Cependant, les technologies de batteries, et plus particulièrement la recherche des technologies les plus adaptées à chaque machine, seront essentielles à la réussite de l'électrification et à son adoption généralisée sur le marché. Le rapport IDTechEx récemment mis à jour, intitulé « Batteries pour engins de construction, agricoles et miniers 2026-2036 : Technologies, acteurs et prévisions », détaille les facteurs clés qui influenceront la conception et le choix des batteries, permettant ainsi d'optimiser les performances et le développement des machines et de favoriser la croissance du marché des batteries pour engins hors route, qui devrait dépasser les 45 GWh d'ici 2036.

Pourquoi développe-t-on des véhicules tout-terrain électriques ?

Face à la montée en puissance de la décarbonation et du développement durable dans tous les secteurs à l'échelle mondiale, les marchés hors route de la construction, de l'agriculture et des mines connaissent un intérêt et des investissements croissants dans l'électrification. Les machines électriques permettent d'éliminer les émissions locales de gaz à effet de serre, offrant ainsi un environnement de travail plus propre et plus sûr, avec une réduction de la chaleur, du bruit et des vibrations.

En effet, les machines électriques présentent des coûts d'exploitation (OPEX) nettement inférieurs grâce à l'utilisation de l'électricité plutôt que du diesel. Ceci contribue à un coût total de possession (TCO) plus avantageux, tout en protégeant contre les fluctuations du prix du diesel. De plus, les machines électriques sont plus faciles à utiliser, moins coûteuses à entretenir et ne consomment pas d'énergie à l'arrêt ou au ralenti, offrant ainsi des avantages opérationnels supplémentaires qui s'ajoutent aux bénéfices environnementaux et financiers.

Les différents véhicules tout-terrain ont des exigences différentes

Pour qu'un engin tout-terrain électrique puisse remplacer un engin diesel, il doit offrir les mêmes performances en termes d'autonomie et d'intensité de fonctionnement. La grande variété d'engins utilisés dans la construction, l'agriculture et l'exploitation minière, avec leurs applications et profils d'utilisation différents, nécessite une large gamme de batteries. En définitive, la capacité des batteries installées dépendra du poids de l'engin en ordre de marche, de l'autonomie souhaitée et des exigences spécifiques de maintenance pendant son utilisation.

L'industrie minière utilise des machines pesant des centaines de tonnes, souvent chargées de charges tout aussi lourdes. Ces machines doivent fonctionner quasiment 24 heures sur 24, avec des temps d'arrêt très courts pour le ravitaillement ou la recharge. C'est pourquoi les engins tout-terrain actuels sont équipés de batteries de très grande capacité, atteignant récemment 2 MWh. Cela contraste fortement avec les secteurs de la construction et de l'agriculture, où les machines sont généralement beaucoup plus petites et ne fonctionnent que 8 heures par jour maximum, utilisant des batteries de seulement 10 kWh dans des machines compactes pesant 6 tonnes ou moins.

Trouver la batterie adaptée à une machine de chantier

Au-delà de la simple capacité de la batterie, les exigences de fonctionnement d'une machine imposent des contraintes spécifiques sur sa densité, sa tension, ses performances de charge, sa durée de vie et son coût. La technologie de batterie finalement utilisée (NMC, LFP ou une technologie émergente) doit trouver le juste équilibre entre ces critères pour permettre une électrification réussie.

Certaines exigences opérationnelles sont spécifiques à un secteur donné. Par exemple, les engins miniers doivent fonctionner quasiment 24 h/24 et 7 j/7, quelles que soient les conditions météorologiques. Leurs batteries doivent donc présenter une longue durée de vie pour une utilisation continue, une vitesse de charge très rapide afin de minimiser les temps d'arrêt et d'excellentes performances à basse température. De leur côté, les engins agricoles doivent tracter des outils et des instruments lourds sur de vastes superficies, ce qui requiert des batteries à haute densité énergétique.

Cependant, le nouveau rapport d'IDTechEx révèle que la taille de la machine joue également un rôle déterminant dans le choix du type de batterie, influençant le compromis entre coût et densité énergétique.
Les machines plus petites sont plus limitées en termes d'espace disponible pour la batterie et nécessitent des batteries à haute densité énergétique capables de fournir une capacité et une autonomie suffisantes, tout en restant compatibles avec la taille compacte de la machine. Les machines plus grandes, en revanche, sont moins contraintes par la taille ou le poids. Toutefois, en raison de leurs besoins en batteries de plus grande capacité, une batterie à faible coût par kWh est privilégiée afin de minimiser les coûts globaux de la machine, même si cela implique de sacrifier la densité énergétique.

Auteur : Pranav Jaswani, analyste technologique senior