des systèmes, de la gestion des données et des tests fonctionnels, des systèmes et des véhicules.

Des scénarios pour définir les fonctions souhaitées

L’approche MBSE (Model Based System Engineering) utilise des scénarios qui décrivent des situations de circulation complexes en vue de déterminer l’architecture générale et la conception des systèmes de conduite autonome de manière logique, pendant la phase de développement de fonctions hautement automatisées. En considérant des cas d’utilisation complets, ils définissent les comportements souhaités d’une fonction donnée, en prenant en compte toutes les interactions pertinentes avec l’environnement, le conducteur et les autres usagers de la route.

« Grâce à l’intégration des scénarios à notre approche MBSE, nous assurons la validation des fonctions de conduite développées. Par exemple, des périmètres de test précis répondant à des exigences uniques peuvent être attribués et combinés dans des scénarios d’essais sur différentes plateformes de simulation » explique le Dr Elmar Boerner, Directeur Senior du Groupe FEV pour le développement des ADAS (Systèmes avancés d’aide à la conduite) et AD (Conduite autonome). « Le scénario décrit ainsi les relations temporelles entre différentes scènes. Ces scènes, quant à elles, sont des instantanés de l’environnement, d’éléments dynamiques et de l’ensemble des acteurs, mais aussi de la représentation du véhicule par lui-même et des relations entre tous ces éléments. »

Les scénarios sont liés, via des cas d’utilisation, aux fonctionnalités client et à la modélisation du comportement du système, incluant les exigences associées. Ainsi, ces scénarios servent de lien entre le développement des exigences et la base de création de cas de tests.

Acquisition de données en temps réel

Dans le cadre de la création des exigences au sein de l’approche MBSE, les scénarios de FEV sont intégrés en tant qu’éléments principaux dans l’environnement de développement. La chaîne interne d’acquisition des données revêt ici une importance capitale. Elle collecte des données de mesure provenant des véhicules autonomes de FEV pendant les roulages, grâce à un enregistreur de données télématique, et les répartit en scénarios lors des sessions de mesure. Les données collectées permettent également d’analyser directement les scénarios pendant la phase de validation et de les préparer pour la simulation dans les bases de données correspondantes. La comparaison avec des scénarios définis aboutit ensuite à une boucle de développement continue, allant de la conception aux tests du système, et inversement.

Gagner du temps grâce à l’automatisation

La méthodologie de FEV diffère des approches conventionnelles des fonctions de conduite autonome. La définition des cas d’utilisation est étendue en intégrant les spécifications de scénarios à chaque étape du développement conformément aux exigences du client. Elle est ensuite liée aux scénarios pertinents grâce aux méthodes MBSE exclusives de FEV.

Cette traçabilité transparente entre les exigences individuelles et les éventuelles conditions opérationnelles se traduit ensuite par un potentiel d’automatisation élevé dans des activités telles que l’analyse des bases de données et la dérivation des cas de tests. Le périmètre des tests fait alors preuve de « désambigüisation » et il est optimisé par rapport à une vision conventionnelle de l’approche ODD (Domaine de conception opérationnelle), en termes de fonction globale.

La modélisation ultérieure est réalisée à l’aide d’informations obtenues de la route, des infrastructures du trafic, des variables limitées dans le temps telles que les panneaux de chantier et les objets en mouvement, et des facteurs environnementaux tels que les conditions météorologiques. Des modèles peuvent être utilisés afin de générer des cas de tests pour divers environnements de simulation, à l’aide de l’automatisation. Les exigences relatives aux composants peuvent être définies – par exemple, pour les performances des capteurs – et des cas de tests pour divers environnements de simulation peuvent également être créés.

Cela réduit considérablement la portée de la vérification et de la validation, dans la mesure où des plages de scénarios encore plus complexes peuvent ainsi être couvertes par une modélisation intelligente, avec des cas de tests générés de manière automatique. De telles plages de scénarios sont nécessaires à la simulation dans des environnements de cloud, ainsi qu’aux tests MIL et SIL avec de grandes variations, telles que les simulations de « corner case » ou « edge case ». Quel que soit le scénario, la méthodologie de FEV permet de développer rapidement et de manière fiable des fonctions de conduite autonome à partir du niveau 3.

Lorsqu’il s’agit de réduire les émissions de CO₂ dans le secteur automobile, les véhicules utilitaires ont un rôle essentiel à jouer. L’adoption, au niveau mondial, de réglementations visant à limiter les émissions de CO₂ des nouveaux poids lourds utilitaires en particulier, soulève des défis majeurs pour les équipementiers. FEV, leader mondial du développement complet de véhicules, propose une gamme étendue de solutions dédiées aux futurs véhicules utilitaires afin de satisfaire les spécifications les plus strictes parmi différentes applications. Outre les systèmes avancés de transmission et de propulsion, cela inclut des approches aérodynamiques innovantes et des commandes prédictives de véhicules basés sur divers paramètres tels que les itinéraires pour véhicules utilitaires.

