Batteries au lithium pour les équipements de soutien au sol : la révolution verte au service de la transition technologique des aéroports
24 juillet 2024
Réduire les émissions de CO2 et engager un processus de transition technologique des aéroports est aujourd’hui devenu une priorité pour la plupart des acteurs du secteur, qui voient dans les objectifs ambitieux du pacte vert pour l’Europe non pas une contrainte, mais un véritable levier pour accroître la compétitivité, tout en respectant pleinement l’environnement.
Après le recul de 2020 dû à la pandémie, la conversion verte des aéroports connaît aujourd’hui une forte revitalisation : les investissements augmentent et, avec eux, le nombre d’applications électrifiées. Des GPU (unités d’alimentation au sol) aux tracteurs de remorquage, en passant par les pushbacks, les convoyeurs à bande, les plateformes PMR (personnes à mobilité réduite) et les escaliers pour passagers, de nombreux véhicules aéroportuaires de soutien au sol (GSE) répondent activement aux défis du Pacte vert de réduire drastiquement leurs émissions d’ici à 2030.
Les véhicules aéroportuaires se transforment : le mot d’ordre est l’électrification au lithium !
Il faut se rendre à l’évidence : l’avenir de l’aéroport est électrique. Il ne s’agit certainement pas d’une conversion brutale mais bien au contraire d’une véritable évolution progressive. D’une part, de nombreux équipementiers, pionniers de l’électrification, ont depuis longtemps choisi d’investir dans des solutions électrifiées, d’abord au plomb et maintenant au lithium. D’autre part, certains ont longtemps pensé que l’investissement initial n’était pas durable d’un point de vue économique. Ces derniers n’ont que récemment réalisé l’importance stratégique de l’analyse des avantages à long terme et se sont donc intéressés à la question.
Aujourd’hui, nous sommes donc confrontés à un double scénario :
- la volonté de construire de nouveaux véhicules entièrement électriques avec des batteries au lithium
- la nécessité de convertir les parcs électriques existants du plomb au lithium.
La même situation affecte et implique également les sociétés de services d’assistance en escale, c’est-à-dire les sociétés qui gèrent les services aéroportuaires, y compris la fourniture de véhicules. Si, en effet, les aéroports les plus avancés sont déjà partiellement électrifiés au plomb, aujourd’hui le mot d’ordre a changé et considère le lithium comme le tournant de l’électrification des aéroports.
Le CTP : l’élément clé dans les choix d’électrification des équipements de soutien au sol
Le plus petit dénominateur commun dans la transition vers le lithium est la prise en compte du coût total de possession (CTP) , un paramètre clé pour comprendre pleinement la valeur économique globale d’un investissement.
Si, en effet, le prix d’achat plus élevé des batteries au lithium représentait au départ un frein pour de nombreux fabricants d’équipements aéroportuaires, les essais sur le terrain et les calculs du TCO les ont aidés à analyser l’investissement économique global et à évaluer ses avantages économiques à long terme, tels que la réduction drastique des coûts d’entretien et du bilan énergétique. Un calcul qui permet de réaliser de nettes économies si l’on choisit de s’engager sur la voie de l’électrification avec des batteries au lithium.
Du plomb au lithium pour plus d’efficacité et d’autonomie
Les batteries au plomb ne présentent pas seulement des inconvénients en ce qui concerne le coût total de possession ; il s’agit d’une technologie dépassée, extrêmement limitée en matière de performances et d’efficacité, en particulier du point de vue du faible rendement énergétique (75 %), des coûts élevés d’entretien et de structure, et des cycles de vie limités, car, par exemple, elles n’acceptent pas les charges rapides et empêchent le biberonnage pendant la journée. Les temps de recharge des batteries au plomb sont également extrêmement longs, puisqu’il faut 6 à 8 heures pour atteindre la charge complète.
La voie est désormais tracée : les aéroports, les fabricants et les sociétés de services d’assistance en escale ont pleinement compris les avantages de la technologie au lithium par rapport à son homologue au plomb, à commencer par son rendement élevé de plus de 96 %, sa charge rapide en 2 heures seulement, sa longue durée de vie (> 4 000 cycles), l’absence d’entretien et, surtout, la possibilité d’effectuer des charges et décharges partielles, ce qui garantit une longue autonomie de fonctionnement.
