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Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Août 2015 Etude réalisée pour le compte de l’ADEME par Denis BENITA - Service Transports et Mobilité - Direction Villes et Territoires Durables (DVTD) RAPPORT FINAL

Autobus Urbains 2015

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Page 1: Autobus Urbains 2015

Panorama et évaluation des différentes filières

d’autobus urbains

Août 2015

Etude réalisée pour le compte de l’ADEME par Denis BENITA - Service Transports et Mobilité - Direction Villes et Territoires Durables (DVTD)

RAPPORT FINAL

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Août 2015

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Août 2015 – PANORAMA ET EVALUATION DES DIFFERENTES FILIERES D’AUTOBUS URBAINS – RAPPORT FINAL. ADEME. 108 PAGES.

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TABLE DES MATIERES

1. Vue d’ensemble de l’autobus urbain en France ................................................................. 7

1.1 Le parc .................................................................................................................................... 7

1.2. Le marché .............................................................................................................................. 9

2. Les interventions sur le parc existant ................................................................................ 11

2.1. Les carburants..................................................................................................................... 11

2.1.1. Le biodiesel .................................................................................................................. 11

2.1.2. Les émulsions ............................................................................................................. 13

2.1.3. Les additifs ................................................................................................................... 14

2.2. Les systèmes de post-traitement ..................................................................................... 14

2.3. La modernisation de véhicules : quelques exemples ................................................... 18

2.3.1. Système CRMT5+ destiné au moteur RVI 062045 gaz monté sur les autobus Heuliezbus GX317 GNV EURO 3 et Irisbus Agora GNV EURO 3. .................................... 19

2.3.2. Développement d’un système d’hybridation en rétrofit pour bus diesel et GNV avec optimisation de la consommation des accessoires ...................................................... 20

2.3.3. Catalyse pour les bus GNV ....................................................................................... 20

3. Les solutions disponibles pour le renouvellement des flottes .................................... 21

3.1. La filière éthanol pour moteur diesel ............................................................................... 21

3.2. La filière gaz ........................................................................................................................ 23

3.2.1. Le GNV ......................................................................................................................... 23

3.2.2. Le biogaz ...................................................................................................................... 27

3.2.3. Le GNL ......................................................................................................................... 32

3.3. La filière hybride .................................................................................................................. 34

3.3.1. Les bus hybrides thermique/électrique .................................................................... 35

3.3.1.1. Evaluation du Solaris Urbino 18 hybride parallèle ......................................... 35

3.3.1.2. Evaluation du Solaris Urbino 12 hybride parallèle ......................................... 38

3.3.1.3. Evaluation de l’heuliezbus GX 427 HYB 18m hybride série ........................ 42

3.3.1.4. Evaluation comparative de 6 bus hybrides par le Syndicat Mixte des Transports pour le Rhône et l'Agglomération Lyonnaise (SYTRAL) .............................. 48

3.3.2. Les bus hybrides thermique/hydraulique ................................................................ 53

3.3.3. Cas particulier de l’hybride électrique/hydraulique/thermique : l’exemple du Businova ...................................................................................................................................... 56

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3.4. La filière électrique ............................................................................................................. 58

3.4.1. Les minibus et midibus .............................................................................................. 58

3.4.2. Les bus standards et articulés .................................................................................. 62

4. Quelles technologies pour demain ? .................................................................................. 69

4.1. La filière hybride plug-in ..................................................................................................... 69

4.2. La filière électrique avec biberonnage ............................................................................. 70

4.3. La filière hydrogène ............................................................................................................ 77

ANNEXE 1 ........................................................................................................................................... 83

Rappels sur le contexte réglementaire relatif aux autobus .......................................................... 83

ANNEXE 2 ........................................................................................................................................... 91

Eléments de réflexion sur l’économie des filières.......................................................................... 91

ANNEXE 3 ........................................................................................................................................... 95

Facteurs d’émissions pour les autobus ........................................................................................... 95

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GLOSSAIRE

TICPE : Taxe Intérieure de Consommation sur les Produits Energétiques

HAU : Huiles Alimentaires Usagées

FAP : Filtre A Particules

EEV : Enhanced Environmentally friendly Vehicle

BOM : Benne à Ordures Ménagères

GNV : Gaz Naturel Véhicule

GNC: Gaz Naturel Comprimé

GNL : Gaz Naturel Liquéfié

SCR : Selective Catalytic Reduction

EGR: Exhaust Gas Recirculation

PRG: Potentiel de Réchauffement Global

BHNS: Bus à Haut Niveau de Service

CVT: Continuously Variable Transmission

WEBASTO: Fournisseur de systèmes de chauffage pour l’industrie automobile.

Li-Ion: Lithium-Ion

So-Nick: Sodium Nickel

ZEV: Zero Emission Vehicle

SMR: Steam Methane Reforming

PAC: Pile A Combustible

OBD: On Board Diagnostics

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Résumé

Ce document s’adresse à tous les acteurs du milieu de l’autobus urbain (Autorités Organisatrices de Transport, exploitants, collectivités, etc.), et remplace la version précédente optibus 2.

Il se veut très accessible pour la majorité des lecteurs, et après un bref état des lieux du parc et du marché des autobus urbains, se propose de passer en revue les différentes technologies actuelles et futures dont sont équipés les bus (que ce soit en rétrofit ou en 1ère monte).

Il constitue ainsi une synthèse de toutes les dernières évaluations menées par l’ADEME au cours de ces 5 dernières années, avec pour chacune des filières l’émission d’un avis propre à l’agence.

Enfin, il apporte au travers de ses annexes quelques éléments fondamentaux sur la réglementation des autobus urbains, des données économiques sur les différentes filières de bus, ainsi que de nombreux facteurs d’émissions par type de véhicule et type de norme EURO.

Abstract

This document aims at giving an overview of technology pathways for urban buses to key players of this industrial sector.

It provides an update of the previous version (called Optibus 2) while keeping the information easy to read for any users.

After giving latest data on the urban bus market, It reviews pros and cons of current and future technologies which can be applied to buses, based on benchmarking and analysis work performed at ADEME during the last 5 years.

Finally, It includes information on urban buses regulations, economical data about technology buses, and major emissions factors depending of the type and the age of the vehicle.