Quel que soit le type de propulsion, les camions du futur seront caractérisés par des concepts de commande prédictive basés sur la mise en réseau des véhicules. Pour ce faire, FEV développe actuellement des solutions qui prennent en compte le style de conduite en temps réel en collectant et en évaluant les paramètres et les données relatives à l’infrastructure via les réseaux mobiles 4G/5G. Cela permet aux clients d’atteindre une efficacité maximale et de minimiser les coûts d’exploitation. Les informations classiques qui entrent dans les algorithmes incluent la position du véhicule, les panneaux de signalisation, la synchronisation des feux de signalisation, et les tarifs des stations de recharge, à la fois sur les itinéraires planifiés et alternatifs. Les informations relatives au nombre et au comportement des autres usagers de la route sont également intégrées.

« En associant une navigation ciblée à une évaluation de la consommation d’énergie, comme les modes de conduite, les itinéraires de récupération, ou la recharge à la borne de chargement, l’autonomie moyenne des véhicules utilitaires peut être augmentée de plusieurs points. Des fonctions secondaires, telles l’estimation en ligne de la masse réelle d’un véhicule et la mesure du style de conduite individuel permettent également aux algorithmes prédictifs d’être extrêmement précis » a déclaré le Professeur Stefan Pischinger, CEO du Groupe FEV. « À l’avenir, il deviendra tout à fait naturel d’inclure non seulement les temps de conduite et de repos, mais aussi le temps de recharge dans la logistique et la planification des itinéraires. »

Jusqu’à dix pour cent de gains aérodynamiques

Forte de sa longue expérience dans le domaine de la mécanique des fluides numérique (MFN), FEV peut également apporter à ses clients des gains sur le plan aérodynamique. Dans le domaine des camions électriques à batterie, par exemple, la surface avant dédiée au refroidissement est restreinte, ce qui permet d’augmenter celle de la cabine grâce à des contraintes dimensionnelles moins strictes. La traînée peut être réduite jusqu’à 10 %, avec pour conséquence une diminution de la consommation d’énergie et une augmentation de l’autonomie du véhicule.

Le développement de véhicules holistique par FEV

Les futurs camions seront équipés d’une propulsion électrique à batterie, alimentée par une pile à combustible, ou par un moteur à hydrogène à combustion interne. En fonction du domaine d’application du véhicule et de la distance à parcourir, cela implique de nouvelles tâches en plus des domaines classiques du développement complet de véhicules, que FEV réalise pour ses clients.

« Nos clients apprécient le développement global de véhicules par un seul et même prestataire, ainsi que les avantages liés en termes de temps et de coûts ; en particulier lorsqu’il s’agit de respecter de nouvelles exigences en matière d’émissions » a ajouté le Professeur Pischinger. « FEV possède l’expertise et les ressources nécessaires pour regrouper ses compétences dans plusieurs disciplines, en vue de fournir une solution de véhicule durable optimale et conforme aux intérêts du client. »

Dans le cas des camions électriques à batterie, cela concerne généralement la performance et l’autonomie du véhicule. Afin de répondre à ces exigences, FEV a développé un système de batterie modulaire évolutif capable d’intégrer des batteries existantes et homologuées du segment des voitures de tourisme. Dans ce cadre, une solution passerelle pour le système de gestion de batterie (BMS) permettant de coordonner les différentes batteries a également été développée. Grâce à cette approche, les clients de FEV ont pu réduire considérablement leurs délais de mise sur le marché. Par ailleurs, le fournisseur de services de développement travaille actuellement sur de nouveaux concepts de conditionnement Cell-to-Pack qui permettent d’obtenir une batterie à densité d’énergie plus élevée, et ainsi accroître l’aptitude des véhicules utilitaires à parcourir de grandes distances lorsque cela est nécessaire.

Entraînements électriques conformes aux besoins du client

FEV propose aussi à ses clients diverses solutions de propulsion électriques. Selon le véhicule et les besoins, FEV fournit soit des groupes moto-propulseur à position centrale combinées à des essieux conventionnels, soit des essieux avec un moteur électrique et une transmission intégrée. Dans de nombreux cas, ces entraînements électriques nécessitent également des transmissions à plusieurs vitesses. Pour cela, FEV a développé des systèmes d’embrayage à crabots et des systèmes d’actionnement électromécaniques spécialement conçus pour ces applications. Leur grande efficacité et leur extraordinaire flexibilité d’application constituent un avantage précieux, puisque le véhicule n’a besoin d’aucune énergie auxiliaire pneumatique ou hydraulique. Cette technologie est utilisée avec succès, par exemple sur une transmission automatisée à trois vitesses pour les poids lourds d’une capacité de charge pouvant aller jusqu’à 90 tonnes dans les applications minières. FEV a développé à la fois le logiciel et le matériel pour cette application de série.

Autonomie accrue grâce à la gestion thermique

La société a réussi à mettre en œuvre des solutions sur route dans le domaine du développement de systèmes thermiques. L’interconnexion intelligente des divers circuits à des niveaux de température différents peut permettre aux camions électriques de réaliser d’importantes économies d’énergie. Citons par exemple l’utilisation de la chaleur résiduelle de la batterie ou du moteur électrique via une pompe à chaleur pour climatiser la cabine, ce qui a pour effet d’améliorer à la fois l’autonomie du véhicule et le confort du conducteur.