Gr?ce à la recherche, les bus roulent intelligemment
Des chercheurs de l'ETH développent pour le fabricant de bus Carrosserie Hess un logiciel qui permet d'économiser beaucoup d'énergie et d'argent.
Depuis quelque temps, un trolleybus hors du commun circule dans les rues de Zurich. En raison de son grand pare-brise et de ses roues couvertes, il ressemble de l'extérieur à un tramway. Mais ce bus n'est pas seulement spécial en raison de son design. Tout d'abord, il s'agit d'un bus électrique avec un système de propulsion hybride. Il peut tirer de l'énergie aussi bien de la ligne aérienne de contact que d'une batterie de stockage intégrée. Deuxièmement, le bus est plut?t intelligent : comme un logiciel intégré collecte automatiquement des informations sur le trajet, le bus sait toujours ce qui va se passer ensuite - par exemple si le trajet est en descente ou si une ligne est coupée.
Ce bus urbain intelligent est le résultat d'une collaboration entre l'ETH et une PME. L'ETH a développé un logiciel de gestion de l'énergie pour le seul constructeur suisse de bus, la Carrosserie Hess de Bellach, dans le canton de Soleure. Celui-ci optimise, à l'aide d'algorithmes, le moment où le bus doit tirer l'énergie de la ligne aérienne de courant et celui où il doit la tirer de l'accumulateur de la batterie. Par exemple, il est plus judicieux de vider l'accumulateur lorsque le bus monte une colline - car la batterie est rechargée pour ainsi dire "gratuitement" par l'énergie de freinage lors de la descente. De cette manière, il est possible d'économiser jusqu'à 15% d'énergie et beaucoup d'argent.
Avantages concurrentiels
La coopération présente des avantages pour les deux parties. Hess AG profite d'une force d'innovation qu'elle ne pourrait pas se permettre sans partenaire. "Avec nos moyens, nous ne serions tout simplement pas en mesure de développer une gestion énergétique aussi efficace", explique Martin Widmer, responsable du projet du c?té de la Carrosserie Hess. C'est ainsi que l'entreprise, qui compte environ 260 collaborateurs, peut toujours se procurer des avantages concurrentiels face à une concurrence étrangère incomparablement plus importante.
De leur c?té, les chercheurs de l'ETH peuvent transformer leur savoir-faire théorique en projets concrets. Les problématiques scientifiques liées aux bus hybrides se prêteraient bien à des publications dans des revues scientifiques, explique Christopher Onder, professeur à l'Institut des systèmes dynamiques et des techniques de régulation à l'ETH. "Ce projet est un véritable aimant pour les étudiants" : à ce jour, une trentaine de travaux de semestre, de Bachelor ou de Master auraient été réalisés dans le cadre des projets avec l'entreprise Hess. En outre, plusieurs étudiants ont déjà effectué un stage chez Hess, d'autres, comme Martin Widmer, ont rejoint la PME de manière fixe après avoir obtenu leur dipl?me à l'ETH.
Le changement dans la pratique
La coopération entre l'ETH et la Carrosserie Hess remonte à 2009, lorsque Hess a expérimenté un bus hybride diesel. Celui-ci n'a toutefois pas permis d'économiser autant d'énergie qu'on l'espérait. Les responsables de Hess se sont donc montrés ouverts à l'idée de développer une nouvelle gestion énergétique pour ce bus dans le cadre d'un poste de doctorat de l'ETH. Le doctorat a pu être financé gr?ce à des fonds de la CTI (aujourd'hui Innosuisse) et de l'Office fédéral de l'énergie.
Mais il faudra encore attendre un peu avant que le premier bus équipé d'un logiciel de l'ETH sorte de la cha?ne de production de Hess. Du point de vue de la recherche, le projet a certes été une réussite totale : des économies de carburant significatives ont pu être réalisées. Mais jusqu'à ce que le travail de doctorat soit terminé, ce n'étaient plus des bus hybrides diesel qui étaient demandés sur le marché, mais surtout des bus électriques. C'est là qu'apparurent les défis d'un partenariat entre la haute école et le secteur privé. D'un c?té, les moulins scientifiques exacts mais lents de l'ETH, de l'autre, la Carrosserie Hess exposée aux dynamiques du marché. "Chez nous, le système ne doit pas être théoriquement parfait, mais il doit fonctionner dans la pratique et être conforme aux prescriptions", explique Widmer. "Et bien s?r, nous devons à un moment donné gagner de l'argent avec".
Le projet grandit avec
Pour le projet suivant avec le tout dernier bus électrique de Hess - le "Swiss Trolley Plus" - les partenaires ont tiré les le?ons de l'expérience. De nouveau, du c?té de l'ETH, un doctorant développe un logiciel pour une gestion efficace de l'énergie. Contrairement au premier projet, la haute école spécialisée bernoise n'est pas seulement une deuxième institution de recherche, mais aussi, pour la première fois, un exploitant, les Transports publics zurichois (VBZ). Cela signifie que les chercheurs de l'ETH peuvent analyser le logiciel pratiquement en direct devant leur porte - à l'aide du bus pilote qui est utilisé depuis environ un an dans le trafic de ligne zurichois.
Le bus pilote intelligent de Zurich est encore le seul de ce type. Mais cela va bient?t changer. Dès l'automne, trois bus supplémentaires à double articulation équipés de la même technique seront mis en service sur la ligne. Widmer de la Carrosserie Hess compte bien que d'autres exploitants viendront s'y ajouter. "Nous avons quelques personnes intéressées", dit-il.
L'année prochaine, le deuxième projet de doctorat commun arrivera à son terme. Mais il est bien possible que cela ne signifie pas encore la fin de la collaboration entre l'ETH et Hess. Car plus la coopération dure, plus on identifie des problématiques qui peuvent être résolues au mieux en commun. "Par analogie avec la conduite, un logiciel pourrait également aider à économiser de l'énergie dans le domaine du chauffage et de la climatisation", explique Widmer. Le professeur Onder de l'ETH aime cette proposition : "D'un point de vue scientifique, c'est une question intéressante et pertinente".