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1. Vue d’ensemble de l’autobus urbain en France 1.1 Le parc

Parc d’autobus et d’autocars en service au 1er Janvier 2014 et kilométrages parcourus en 2013 :

Parc au 01/01/2014 Km annuel (en millions) Km annuel moyen par

véhicule

Autobus (hors RATP) 21 507 861,86 40 070

Autobus de la RATP 4 521 170,23 37 830

Autocars 66 215 2024,14 30 570

Ensemble 92 243 3056,23 33 130

Sources : SOeS d'après SOeS, RATP et UTAC

Au 1er Janvier 2014, l’âge moyen du parc en service des autobus est de 7,9 ans (6,9 ans pour le réseau RATP) et 50 % du parc des autobus respecte au moins la norme EURO4.

Répartition du parc en service au 1er Janvier 2014 selon la norme EURO du véhicule :

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Répartition du parc en service au 1er Janvier 2014 selon le type d’énergie utilisée :

Répartition du parc de véhicules de transport urbain français au 1er Janvier 2014 par type de gabarit :

Source : UTP

Part des constructeurs dans l’ensemble du parc autobus-trolleybus :

Source : UTP

Énergie Bus RATPAutobus

(hors RATP)Autocars

Ensemble (hors RATP)

gaz naturel 90 2 485 47 2 532

gazole 4 404 18 414 66 006 84 445

autres énergies 27 608 162 770

Total (hors RATP) 4 521 21 507 66 215 87 747

Sources : SOeS d'après SOeS, RATP et UTAC

Note : la catégorie "gaz naturel" comporte aussi les autres hydrocarburants gazeux comprimés ainsi que la bicarburation essence + gaz naturel.Autres énérgies : essence, électricité, gazogène, superéthanol, bicarburation superéthanol + gaz naturel ou GPL

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1.2. Le marché

Selon la CSIAM, les marchés du transport routier de marchandises (TRM) et du transport en commun de personnes (TCP) 2014 subissent un fort recul de leur niveau d’immatriculations par rapport à 2013.

Pour le marché du TCP, le segment des bus chute de 25,3 % (1 559 immatriculations) sous l’effet, notamment, d’une révision à la baisse du niveau des volumes d’achat des collectivités territoriales sur la fin de l’année 2014. L’arrivée de la norme EURO6, avec un renchérissement des tarifs des véhcules, explique aussi en partie cette tendance.

Evoluation des immatriculations des cars et bus de 2004 à 2012 :

Marché des autocars et autobus en France en 2014 :

En unités 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Groupe Irisbus (1) 2 341 2 459 2 793 2 861 2 914 3 092 2 412 2 843 2 603

Groupe Evobus (2) 700 888 915 974 1 346 1 851 1 433 1 681 1 846

Groupe Neoman Bus (3) 237 404 475 550 527 658 559 515 187

Bova 115 198 217 262 155 150 116 86 34

Ponticelli 190 48 29 1 0 0 0 0 0

Temsa 191 301 371 343 284 384 309 272 174

Van Hool 263 238 212 151 157 117 169 175 98

Autres 176 237 231 349 272 412 384 634 602

Total général 4 213 4 773 5 243 5 491 5 655 6 664 5 382 6 206 5 544

(1) Groupe Irisbus : Irisbus, Irisbus-Heuliez, Irisbus-Renault, Karosa et Iveco.

(2) Evobus : Kässbohrer et Mercedes.

(3) Neoman Bus : MAN et Neoplan.

Source: CCFA

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Si l’on considère les ventes par constructeur sur l’année 2014, seuls Mercedes et Iveco font mieux qu’en 2013 ; Irisbus, Heuliez, et MAN sont en perte de vitesse.

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2. Les interventions sur le parc existant 2.1. Les carburants

2.1.1. Le biodiesel

Le biodiesel peut être utilisé seul dans les moteurs (B100 = 100 % de biodiesel) ou mélangé avec du diesel (exemple du B30 = 30 % de biodiesel). Ce biocarburant est obtenu à partir d'huile végétale ou animale (y compris huiles de cuisson usagées) transformée par un procédé chimique appelé transestérification en faisant réagir cette huile avec un alcool (méthanol ou éthanol).

Aujourd’hui, il est déjà incorporé à hauteur de 7 % maximum dans le carburant diesel classique (B7).

En France, seul le B30 (contrairement au B100) figure dans les textes de loi, et est autorisé pour les véhicules de flottes captives disposant d’une logistique carburant dédiée.

Le B30 peut être utilisé dans les moteurs diesel sans modification majeure de ce dernier, et peut dans certains cas bénéficier de la garantie du constructeur.

En France, le nombre total de véhicules de flottes professionnelles (véhicules particuliers, véhicules utilitaires légers et véhicules lourds) roulant au B30 était estimé à 8000 unités fin 2011.

A noter que plus d’une vingtaine de réseaux de transports en commun utilisent cette filière (Monaco, Aix en Provence, Angoulême, La Rochelle, Alençon, Rouen, …)

Fiscalité : sous certaines conditions, les esters méthyliques d’huile végétale, animales ou usagées et le bio gazole de synthèse (filière biodiesel) bénéficient d’une réduction de TICPE de 4,5 €/hl en 2014 et de 3 €/hl en 2015 (contre 8 €/hl en 2013). A compter de 2016, ce dispositif sera totalement supprimé.

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Cette réduction permet au biodiesel d’avoir un coût d’achat relativement proche de celui du gazole.

Selon l’Analyse de Cycle de Vie publiée par l’ADEME en 2009 sur les biocarburants, ces derniers présentent des gains nets en émission de gaz à effet de serre, par rapport à des carburants fossiles, de 59 à 91 % pour les biodiesels (hors changement d’affectation des sols).

L’ADEME n’a pas refait d’évaluation récente de véhicules fonctionnant avec ce carburant (les dernières datent de 2008).

Néanmoins, les différents retours d’expérience recensés ont permis d’établir les conclusions suivantes :

☺ - Mise en œuvre aisée sur véhicules avec peu ou pas de modification - Facilité de stockage - Diminution des émissions de particules (sur véhicules anciens non équipés de FAP)

et des émissions de CO2 du puits à la roue - Maintenance désormais identique à celle d’un véhicule diesel - Pas de problème de fiabilité

- Surconsommation de carburant de l’ordre de 5 % maximum - Nécessité d’une station de distribution et d’une cuve carburant spécifique - Garantie constructeur pas forcément acquise - Pas de compatibilité avec EURO 6 pour le moment (homologation non réalisée)

Avis de l’ADEME :

L’engouement autrefois suscité par le B30 semble retombé depuis quelques années, sans doute à cause de l’opacité qui règne autour du changement d’affectation des sols et du manque d’une vision politique claire sur le long terme.

