Un trolleybus qui circule sans ligne aérienne de contact

Les trolleybus jouissent d’une popularité grandissante dans les villes suisses. L’installation des lignes aériennes de contact fait toutefois l’objet d’une certaine résistance. Ici, le constructeur de bus Carrosserie Hess AG (Bellach/SO) comble une lacune: le récent «Swiss Trolley plus» est équipé d’une batterie à haut rendement et peut ainsi assurer des lignes dont certaines sections se situent hors du réseau électrique. Le nouveau bus pose également de nouveaux jalons en termes de consommation d’énergie: grâce à une construction légère et un ingénieux système de gestion de l’énergie, il économise au moins 15% d’énergie par rapport à un trolleybus traditionnel. Le blog de Benedikt Vogel.

Quiconque traverse la ville de Zurich en tant que passager sur la ligne 33 se sent comme dans tout autre trolleybus suisse. Pourtant, un véhicule qui n’existait pas jusqu’à présent circule sur cette ligne depuis mai 2017: le bus est équipé d’une batterie et peut circuler sur de plus longues distances qui ne sont pas équipées de lignes aériennes de contact. La commutation entre les deux modes de propulsion a lieu sans que les passagers ne s’en rendent compte. Le chauffeur du bus, Fatmir Alijaj, emmène le journaliste à l’arrêt Albisriederplatz pour lui faire la démonstration. Tandis que les passagers montent et descendent, le chauffeur du bus active un bouton dans la cabine et les pantographes se replient. Le processus ne dure que quelques secondes et le bus reprend son parcours. Le processus inverse est ensuite réalisé au niveau d’un autre arrêt. Une pression sur un bouton suffit pour déployer les pantographes vers les lignes aériennes de contact. Une trémie assure le positionnement correct des têtes de captage sur les fils. «Il s’agit d’un processus de routine, le taux de réussite est supérieur à 99% », affirme le chauffeur Alijaj.

D’autres lignes à alimentation électrique

Le principal avantage du nouveau bus: il peut circuler sur des lignes dont certaines sections ne sont pas équipées de caténaires. Concernant les Verkehrsbetriebe der Stadt Zürich (VBZ), la situation se présente par exemple sur la ligne 83 (Milchbuck-Hardbrücke-Bhf Altstetten). Jusqu’à présent, des bus diesel assurent le parcours bien que la ligne circule sur des sections plus longues parallèlement aux lignes de trolleybus existantes. Grâce au nouveau bus, les VBZ peuvent y faire circuler un bus électrique pour la première fois. Ce concept inédit est également une base pour l’électrification des lignes 69 et 80 (les deux desservent entre autres l’ETH Hönggerberg), des lignes importantes desservies jusqu’à présent exclusivement avec des bus diesel. Pour l’exploitation des trolleybus sur ces lignes, seules certaines sections doivent être équipées de lignes aériennes de contact.

Photo 1 : Pour le chauffeur du bus (sur la photo: Fatmir Alijaj, chauffeur VBZ), le Swiss Trolley plus n’apporte qu’un changement minime. Un de ces changements est la pédale programmable qui favorise un mode de conduite plus économique du point de vue énergétique. Photo: B. Vogel
«Au cours des premiers mois, l'aptitude du bus sur le terrain a été mis à l’épreuve; excepté quelques soucis mineurs, le Swiss Trolley Plus a apporté entière satisfaction. Nos chauffeurs ont pu passer au nouveau bus sans formation particulière. Avec ce concept de véhicule, nous pourrons prolonger les lignes existantes sans caténaires supplémentaires à l’avenir», affirme Oliver Tabbert, responsable du projet chez les VBZ. Le concept de propulsion permet également de simplifier les caténaires complexes, par exemple en renonçant aux liaisons rarement utilisées qui peuvent être parcourues en mode batterie.

Plus léger et plus efficace

La société Carrosserie Hess AG a conçu le Swiss Trolley plus, le nom du projet, en une année. Les VBZ ont participé à l’interprétation des exigences et à la mise en service en tant que partenaire. L’Office fédéral de l’énergie soutient financièrement le projet industriel dans le cadre de son programme de projets phares. Le bus associe plusieurs innovations: le véhicule pèse une tonne de moins qu’un trolleybus traditionnel et par conséquent, sa charge utile est plus élevée (163 au lieu de 150 passagers) bien que la batterie pèse 600 kg de plus que la batterie de secours que les trolleybus transportent. Le chauffage, la ventilation et la climatisation sont également conçus différemment : deux pompes à chaleur air-eau produisent la chaleur et le froid qui chauffe ou rafraichit la cabine du conducteur par le biais d’un réseau de tuyauterie tout en assurant le refroidissement de la batterie. La température minimale indispensable dans le bus peut être réduite de 2 degrés Celsius car l’intérieur est également chauffé par infrarouge depuis le plafond.

La construction légère et le système CVC améliorent l’efficacité énergétique du bus. La meilleure récupération de l’énergie de freinage et le système de transmission à moteurs synchrones permettent de réaliser des économies d’énergie supplémentaires. Comparés aux moteurs asynchrones, les moteurs synchrones sont jusqu’à 8% plus efficaces selon la vitesse, ils permettent une construction plus compacte et nécessitent moins d’entretien. L’isolation du groupe motopropulseur de réseau de caténaire explique également l’efficacité: tandis que les trolleybus conventionnels peuvent réinjecter l’énergie de freinage superflue uniquement lorsqu’un autre bus en a besoin en même temps, le Swiss Trolley plus peut charger sa batterie à tout moment avec l’énergie de freinage récupérée.

Photo 2 : Vue sur le toit du Swiss Trolley plus dans le garage des VBZ à Hardau: la batterie installée dans le boitier métallique blanc pèse 1,2 t et a une capacité de stockage de 60 kWh. Pour comparer: un bus électrique de même puissance alimenté exclusivement à partir de la batterie pendant toute la durée de fonctionnement devrait disposer d’une batterie d’une capacité de 600 kWh. Une telle batterie pèserait 5 t et rendrait le bus nettement plus lourd (et l'exploitation peu rentable). Photo: B. Vogel
«Le bus devrait pouvoir fonctionner avec 15% de moins d’énergie par rapport aux trolleybus traditionnels. Les données d’exploitation collectées jusqu’à présent confirment cette estimation plutôt conservatrice», affirme Hans-Jörg Gisler, directeur du projet pour la société Carrosserie Hess AG, et complète: «Nous tentons de réaliser 8 à 10% d’économies d’énergie supplémentaires avec le système de gestion de l’énergie». Ce dernier a été conçu par l’ETH de Zurich et implémenté étape par étape dans le bus (cf. zone texte).

L’auteur de ce texte, Benedikt Vogel, est journaliste scientifique. Avant de se mettre à son propre compte, il travaillait en tant que chef de ressort et rédacteur à la Basler Zeitung. Cet article a été rédigé dans le cadre d’un mandat pour l’Office fédéral de l’énergie.
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