Avec les batteries au lithium, l’aéroport mise sur la sécurité et la durabilité
Outre l’aspect purement économique et l’efficacité accrue, l’adoption d’applications électriques dans le secteur des équipements de soutien au sol des aéroports a pour principal objectif d’éliminer les émissions de gaz à effet de serre, de contribuer à l’amélioration de la qualité de l’air dans les aéroports et de réduire l’impact global des opérations aéroportuaires sur l’environnement.
À cela s’ajoute une réduction drastique des nuisances sonores, ce qui améliore le confort des opérateurs, qui ont désormais accès à une énergie propre, leur permettant ainsi d’être mieux protégés dans leurs activités quotidiennes.
De plus, les applications électriques dotées de batteries au lithium améliorent la sécurité globale de l’environnement aéroportuaire. Les véhicules électriques, par leur nature même, ne présentent aucun risque de fuite de carburant, ce qui réduit le risque d’incendie.
Si l’on choisit d’utiliser des batteries au lithium avec la chimie LFP, le degré de sécurité augmente de manière exponentielle. Cette chimie est la plus sûre et la plus stable pour le marché des machines et des véhicules industriels, où une utilisation intensive est parfois nécessaire. En effet, elle présente une température de décomposition élevée et un dégagement de chaleur lent : deux éléments qui permettent d’éviter l’emballement thermique et le risque d’incendie qui en découle. De plus, si la chimie LFP est associée à un système de gestion intelligent de la batterie, cela permettra d’offrir au pack batterie une sécurité maximale pour les applications les plus diverses.
Les batteries au lithium de Flash Battery : aux côtés des équipementiers et des sociétés de services d’assistance en escale depuis 2012
L’aéroport est un univers interconnecté, composé d’interactions dynamiques, d’infrastructures complexes et de technologies avancées, dont l’objectif commun est d’assurer des déplacements rapides, une sécurité maximale et une grande efficacité opérationnelle. Dans ce contexte, le segment GSE agit comme un véritable chantier et mobilise un grand nombre d’applications, chacune avec des fonctions spécifiques, mais toutes aussi fondamentales pour assurer le bon déroulement des opérations quotidiennes au sol.
Les tracteurs de remorquage que nous entrevoyons habituellement sur la piste chargés de nos bagages, ou les navettes qui nous accompagnent jusqu’à l’avion, les escaliers pour passagers, les plateformes PMR, les GPU qui fournissent de l’énergie pendant les opérations au sol, les convoyeurs à bande, les pushbacks : ce ne sont là que quelques exemples de l’énorme parc de machines qui gravitent autour de l’aéroport et qui dépendent aujourd’hui de l’utilisation de batteries au lithium pour répondre à leurs besoins opérationnels.
Grâce à sa longue expérience dans le secteur et à une approche de conseil personnalisé, Flash Battery travaille depuis plus de 12 ans aux côtés des plus grandes sociétés de services d’assistance en escale et équipementiers internationaux, en produisant pour leur compte des batteries au lithium personnalisées en fonction des besoins de chaque véhicule.
La personnalisation avant tout !
Le choix du bon fournisseur de batteries au lithium n’est pas seulement lié à la nécessité d’électrifier le parc en question. Outre l’énergie et les dimensions d’une batterie, il est très important de procéder à une analyse détaillée de la consommation du véhicule, des conditions environnementales dans lesquelles il sera utilisé et de l’infrastructure électrique disponible.
L’aéroport, en particulier, envisage des applications extérieures utilisées dans les régions les plus diverses du monde, où trouver un fournisseur disposant d’un savoir-faire technique important en matière de gestion de la température devient un élément essentiel pour faire un choix avisé.
Tous les packs de batteries au lithium Flash Battery produits à ce jour pour le secteur aéroportuaire possèdent en effet des caractéristiques spécifiques conçues pour répondre aux besoins du secteur, telles que :
- un indice de protection élevé (IP54-65) qui rend la batterie étanche
- l’intégration d’un système de gestion thermique capable de favoriser le bon fonctionnement de la batterie dans toutes les conditions climatiques
- la mise en œuvre d’un système de télédiagnostic pour garantir la maintenance prédictive des parcs.