Malgré tout, cette solution peut être pertinente pour une utilisation locale en fonction de la disponibilité des déchets.

Certains pays comme la Suède se sont clairement engagés dans cette voie, utilisant même du B100 complètement défiscalisé, ce qui le rend moins cher que le gazole et qui vient compléter les flottes de bus biogaz afin de sortir du tout diesel.

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2.1.2. Les émulsions

Source : GECAM

Aujourd’hui, plus aucun réseau de bus n’utilise de carburant de type émulsion eau/gazole en France.

Les quantités consommées n’ont jamais été réellement significatives par le passé, et les pétroliers ont décidé de stopper la production de ce carburant qui était essentiellement utilisé sur les véhicules les plus anciens.

Seul GECAM a davantage persisté avec le développement d’une nouvelle émulsion à trois composants, dénommée eco#, et qui associe 13 % d’eau et d’additifs, 20 % d’ester d’huiles alimentaires usagées (HAU) et du gazole.

Cette émulsion a été testée à titre expérimental à Nice en 2009/2010 sur des bus EURO 2, EURO 3 et EURO 4, avec comme résultats :

- Une forte réduction des particules (>75 % sur véhicules anciens) et des NOx (10 % sur véhicules anciens et réduction de la consommation d’urée* sur véhicules EURO4)

- Un bilan CO2 du puits à la roue favorable - Et une surconsommation de l’ordre de 5 à 6 % sur une flotte moyenne de bus

Mais faute d’obtention d’un statut administratif permettant sa commercialisation, ce carburant est condamné à n’exister qu’à titre expérimental, et la société Gecam a donc récemment décidé de mettre en veille ses activités sur le sujet.

*l’urée est un produit injecté à l’échappement des véhicules diesel afin de diminuer leurs émissions de NOx

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2.1.3. Les additifs

L’ADEME est régulièrement sollicitée pour évaluer différentes sortes d’additif carburant (gélules dans le réservoir, additif liquide, etc.), mais, à ce jour et à notre connaissance, seul un additif a montré un réel gain sur la consommation et les émissions polluantes lors de tests réalisés sur banc à rouleaux à l’UTAC.

Il s’agit de l’additif développé par la société Mexel Industries, et dénommé mexdiesel GO100. Cet additif vise à redonner au gazole ses propriétés initiales via un processus de ré-émulsion et de stabilisation du produit.

Les tests réalisés à l’UTAC (par Mexel Industries) sur un camion de type tracteur routier Scania R420 EURO 4 ont permis de constater :

- Une réduction des émissions de CO2 (et donc de la consommation de carburant) de 4,5 %

- Une réduction des émissions de NOx d’environ 14,5 %

Les technologies de moteur étant identiques entre les camions et les bus, on devrait également observer un gain sur les bus, même si les cycles d’usage sont différents.

2.2. Les systèmes de post-traitement

Source : ADEME

L’ADEME a mené de nombreux travaux sur les filtres à particules (FAP) et systèmes de dénitrification (systèmes denox) dans les années 2000, et a financé plusieurs opérations d’équipement de bus en rétrofit par le passé.

Les 2 dernières opérations d’envergure en la matière ont consisté à équiper de filtres à particules :

- 232 bus EURO 2 et EURO 3 à la RTM (Régie des Transports de Marseille) en 2009/2010. Le marché a été attribué à Eminox pour un montant de 1,6 M€ (dont 50 % de financement ADEME)

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- Environ 400 bus EURO3 à la RATP en 2014. Le marché a là encore été attribué à Eminox pour un montant de 2,2 M€ (aucun financement ADEME)

A noter que si le FAP en rétrofit a connu un succès relatif dans les années passées pour les véhicules lourds, le système denox n’a pas connu le même engouement en France (contrairement à l’Allemagne, l’Angleterre ou même l’Espagne), notamment à cause de son coût élevé.

En effet, il faut compter entre 3 500 et 7 000 € pour le coût d’un filtre à particules (pose comprise, le coût variant en fonction de la quantité), entre 10 000 et 15 000 € pour le coût d’un système denox (pose comprise, le coût variant en fonction de la quantité), et entre 15 000 et 20 000 € pour un système mixte.

Aujourd’hui, Eminox reste le principal fournisseur de FAP et de système denox en rétrofit.

Mais selon Eminox, le marché du rétrofit est en perte de vitesse depuis 2013 essentiellement à cause :

- Du remplacement progressif des anciens bus EURO 2 et EURO 3, qui se prêtent bien au rétrofit, par des véhicules plus modernes déjà équipés en 1ère monte

- Du manque d’incitativité en France - et surtout de la sortie de l’arrêté du 15 Mai 2013 visant « les conditions d’installation

et de réception des dispositifs de post-traitement permettant de réduire les émissions de polluants des véhicules en service », téléchargeable ici : http://www.legifrance.gouv.fr/

Cet arrêté concerne les véhicules de catégorie internationale M (véhicules à moteur conçus et construits pour le transport de personnes et ayant au moins quatre roues) et N (véhicules à moteur conçus et construits pour le transport de marchandises et ayant au moins quatre roues), et a été mis en application à compter du 1er Juillet 2013. Il vise à la fois les dispositifs de post-traitement des particules, mais aussi les dispositifs de post-traitement des oxydes d’azote, voire les deux combinés. Il vise à encadrer les modalités de mise en place de ces derniers, et notamment à s’assurer du maintien de leurs performances dans le temps.

Ces dispositifs, qui doivent répondre à de nombreuses exigences (surveillance niveau réactif, dispositif anti-manipulation, processus d’interruption du courant de démarrage, surconsommation liée au dispositif limitée à 4 %, etc.), doivent également être homologués en respectant les modalités suivantes :

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Limites d’émissions après rétrofit – (en g/kWh) :

NIVEAU EURO

d'origine

NATURE

du rétrofit

RÉTROFIT

NIVEAU EURO III (*)

RÉTROFIT

NIVEAU EURO IV (*)

RÉTROFIT

NIVEAU EURO V (*)

RÉTROFIT

NIVEAU EEV (*)

EURO II

FàP

PT selon lignes A

PT selon lignes

B1

SCR

NOx selon lignes

A

NOx selon lignes

B1

NOx selon lignes

B2

Combiné

PT selon lignes A

et NOx selon lignes

A

PT selon lignes

B1 et

NOx selon lignes B1

PT selon lignes

B2 et

NOx selon lignes B2

EURO III

FàP

PT selon lignes

B1

SCR

NOx selon lignes

B1

NOx selon lignes

B2

Combiné

PT selon lignes

B1 et

NOx selon lignes B1

PT selon lignes

B2 et

NOx selon lignes B2

EURO IV

FàP

PT selon lignes

C

SCR

NOx selon lignes

B2

NOx selon lignes

C

Combiné

NOx selon lignes

B2

PT selon lignes

C et

NOx selon lignes C

(*) Les lignes A, B1, B2, et C spécifiées font référence aux lignes des tableaux 1 et 2 de l'annexe 1 à la

directive 2005/55/CE.

