Le DWPT, un système ingénieux pour alimenter les véhicules électriques sans interruption

À mesure que les véhicules électriques gagnent en popularité, une question persistante émerge : comment assurer leur autonomie sans compromettre la fluidité des déplacements ? Les craintes liées à l’épuisement de la batterie, souvent qualifiées d’angoisse de l’autonomie, freinent encore l’adoption massive de ces véhicules. Une solution technologique inédite pourrait apporter des réponses tangibles, tout en redéfinissant la manière dont l’énergie est distribuée aux usagers des routes.

Un groupe de chercheurs de l’Université du Texas à El Paso (UTEP) a publié une étude dans la revue IEEE Access. Cette recherche explore une méthode permettant de recharger les véhicules électriques pendant qu’ils sont en mouvement. Le mécanisme, connu sous le nom de Dynamic Wireless Power Transfer (DWPT), repose sur l’intégration de plaques transmettrices au sein des chaussées. Ces dispositifs transfèrent de l’énergie sans fil aux véhicules circulant au-dessus, éliminant ainsi la nécessité de stations fixes ou de câbles.

Paras Mandal, professeur en génie électrique et informatique à l’UTEP et principal investigateur de l’étude, a souligné l’importance de cette approche. « Le domaine des transports électrifiés évolue rapidement, et modéliser la demande de charge sur notre réseau électrique constitue un aspect essentiel des travaux », a-t-il affirmé. Une telle affirmation s’inscrit dans une démarche visant à garantir une utilisation durable des infrastructures de transport associées aux services publics d’électricité.

Les limites actuelles des solutions de recharge

Actuellement, les conducteurs de véhicules électriques se reposent principalement sur des bornes publiques ou des prises domestiques pour recharger leurs batteries. Toutefois, selon les explications fournies par le scientifiques, ces options présentent des inconvénients notables. La recharge résidentielle, bien que pratique, demeure souvent lente et consommatrice d’électricité. Quant aux stations publiques, elles restent insuffisamment répandues, ce qui peut exacerber « l’ angoisse de l’autonomie ».

Cette situation pourrait décourager certains automobilistes de passer à des véhicules électriques, malgré leurs nombreux avantages environnementaux. Une adoption plus large permettrait de réduire la consommation de carburants pétroliers, de limiter les émissions de gaz à effet de serre et de diminuer la pollution sonore. Cependant, sans infrastructure adéquate, les progrès risquent de stagner.

Un modèle mathématique pour anticiper les besoins

Pour mieux comprendre l’impact d’une route équipée de DWPT sur le réseau électrique, l’équipe dirigée par Mandal a développé une méthode unique appelée modified Toeplitz convolution (mCONV). Ce modèle mathématique prend en compte divers paramètres tels que la distance parcourue, le flux de circulation et les types de véhicules. Grâce à cette approche, les ingénieurs peuvent évaluer la demande énergétique dynamique générée par une telle infrastructure.

Le modèle mCONV représente une étape significative dans la planification des futurs systèmes routiers. « Les prochaines étapes consisteront à examiner comment le DWPT influencera la stabilité et la fiabilité du système électrique », a précisé Paras Mandal. Une analyse approfondie devient indispensable pour intégrer cette technologie dans les infrastructures existantes.

Kenith Meissner, doyen de la faculté de génie à l’UTEP, a salué les efforts de l’équipe de Mandal. « Le travail innovant réalisé ici contribue à repousser les frontières de notre système de transport. Ce nouveau modèle aidera les autorités locales et nationales, ainsi que les services publics, à comprendre les implications techniques et logistiques de la mise en œuvre des routes DWPT. »

Vers une adoption généralisée des véhicules électriques ?

Si la technologie DWPT semble prometteuse, sa mise en œuvre à grande échelle nécessite encore des ajustements. Les interactions complexes entre les véhicules, les infrastructures et le réseau électrique doivent être soigneusement analysées. Néanmoins, les résultats obtenus jusqu’à présent inspirent confiance quant à la faisabilité technique et économique de cette solution.

En conclusion, l’approche proposée par l’UTEP pourrait jouer un rôle déterminant dans la transition vers des modes de transport plus écologiques. En combinant innovation technologique et collaboration internationale, ce projet illustre comment la science peut répondre aux attentes croissantes d’une société en quête de durabilité.

Légende illustration : Un semi-remorque électrique se recharge en roulant sur une route d’essai à transfert dynamique de puissance sans fil (DWPT) située à l’université d’État de l’Utah. Crédit photo : ASPIRE

La recherche menée par l’UTEP s’inscrit dans le cadre d’un effort collectif coordonné par ASPIRE, un centre de recherche financé par la National Science Foundation (NSF). Ce consortium regroupe plusieurs universités prestigieuses, notamment l’Utah State University, Purdue University, l’Université du Colorado à Boulder et l’Université d’Auckland en Nouvelle-Zélande. L’objectif commun est d’avancer vers une électrification durable des infrastructures routières.

Article : « Load Demand Modeling of Large-Scale Charging Infrastructure for Electric Vehicles In-Motion » – ( accès .PDF )