Le bus TOSA biberonne son électricité à moindre coût

Des chercheurs suisses ont développé un modèle mathématique pour minimiser les coûts d’infrastructures et d’exploitation pour le système de bus électrique à recharge ultra-rapide TOSA.

Les bus électriques à recharge aux arrêts sont-ils l’avenir des transports publics ? Ils font pour l’heure partie de l’arsenal de moyens pour relever le défi de la mobilité durable. A Genève, ABB Sécheron et ses partenaires (TPG, SIG et OPI), viennent de terminer avec succès la phase pilote de leur système de bus électrique, baptisé TOSA.

Sans caténaire, le véhicule articulé biberonne son électricité en seulement 15 secondes à certains arrêts et aux terminaux. Comment cette technologie, qui libère les trolleybus de leurs caténaires, peut-elle s’intégrer dans un réseau de transports publics ?

Le projet, fruit d’une collaboration entre ABB Sécheron, le Centre de transport de l’EPFL et la Haute Ecole ARC, vise à répondre à cette question. Les chercheurs ont élaboré un logiciel qui permet de simuler la création d’une ligne de transports publics, tout en minimisant les coûts en fonction des contraintes d’exploitation, de raccordement au réseau électrique et du profil du parcours. En d’autres termes, une interface web propose une analyse coût-bénéfice d’une ligne TOSA afin de déterminer la configuration technique la plus économique pour un réseau donné.

L’innovation des bus rechargeables TOSA est d’offrir un véhicule 100% électrique, de grande capacité (133 passagers), sans caténaires et avec des batteries si réduites – deux fois l’énergie d’une batterie pour voiture électrique – qu’elles tiennent sur le toit. A certains arrêts, un bras robotisé placé sur le toit se connecte automatiquement en une seconde et permet la recharge les batteries pendant 15 secondes, selon une technique appelée «biberonnage».

C’est le temps qu’il faut pour laisser les voyageurs monter et descendre du véhicule. Et, pour les batteries, celui d’emmagasiner de l’énergie afin que le bus puisse poursuivre sa course jusqu’à la prochaine station d’alimentation à un nouvel arrêt ou au terminus.

De la taille des batteries à la météo

Pour mesurer la compétitivité d’une ligne TOSA, une multitude de paramètres entrent en jeu. Ils sont déterminés par les coûts mais aussi par les exigences des opérateurs de transports publics et les contraintes technologiques. Le modèle, élaboré par les chercheurs de l’EPFL, prend en compte le coût des infrastructures et des composants (batteries, raccordement au réseau, positionnement des stations de charge) ainsi que la durée de vie des composants. Il intègre aussi des paramètres tels que le salaire du chauffeur ou le coût de l’électricité. Au final, quelques 56 variables déterminent la solution la plus rentable et performante.

L’algorithme se base sur la contribution de la HE-ARC qui a, de son côté, modélisé les besoins du bus TOSA (électrique, électronique et puissance) et des stations d’alimentation (en terminus de ligne, sur le parcours ou au dépôt) en fonction des conditions du trajet. Sont ainsi incluses des variables telles que le nombre de passagers, la récupération de l’énergie de freinage, l’altitude, la vitesse ou encore les conditions météo.

Le tout, modélisation du bus et optimisation des coûts, a été intégré dans une interface web.

Il est ainsi possible de dessiner virtuellement une ligne TOSA pour une ville donnée et d’évaluer son coût. De nombreuses villes ont déjà montré leur intérêt pour la technologie TOSA mais c’est à Genève que la première ligne régulière TOSA devrait voir le jour, à l’horizon 2017.

Le défi du modèle est désormais de pouvoir optimiser les coûts pour un réseau complexe comprenant plusieurs lignes.