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Pour autant que les seuils ci-dessus ne soient pas dépassés après post-équipement, l’arrêté demande que soit respectée une efficacité relative minimum du dispositif de post-équipement comme suit :

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NIVEAU D'ÉMISSION

après post-équipement

EFFICACITÉ RELATIVE D'UN DISPOSITIF

de post-équipement (%)(*)/(**)

PT masse

NOx

Euro III et Euro IV

50

50

Euro V et EEV

90

70

(*) L'efficacité relative en réduction de particules s'applique en cas d'un dispositif de post-équipement de

réduction des particules ou d'un dispositif combiné. (**) L'efficacité relative en réduction d'oxydes d'azote s'applique en cas d'un dispositif de post-

équipement de dénitrification ou d'un dispositif combiné.

Enfin, le constructeur doit réaliser un essai de durabilité d'une durée minimum de 1 000 heures de fonctionnement du moteur post-équipé à l'issue duquel il doit démontrer que les exigences de l’arrêté sont encore satisfaites.

A noter que la réception peut aussi être délivrée sur la base de rapports d’essais réalisés conformément aux prescriptions de l’arrêté.

Cet arrêté nécessite beaucoup de travail de la part des constructeurs de systèmes de dépollution (homologation notamment), et le coût occasionné est tel qu’il devient difficile aujourd’hui de trouver un constructeur possédant des dispositifs homologués.

A noter qu’Airmeex communique aujourd’hui sur sa faculté à proposer des ensembles FAP+denox homologués (moyennant une participation financière du client pour l’homologation du dispositif), et qu’Eminox y travaille aussi au travers de discussions avec l'Union Technique de l’Automobile du motocycle et du Cycle (UTAC).

Avis de l’ADEME :

Il semble que le FAP se destine plutôt désormais au marché de la 1ère monte, et les constructeurs œuvrent en ce sens.

L’équipement en rétrofit des bus n’est pas suffisamment valorisé en France, et la nouvelle réglementation mise ne place semble avoir mis un coup d’arrêt brutal à ce concept…

2.3. La modernisation de véhicules : quelques exemples

Des sociétés comme le Centre de Recherche en Machines Thermiques (CRMT) situé à Dardilly dans le 69 se proposent de moderniser des flottes vieillissantes de bus au travers de différentes solutions :

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2.3.1. Système CRMT5+ destiné au moteur RVI 062045 gaz monté sur les autobus Heuliezbus GX317 GNV EURO 3 et Irisbus Agora GNV EURO 3.

Ce système est destiné à des bus anciens GNV qui ont en moyenne 400 000km, et pour lesquels il reste encore entre 10 et 12 ans de possibilité d’exploitation (modulo la durée de vie des bouteilles qui est de 20 ans, sachant qu’il faut compter environ 30 000 euros pour renouveler ces dernières).

Ce dispositif a principalement pour but d’améliorer la fiabilité des bus GNV (avec à la clé un léger gain sur certaines émissions polluantes révélé par des mesures à l’UTAC sur le cycle ADEME/RATP (Cf. plus loin la description du cycle) : 7 % sur les NOx et 21 % sur les HC), et consiste en un changement du système d’injection, d’allumage, d’alimentation et du calculateur moteur :

Source : CRMT

A noter qu’il n’y a aucune incidence sur le niveau acoustique du groupe motopropulseur.

La transformation du véhicule nécessite 4 jours d’intervention, et peut être effectuée par le CRMT ou en partenariat avec l’exploitant.

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A ce jour, 130 bus ont déjà été transformés pour le compte de la SEMITAN à Nantes, et d’autres opérations similaires ont déjà été lancées à Clermont Ferrand, Toulouse, Paris, Grenoble et Poitiers.

Le surcoût du dispositif (fonction du volume) se situe entre 15 000 et 20 000 €, et un retour sur investissement est possible après 4 ans d’exploitation.

Ce système va être prochainement étendu aux bus EURO 2.

2.3.2. Développement d’un système d’hybridation en rétrofit pour bus diesel et GNV avec optimisation de la consommation des accessoires

Partant du constat que les constructeurs de bus n’apportent plus en vie série de modifications majeures sur leurs véhicules, le CRMT travaille actuellement sur un projet d’hybridation électrique en rétrofit.

Il s’agit d’un projet développé avec la SEMITAN, l’idée étant d’aboutir à un système très simple et autonome de type « plug and play », et qui pourrait s’adapter à différentes marques et modèles de véhicules de type EURO2 et EURO3. Il s’agit ici d’une hybridation parallèle dite « légère », permettant d’assurer une fonction stop and start ainsi qu’un accompagnement du moteur thermique lors du redémarrage du véhicule.

En parallèle de ce projet, des travaux sont également en cours sur le pilotage intelligent de certains accessoires des bus (compresseur d’air, alternateur et ventilation hydraulique).

Il semble donc qu’il existe encore du potentiel pour diminuer les consommations et les émissions polluantes des véhicules les plus anciens.

2.3.3. Catalyse pour les bus GNV

Grâce notamment aux retombées du projet moteur MOGANO VI (projet FUI portant sur le développement d’un moteur gaz EURO 6 pour véhicules lourds à hautes performances), le CRMT a également développé un savoir-faire en matière de catalyse denox de type SCR (réducteur CH4 résiduel à l’échappement) pour moteur fonctionnant en mélange pauvre. Un projet de rétrofit des catalyseurs des bus GNV Euro 3 de la SEMITAG (Grenoble) est actuellement en cours, l’objectif étant de réduire de 50 % sur un trajet quotidien et urbain les émissions de NOx à l’échappement par rapport à la situation initiale.

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3. Les solutions disponibles pour le renouvellement des flottes 3.1. La filière éthanol pour moteur diesel

Source : Raisinor

L’éthanol est un alcool produit par fermentation, soit du sucre issu de plantes (betteraves, cannes à sucre) soit de l'amidon issu de céréales (blé, maïs).

