Le nettoyeur haute pression dans les véhicules électriques

 Introduction

Aujourd'hui les véhicules électriques utilitaires sont achetés pour réduire les émissions, la pollution sonore et afficher la volonté de s'inscrire dans un développement durable, basé sur des énergies renouvelables.

Mais un challenge de taille reste à remporter ; celui d'équiper les VU électriques d'équipements adaptés afin qu'ils puissent effectuer des tâches techniques comparables aux véhicules thermiques qu'ils ont remplacés (un véhicule électrique nu ne sert à rien, c'est le service qu'il rend qui fera son succés ou son échec).

Dans ce contexte, voici les points importants pour l'intégration sur véhicule électrique d'un nettoyeur HP autonome :

 Charge utile

Le nettoyeur autonome complet est composé d'une réserve d'eau, du système hydraulique, des bancs de batteries et, dans certains cas, d'une structure porteuse. Même si l'on peut parfois s'affranchir de certains de ces composants, voici le détail de chaque fonction :

• Réserve d'eau : problèmatique du ballant

La réglementation impose que tout véhicule < 3.5T transportant une quantité de liquide supérieure à 100L soit équipé d'un réservoir compartimenté par un brise-flot occupant 50 % au moins de la section du réservoir et limitant chaque compartiment à 100 litres maximum.

Ce point est crucial car le ballant généré par le mouvement de l'eau lors des changements de directions du véhicule, peut conduire à des pertes de contrôle et même aller jusqu'au renversement du véhicule (pire configuration : réservoir à moitié plein).

Tous les VU qui doivent repasser aux mines en VASP (Vehicule Amenagé Spécialisé) sont systématiquement soumis à cette règlementation (décret du 9 Fev 2009, annexe 5). C'est normalement le cas si le nettoyeur est intégré de manière permanente au véhicule. En revanche, lorsque le nettoyeur est amovible (ensemble sur palette), alors il est simplement considéré comme un chargement, pas besoin de passer aux mines mais si il y a un contrôle ou un accident avec un réservoir non conforme, le conducteur est passible d'une amende pour chargement non adapté au véhicule.

Remarque : La quantité d'eau embarquée doit être définie en cohérence avec le reste du nettoyeur (débit consommé par la pompe et autonomie des batteries). Rien ne sert d'avoir 500L d'eau si le banc de batterie est dimensionné pour une autonomie de 300L projetés.

• Système hydraulique : Pompe + composants hydrauliques (tuyau, enrouleur, pistolet) : son poids  varie de 3 à 40 kg maximum pour une pompe Haute Pression équipée d'un enrouleur 18m.
• Bancs de batteries : De 10 à 300 kg (compter 0,43 kg par Ah C5 embarqué).
• Structure porteuse : Palette + chassis alu + cache batterie pour un maximum de 40 kg

 Conclusion sur la charge utile

Pour utiliser judicieusement la charge utile disponible, il faut anticiper ce que sera l'utilisation du nettoyeur (ex : une utilisation longue à puissance maxi à partir du réseau est foncièrement différente d'une utilisation variée sans possibilité de recharger en eau) et garder à l'esprit quelques principes :

•  Il est toujours plus rapide de recharger l'eau plutôt que l'énergie.
• Adapter la puissance à l'utilisation : 10 bars additionnels consomment 15Ah de plus.

 Consommation d'énergie

En solution embarquée, l'énergie disponible est limitée. Tout doit être connu pour proscrire les gaspillages et minimiser la consommation d'énergie. Le choix de la technologie de pompe et des éléments de régulation est donc très important. Cela explique notamment pourquoi le corps de pompe d'un nettoyeur thermique adapté sur un moteur à courant continu est très peu efficace en terme de rendement. En effet, la régulation en pression des nettoyeurs thermiques est basée sur la recirculation d'eau : on consomme donc de l'énergie pour de l'eau qui n'est pas projetée !!

Illustration : Nettoyeur thermique essence de 68 bars 6 L/min , moteur de 1,7 CV soit 1250 W.

A performance équivalente, notre nettoyeur 12V consomme 960W soit 25% de moins.

Deuxième exemple, la tension utilisée : Par défaut, le 12V est le plus utilisé (du fait du standard des véhicules thermiques) mais travailler en 24V permet de minimiser les pertes par effet joule et d'avoir un circuit électrique plus léger. La contrepartie concerne la sécurité associée à la basse tension : plus la tension est faible, meilleure est la protection. Le 24V reste néanmoins 10 fois moins élevée que le 220V du secteur.

 Performance

La pression maximum de nos nettoyeurs actuels est de 60 bars. C'est le résultat de plusieurs facteurs : la technologie de la pompe mais surtout la consommation en énergie qui définit directement l'autonomie.

Nos systèmes ont été dimensionnés pour qu'un ensemble complet (réservoir palette de 300L, carenée alu, hébergeant le nettoyeur + 40m de tuyau sur enrouleur + banc de batteries permettant une autonomie de 4h) puisse etre monté dans toutes les camionnettes de type Kangoo, Partner,... (700kg de charge utile)

 Eléments de prix (HT):

• Nettoyeur 1390€
• Réservoir palette 300L : 1290€
• Accessoires (enrouleur, tuyau, carter batteries,.) : 380€
• Batteries 420AH C5 + chargeur 30AHF : 1520€

 Remarque sur le banc de batteries

L'alimentation électrique représente 1/3 du prix et choque souvent les clients habitués aux nettoyeurs thermiques. Pourtant, ce surcoût se compense au bout d'un an et dès la deuxième année, l'alimentation électrique représente une économie significative pour le client :

• Nettoyeur thermique essence 140 bars 10L/Min à Moteur 5CV (3700W) :

• Consommation en carburant : 1.55 L/h à 1,5€/L
• Utilisation 4 heure/jour à 4j/sem - 40 semaines / an : 640h soit 1488€

• Coût de recharge du banc de batterie du nettoyeur électrique :

• Chargeur HF 30 A, consomme 6A sous 220V
• Temps de recharge complete : 15h
• Coût du KWh : 0.083€
• Nombre de jours utilisés : 160j
• Consommation électrique sur l'année : 263€

Sachant que les batteries à gel étanche ont une durée de vie de 700 cycles, qu'elles sont protégées sur notre nettoyeur contre la décharge profonde, on peut raisonnablement penser qu'elles auront une durée de vie de 3 ans. Dans ce cas de figure, travailler en courant continu aura généré une économie de (1488-263)x3 - 1520 = 2155€.

 Comparaison par rapport aux nettoyeurs thermiques

• Différence sonore : Le nettoyeur à courant continu a un niveau sonore de 55 dB (machine à laver) contre 100 dB (tondeuse à gazon) pour le nettoyeur thermique. Cela permet d'allonger les horaires d'utilisation sur l'espace publique.
• Zéro émissions : aucune émission de CO², SO², et particules de suie n'est à déplorer.

Pas besoin d'équipement spéciaux en cas d'intégration permanente aux véhicules, alors que dans le cas d'un nettoyeur thermique, il doit y avoir un circuit de ventilation et un dispositif anti fuite de carburant pour éviter l'incendie en cas de retournement de véhicule.

 Conclusion

La progression des véhicules électriques dans les flottes d'utilitaires est inexorable. Les nettoyeurs à courant continu vont donc se généraliser et leur rapport performance / prix s'améliorer.