Prenons l’exemple de la Flash Battery 76,8V, 420Ah – 32,3 kWh, qui alimente aujourd’hui une plateforme PMR électrique construite pour un client pour lequel nous avons électrifié l’ensemble des applications GSE.
Étant donné que cet équipement peut fonctionner dans divers endroits du monde, où la température de fonctionnement peut varier considérablement, la batterie a été conçue pour pouvoir fonctionner même dans des conditions climatiques difficiles. Le système de chauffage intégré assure en effet un fonctionnement optimal et garantit des performances maximales dans les climats les plus divers.
Les principales caractéristiques de ce projet personnalisé sont les suivantes :
- Système de chauffage intégré
- Possibilité de charge on-board et off-board
- Étanchéité IP65
- Diagnostic avec possibilité d’intégration 4G pour le contrôle à distance
Maintenance prédictive et automatique se côtoient dans la dernière évolution de Flash Data Center
Il n’y a pas de pause dans les aéroports : tout est dynamique, en mouvement permanent, et les véhicules ne s’arrêtent jamais. Cette quête de vitesse se heurte aux limites imposées par les technologies traditionnelles. Les véhicules à combustion interne ou électrifiés au plomb ont en effet deux ennemis majeurs : le besoin de maintenance et le risque d’une immobilisation prolongée en cas de dysfonctionnement.
Les batteries au lithium, lorsqu’elles sont associées à une électronique avancée, permettent de surmonter cet obstacle, grâce à leur capacité d’analyse prédictive tout au long de la durée de vie de l’application. Flash Battery a été l’une des pionnières dans le domaine de la maintenance prédictive, en créant en 2013 le Flash Data Center, le système cloud propriétaire de contrôle automatique à distance qui, dans sa dernière version, exploite les algorithmes d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique les plus récents. Et ce, pour apprendre, analyser et traiter 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 les données de fonctionnement de tous les systèmes Flash Battery actifs à travers le monde, en stoppant de façon précoce tout aspect critique potentiel grâce à la maintenance prédictive et aux mises à jour over-the-air.
Prenons un exemple concret : si, au Qatar, un opérateur laisse un tracteur de remorquage au soleil, avec une température extérieure de 55 °C, pendant une période prolongée, le système sera en mesure d’envoyer automatiquement une notification au service après-vente de Flash Battery, qui pourra rapidement alerter le fabricant du véhicule et résoudre à distance l’irrégularité avant qu’elle ne puisse provoquer un réel dysfonctionnement de la batterie.
De plus, les équipementiers et les sociétés de services d’assistance en escale peuvent accéder au portail de façon autonome, à tout moment, afin de vérifier l’état de santé de leurs batteries, d’analyser le big data lié à tous les systèmes actifs sur chacun de leurs véhicules à travers le monde, ainsi que d’effectuer des analyses de consommation et de fonctionnalité spécifiques à l’ensemble du parc, afin de mieux étudier l’orientation de leurs futurs investissements.
L’électrification avec les batteries au lithium fait désormais partie intégrante de l’aéroport, avec pour objectif d’évoluer en synergie, vers un nouveau concept d’industrie intelligente dans une optique 4.0.
L’amélioration progressive des opérations aéroportuaires pour assurer un fonctionnement de plus en plus rationalisé et flexible est au cœur des objectifs du secteur des équipements de soutien au sol pour le futur proche.
L’automatisation : voici le nouveau mot-clé qui accompagnera le lithium dans l’évolution de l’aéroport. Des fabricants de pointe ont déjà créé les premiers tracteurs de remorquage autoguidés et, bientôt, nous assisterons à une adoption de plus en plus répandue d’applications GSE automatisées qui, tout comme dans une usine intelligente, façonneront l’avenir du secteur en vue d’une productivité, d’une flexibilité et d’une sécurité accrues, le tout avec zéro émission.
Aujourd’hui, le défi reste de fournir une infrastructure qui permette de charger facilement les véhicules électriques, en veillant à ce que les technologies de soutien soient à la hauteur des exigences opérationnelles. Et ce, afin de créer un écosystème aéroportuaire entièrement intégré et durable.