Mais il peut aussi provenir de résidus et déchets (moûts et marcs) de la vinification (Éthanol de deuxième génération).

L’éthanol est utilisé à hauteur de 95 % (le reste étant des additifs pro-cétane compte tenu du faible indice de cétane de l’éthanol) dans des moteurs diesel adaptés. Aujourd’hui encore, seul Scania propose une gamme de bus fonctionnant à l’éthanol, et proposera courant 2015 un modèle compatible avec la norme EURO 6.

D’un point de vue réglementaire, le carburant ED95 est considéré à l’heure actuelle comme un carburant expérimental. Un déploiement de ce carburant nécessite une modification de l'arrêté de 1978 listant les carburants autorisés en France, et des discussions sont actuellement en cours entre Scania et la Direction Générale de l’Energie et du Climat du Ministère de l’Écologie, du Développement Durable et de l’Énergie.

L’ED95 est majoritairement utilisé par les pays scandinaves, et dans une moindre mesure en Belgique, au Brésil, en Afrique du Sud et en Asie.

Selon l’Analyse de Cycle de Vie publiée par l’ADEME en 2009 sur les biocarburants, ces derniers présentent des gains nets en émission de gaz à effet de serre, par rapport à des carburants fossiles, de 49 à 72 % pour les bioéthanols incorporés directement, hors changement d’affectation des sols.

Evaluations de l’ADEME :

Dans le cadre de l’expérimentation du bioéthanol à Saint Quentin (éthanol à base de betteraves) et Reims (éthanol à base de résidus de raisin) par Véolia Transdev et Scania,

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des mesures ont été financées par l’ADEME sur le banc à rouleaux de l’UTAC sur un bus Scania Omnicity EEV (198 kW) avec les 2 carburants suivants :

- Carburant A : bioéthanol à base de betteraves sucrières - Carburant B : bioéthanol à base de marcs de champagne

Le cycle de conduite utilisé est le cycle « ADEME/RATP » (basé sur les enregistrements de roulages réels réalisés sur la ligne 21 de la RATP).

Ses caractéristiques principales sont les suivantes :

• distance de 5,67 km,

• durée de 1895 secondes,

• vitesse maximum de 49,0 km/h,

• vitesse moyenne de 10,78 km/h.

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Résultats :

Sur le cycle ADEME RATP, la consommation du bus Scania éthanol est le double de celle d’un bus équivalent gazole, les émissions de CO2 n’étant que très légèrement supérieures.

Quant aux émissions de NOx et particules, elles sont en diminution sensible.

A noter que certains polluants non règlementés ont également été mesurés ; les résultats sont disponibles auprès de l’ADEME sur demande.

Avis de l’ADEME :

Même si la filière est digne d’intérêt sur le plan environnemental (diminution des NOx, des Particules et aspect renouvelable du carburant) et qu’elle présente du sens localement, elle semble aujourd’hui à bout de souffle et peine à être reconnue par les autorités ; elle nécessiterait de plus une forte défiscalisation afin d’être économiquement concurrentielle avec la filière gazole.

A noter que la filiale suédoise de Kéolis s’est récemment désintéressée de la filière éthanol pour se recentrer sur la filière biodiesel B100.

3.2. La filière gaz 3.2.1. Le GNV

Le GNV est composé de plus de 85 % de méthane (CH4), de 2 à 8 % d'éthane (C2H6), et de très faible quantité d'autres hydrocarbures, tel que le propane (C3H8) et le butane (C4H10).

Le méthane est un gaz incolore et inodore. C'est le principal composant du gaz naturel, 2 fois moins inflammable que les autres carburants hydrocarbures.

Plus léger que l’air, il se dissipe rapidement en cas de fuite, contrairement aux autres carburants. Il est stocké et utilisé sous forme gazeuse et est distribué en station-service dédiée à caractère privatif ou public.

Près de 2 500 bus GNV circulent en France aujourd’hui (sur un total de 25 000 véhicules, soit 10 % du parc), ce qui selon la « Natural and bio Gas Vehicle Association » européenne (NGVA Europe) positionne la France en tête des parc de bus GNV pour l’Europe de l’Ouest,

Colonne1 CO2 g/kmConsommation

(L/100km)NOx g/km Particules g/km CO g/km HCt g/km

Carburant A 1639 114,0 9,47 0,03 2,56 1,91

Carburant B 1498 105 9,54 0,031 3,46 1,66

Pour rappel: facteurs d'émissions gazole EEV

(cycle ADEME)1473 55,9 11,68 0,06 0,48 0,04

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devant l’Italie (2.300 bus), l’Allemagne (1.735 bus) et l’Espagne (1.609 bus). Seules la Russie (10.000 bus), l’Arménie (17.300) et surtout l’Ukraine (232.788 bus !) font mieux.

Les plus grosses flottes de véhicules fonctionnant au GNV se situent à Lille, Bordeaux, Nantes, Toulouse et Nancy (entre 200 et 400vh environ).

Quelques données économiques sur les bus GNV (exemple de Lille métropole) :

- Taille de la flotte de véhicules : 428 bus GNV (dont une centaine qui fonctionne au biogaz)

- Surcoût à l’achat d’un bus standard GNV (vs un bus diesel de norme EURO équivalente) : environ 30 000 €

- Pas de surcoût de maintenance par rapport à la filière traditionnelle gazole (ce qui n’est pas forcément le cas pour l’ensemble des réseaux consultés, cela dépend en partie de l’ancienneté des véhicules)

- Coût à l’utilisation : 0,171 €/km contre 0,477 €/km pour le gazole (valeurs 2013), avec un coût de 0,29 €/m3 de GNV contre 1,136 €/L pour le gazole

- Coûts d’infrastructures : fourniture et pose des équipements (compresseur, filtre, distribution, flexibles… hors génie civil) : entre 1,6 et 1,8 M€ (valeurs 2006/2007) pour une capacité de 150 bus avec remplissage à la place en charge lente et une station de charge rapide en sus.

De manière plus générale, et en dehors de l’exemple lillois, les coûts suivants sont donnés à titre indicatifs :

- Le coût d’équipement d’un atelier de maintenance de 1 000 m2 est de l’ordre de 1,5 M€ pour l’ensemble de l’équipement à neuf

- Le coût d’équipement d’un entrepôt clos, pour les stationnements des bus, est de l’ordre de 150 k€ pour 1 000 m2

- Avec pour hypothèse une flotte de 50 bus, l’avitaillement rapide en GNV nécessite environ 1,2 M€ d’investissement

- Aves toujours pour hypothèse une flotte de 50 bus, l’avitaillement lent ou à la place nécessite un investissement de l’ordre de 560 k€.

A noter que le GNV et le BioGNV sont désormais taxés à hauteur de 1,49€ les 100m3 pour l’année 2014, le point de départ de la taxation étant fixé au 1er Avril 2014. Cette taxe devrait passer à 3,09€ les 100m3 pour l’année 2015, et à 4,69€ les 100m3 pour l’année 2016.

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Evaluations de l’ADEME :

- Résultats des tests effectués sur le banc à rouleaux de l’UTAC sur le cycle ADEME/RATP (déjà décrit plus haut) :

Source : ADEME

Source : ADEME

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Nota : les valeurs de CO2 obtenues pour les versions gazole et GNV EURO 6 étant anormalement élevées sur le banc de l’UTAC, il a été décidé de ne pas les faire figurer dans le graphique. D’autres mesures (embarquées) vont être réalisées prochainement sur des camions tracteurs EURO 6, et une extrapolation sera faite pour les bus par calcul.

Sur le cycle ADEME/RATP ayant une faible vitesse moyenne (10.8 km/h), les émissions de CO2 des bus gaz sont supérieures à celles des bus diesel. Au vu de mesures réalisées sur d’autres cycles que le cycle ADEME, il semble que cette tendance s’amenuise au fur et à mesure que la vitesse moyenne du cycle augmente. Ceci est probablement dû au fait que l’augmentation de la charge moteur est supérieure sur le moteur GNV (ce dernier étant généralement moins puissant que son homologue diesel), d’où l’obtention de meilleures consommations spécifiques.

A noter que les émissions totales de CO2 (amont et combustion) des bus roulant au biogaz sont inférieures de 75 % à celles des bus roulant au GNV (avec comme hypothèse issue de la Directive ENR 2009 que le facteur d'émission du biométhane carburant amont et combustion est de 17 g CO2/MJ).

Quant aux émissions de NOx et particules, elles sont bien inférieures sur les véhicules gaz, y compris pour des niveaux de norme inférieurs.

- Comparatif entre un bus GNV, GO et hybride : Cf. paragraphe sur la filière hybride.

Avis de l’ADEME :

L’ADEME a noté un net regain d’intérêt de la part des acteurs majeurs du milieu du bus pour la filière gaz ces 2 dernières années. Celle filière semble être désormais arrivée à maturité avec une fiabilité prouvée, et beaucoup de réseaux s’accordent à dire qu’elle peut être compétitive sur le plan économique vis-à-vis de la filière gazole si les conditions d’exploitation sont réunies.

Certains acteurs estiment même qu’en partant de zéro (aucun véhicule ni aucune station), un retour sur investissement de 6 à 7 ans peut être atteint sur la base de 50 bus diesel à renouveler avec la prise en compte des stations de compression, des mises aux normes des ateliers, etc.

Enfin, la proposition de Directive européenne CPT (Clean Public for Transport), portée par la Commission Européenne et qui vise à réduire la dépendance du secteur des transports européens aux énergies fossiles, devrait là aussi être favorable au développement de la filière avec la mise en service d’ici 2020 d’une station GNV ouverte au public tous les 150 km

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et d’une station GNL tous les 400 km (soit au total pour la France 105 stations GNV et 18 stations GNL).

La filière gaz est donc une filière d’avenir selon l’ADEME, et devrait continuer à se développer dans les prochaines années dans le domaine des bus urbains.

3.2.2. Le biogaz

Source : SYDEME

Le biogaz est produit par un procédé de méthanisation (procédé biologique de fermentation bactérienne) à partir de déchets organiques (déchets industriels, résidus de repas, fraction fermentescible des ordures ménagères et des boues de stations d’épuration urbaines ou industrielles).

Il est composé d’environ 50 % de méthane/CH4 (contre plus de 90 % pour le GNV), le reste étant constitué de dioxyde de carbone (CO2) et d'éléments indésirables (sulfure d’hydrogène, azote, siloxanes, …)

L’énergie du biogaz peut être valorisée de trois façons différentes : production d’électricité, de chaleur et bien sûr sous forme de carburant. En 2007, l’ADEME et Gaz de France ont analysé le cycle de vie des modes de valorisation énergétique du biogaz issu de la méthanisation de la fraction fermentescible des ordures ménagères. Cette étude a montré que la valorisation en biométhane carburant présente un meilleur potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre que la valorisation électrique.

Le biogaz devient du bio-méthane après une épuration poussée, puis du bioGNV après compression à environ 200 bars.

Le bioGNV est donc la version renouvelable du GNV. Le bioGNV est produit localement alors que le GNV est le plus souvent importé. Ces deux carburants chimiquement identiques sont totalement miscibles entre eux. L’utilisation du bioGNV ne nécessite donc aucune adaptation, ni des véhicules fonctionnant au GNV ni des infrastructures de distribution.

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Depuis 2011, le biométhane peut aussi être injecté dans le réseau de gaz naturel pour être utilisé comme carburant bioGNV, et l’achat du biométhane est obligatoire par les fournisseurs de gaz naturel (voir tarif applicable dans le graphe suivant).

Source : http://www.developpement-durable.gouv.fr/

Il bénéficie d’une garantie de vente pour une durée de 15 ans, à un tarif fixé par arrêté, dont la valeur s’échelonne entre 45 et 125 €/MWh. De plus, un acheteur de dernier recours est désigné pour acheter le biométhane si aucun fournisseur ne se porte candidat spontanément.

En France, les perspectives d'injection s'élèvent entre 6,8 et 8,3 TWh par an à l'horizon 2023, selon les scénarios présentés à la DGEC, et jusqu'à 30 TWh en 2030 selon un scénario de l'ADEME élaboré dans le cadre du projet européen GreenGasGrids.

A moyen terme (2020), le biométhane pourra également être obtenu à partir de biomasse sèche et ligneuse (bois, paille…) par un procédé non plus biologique mais thermochimique, appelé gazéification, suivi d’un procédé de méthanation (conversion catalytique de l'hydrogène H2 et du monoxyde de carbone CO en méthane). Ce procédé est encore actuellement au stade de la démonstration préindustrielle.

A plus long terme (2030 et après), le biométhane pourrait être produit à partir de micro-algues par dégradation biologique.

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Nota : la valorisation des matières organiques de 7 000 habitants permet de faire circuler 1 bus pendant 1 an.

En France, il existe 12 unités de production de biométhane, dont 9 injectent déjà dans les réseaux de GrDF ; près de 600 projets d’injection sont à l’étude par les gestionnaires de réseaux de gaz.

A Lille, le Centre de Valorisation Organique (CVO) est sans doute le plus connu actuellement pour son usage du biogaz (issu de déchets) en biométhane carburant. Il permet à lui seul de faire circuler quotidiennement une centaine de bus. A Forbach, l'unité de méthanisation de biodéchets ménagers alimente une station-service GNV publique grâce au biométhane produit sur le site.

Evaluations de l’ADEME :

Un comparatif entre des bus fonctionnant au gazole, à l’éthanol et au biogaz a été réalisé à Stockholm en partenariat avec Buslink, la filiale suédoise de Kéolis.

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Caractéristiques techniques des véhicules :

Source : Buslink

Mesures embarquées en conditions réelles de fonctionnement :

Source : Buslink

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Nota : le véhicule biogaz volvo08 ayant eu un problème de catalyseur, ce dernier a été remplacé (Cf. véhicule biogaz volvo09)

Source : Buslink

Nota : Nm3 = normo mètre cube (contenu d'un volume de un mètre cube, pour un gaz se trouvant dans les conditions normales de température et de pression)

Source : Buslink

Dans le cadre de cette étude, l’utilisation de bioGNV comme carburant permet d’éviter le rejet de 88 % d’émissions de CO2 (par rapport à la référence gazole) du puits à la roue (donnée Kéolis/Buslink).

Avis de l’ADEME :

La filière BioGNV est d’un point de vue environnemental une solution très séduisante, et se présente comme la suite logique de la filière GNV. La production nationale de BioGNV est encore marginale, mais de nombreux projets sont actuellement en cours d’étude et pourraient donner un élan supplémentaire à la filière gaz grâce à l’autorisation d’injection dans le réseau de gaz naturel.

En 2030, l’ADEME prévoit d’ailleurs que la production de biogaz devrait atteindre 20 % de la consommation française de gaz (tous secteurs confondus). Quant au secteur des transports,

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l’ADEME prévoit que le gaz fournira environ la moitié de l’énergie en 2050, dont une grande partie due au biogaz.

3.2.3. Le GNL

Source : Guangtong Bus

Le Gaz Naturel Liquéfié (GNL) est du gaz naturel condensé à l’état liquide. En effet, lorsque ce gaz est refroidi à une température d’environ -161°C à la pression atmosphérique, il prend la forme d'un liquide clair, transparent, inodore, non corrosif et non toxique.

Le stockage de ce carburant à bord du véhicule nécessite des réservoirs cryogéniques (basse température) complexes à doubles épaisseurs, le vide étant réalisé entre les deux parois pour améliorer l'isolation thermique.

L'avantage du GNL est d'accroître l'autonomie des véhicules (densité énergétique supérieure). Mais une gestion du carburant stocké à bord des véhicules est nécessaire pour limiter les pertes par évaporation (perte en poids d’environ 1 % par jour). En Europe, le GNL a peu de place compte tenu de l'impact important des pertes par évaporation (le méthane a un potentiel de réchauffement global/PRG de 23) et de l'énergie nécessaire à la liquéfaction.

En effet, les usines de liquéfaction sont constituées d'installations spécifiques de traitement du gaz naturel, ainsi que d'installations annexes telles que celles de production de vapeur et de pompage d'eau de mer ou d’aéro-réfrigération (source à température ambiante), et d'installations de stockage et de chargement du GNL. En moyenne, une usine de liquéfaction auto-consomme 12 % du gaz naturel entrant.

Si l’utilisation du GNL commence à se développer dans le domaine des tracteurs routiers qui nécessitent une grande autonomie inatteignable avec le GNV, on constate donc en revanche un faible intérêt pour les bus urbains.

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Quelques pays se sont malgré tout engagés dans cette voie :

- Pékin remplace actuellement une proportion élevée de ses bus diesel, par des nouveaux autobus au GNL.

Source : Guangtong Bus

La ville envisage d'acheter 3 155 bus GNL et ces véhicules devraient représenter plus de la moitié du nombre total des autobus en circulation en 2015, selon la Commission municipale des Transports de Pékin.

- En Bulgarie, des autobus GNL circulent déjà à Bourgas depuis octobre 2008. - En Octobre 2011 en Pologne, le constructeur de bus polonais Solbus a mis en

circulation 11 bus GNL dans les rues de Olsztyn. Fin 2013, 35 bus articulés GNL ont également été mis en service dans la capitale Varsovie.

A noter qu’une évaluation sur un camion GNL de type tracteur routier EURO 6 vient d’être lancée en région Rhône-Alpes avec le concours de l’ADEME, Casino, et Perrenot. Les premiers résultats font état d’un gain de 5 à 10 % sur les émissions de CO2 (versus un véhicule diesel équivalent), et de 30 à 70 % sur les émissions de NOx.

Avis de l’ADEME :

La filière GNL est une filière neuve, qui va sans doute se développer dans les années à venir.

Elle est davantage destinée aux applications nécessitant beaucoup d’autonomie ou de puissance, comme les tracteurs routiers ou les autocars par exemple.

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Mais faute de stations GNL disponibles actuellement, les constructeurs restent logiquement frileux sur le sujet.

A noter toutefois que des stations de distribution commencent à voir le jour, notamment en région Rhône-Alpes et Aquitaine :

- inauguration en Septembre 2014 d’une station GNL AXEGAZ (sur le site de Perrenot à Saint Quentin Fallavier)

- inauguration en Octobre 2014 d’une station GNL/GNC Gas Natural Fenosa à Castets dans les Landes (opération menée en partenariat avec les Transports Mendy et Iveco France)

- probable sortie d'ici l'été 2015 de deux stations GNL/GNC à Corbas (dont la station Blue Corridor de GNVert)

Et comme pour le GNV, le bioGNL pourrait être là aussi une alternative intéressante (bien qu’à un horizon beaucoup plus lointain), soit en utilisation directe dans des véhicules, soit via un système d’échange de certificats d’origine garantie.

3.3. La filière hybride

Les bus hybrides combinent deux sources d'énergie, l'une thermique et l'autre électrique ou hydraulique :

- électrique : le système hybride électrique associe un moteur thermique et un groupe électrique moteur générateur, l’énergie étant emmagasinée dans des batteries ou des super capacités.

- hydraulique : une hybridation hydraulique met en œuvre un moteur thermique associé à un ensemble pompe- moteur-accumulateur.

Deux types de montage existent quel que soit le type d’énergie utilisée :

- les hybridations dites "séries" pour lesquelles l'intégralité de l'entraînement des roues est fournie par le moteur électrique

- les hybridations dites "parallèles" pour lesquelles les deux moteurs (thermique et électrique/hydraulique) fournissent de la puissance aux roues, avec possibilité de plusieurs scénarios de répartition.

Tous ces systèmes permettent de récupérer et d’emmagasiner l’énergie au freinage normalement dissipée sous forme de friction et de chaleur. Une motorisation hybride a ainsi pour but de valoriser et optimiser au maximum la gestion de l’énergie (principalement l’énergie de freinage), afin de permettre une économie de consommation de carburant, une réduction des émissions de CO2 ainsi que des émissions de NOx.

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Plus de 200 bus hybrides thermique/électrique circulent actuellement en France (contre aucun bus hybride thermique/hydraulique à cause d’une offre constructeur inexistante actuellement), dont une centaine sur l’Agglomération du Grand Dijon, une quarantaine en région parisienne, une trentaine sur Bordeaux et une trentaine de bus hybrides bi-articulés de type BHNS sur Metz (projet Mettis). Le bus hybride représente ainsi 1,4 % du parc total.

Mais devant la volonté de certaines grandes villes comme Paris, Lille, Toulouse, ou Marseille de sortir du tout diesel, la part de marché des véhicules hybrides devrait progresser dans les quatre à cinq années à venir.

La RATP vient d’ailleurs de passer commande auprès de Heuliezbus de 250 bus standards hybrides, et prévoit de monter progressivement en puissance jusqu’en 2018.

L’ensemble des constructeurs propose désormais un bus hybride dans son catalogue, Volvo ayant même supprimé la version diesel classique.

Mais si les gains annoncés en carburant semblent intéressants (20 % en moyenne), leur coût reste le principal obstacle à l’acquisition (compter au moins 50 % de surcoût par rapport à un véhicule classique diesel).

3.3.1. Les bus hybrides thermique/électrique

Les évaluations de l’ADEME :

3.3.1.1. Evaluation du Solaris Urbino 18 hybride parallèle

Le réseau de Strasbourg a fait l’acquisition en 2009 du 1er bus articulé hybride homologué Solaris Urbino 18 EURO 5 et, en partenariat avec l’ADEME, a évalué ses performances environnementales pendant 2 ans en le comparant à 9 bus articulés CITELIS L d’IRISBUS de même millésime.

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Caractéristiques techniques des véhicules :

Source : CRMT

Affectation : ligne 6 du réseau de la Compagnie des Transports Strasbourgeois (CTS).

Ligne urbaine de 16 km avec 49 arrêts, et caractérisée par une vitesse commerciale moyenne de 14,5 km/h.

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Source : CRMT

- Mesures embarquées réalisées par le CRMT (avec un véhicule lesté à 4 tonnes et sans utilisation de la climatisation) :

Source : CRMT

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Résultats : les émissions de NOx sont inférieures de 30 %, et celles de CO2 (et donc la consommation) de 15 % sur le véhicule hybride.

- Mesures de la consommation réalisées par la CTS en exploitation normale sur 24 mois :

Consommation moyenne : 54,5 L/100 km pour l’hybride (avec Webasto/chauffage additionnel) contre 60,8 L/100 km pour les CITELIS L (avec Webasto également), soit une amélioration de 11,5 % pour l’hybride.

Consommation de l’hybride calculée hors WEBASTO : 52,2 L/100km, soit une diminution de 15,9 % par rapport au CITELIS L testé dans les mêmes conditions (60,5 L/100km).

3.3.1.2. Evaluation du Solaris Urbino 12 hybride parallèle

En partenariat avec l’ADEME, le réseau de Coulommiers a fait l’acquisition en 2010 de 3 bus Solaris 12m hybrides EEV (SCR/EGR sans FAP).

- Résultats du suivi en exploitation des 3 bus hybrides :

Conditions d’exploitation :

Taux de remplissage moyen : 30 %

Vitesse commerciale sur la ligne 13 (16 km) : 15,5 km/h

Pentes moyennes de 4 %

35 points d’arrêts sur la ligne

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Relevé des consommations mois/mois :

Source : Transdev/Coulommiers

Comparatif des consommations mensuelles avec un bus diesel EURO 5 équivalent :

Source : Transdev/Coulommiers

Le pic de consommation en hiver est lié au fonctionnement du chauffage webasto (consommation du webasto supérieure à 4 L/heure).

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La consommation moyenne des bus hybrides est de 34,3 L/100km, alors que celle du bus diesel équivalent est de 40,3 L/100km, soit un gain de 15 % en faveur du véhicule hybride en exploitation commerciale.

Enfin, le taux de disponibilité moyen est satisfaisant puisque supérieur à 95 % sur l’ensemble des 3 véhicules hybrides.

- Mesures des émissions polluantes et de la consommation sur l’un des 3 véhicules hybrides sur le banc à rouleau de l’UTAC :

En plus des mesures réalisées sur le cycle ADEME/RATP, d’autres mesures complémentaires ont été réalisées sur le cycle Japon « JE05 », présentant une vitesse commerciale plus élevée et issu de la procédure japonaise Trias 59-2003.

Ses caractéristiques principales sont les suivantes :

• distance de 13,89 km (vs 5,67 km pour le cycle ADEME/RATP)

• durée de 1 830 secondes (vs 1 895 secondes pour le cycle ADEME/RATP)

• vitesse maximum de 87,6 km/h (vs 49,0 km/h pour le cycle ADEME/RATP)

• vitesse moyenne de 27,33 km/h (vs 10,78 km/h pour le cycle ADEME/RATP)

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Les tests sont réalisés à la demi-charge utile du bus (14,6 T).

Caractéristiques techniques du véhicule :

Source : Solaris

Résultats :

CYCLE ADEME/RATP CYCLE JE05 Estimation

à ∆∆∆∆SOC* = 0

Incertitude

ou I.C.

Estimation

à ∆∆∆∆SOC = 0

Incertitude

ou I.C. CO en g/km 1,73 ± 0,11 0,44 ± 0,02 HC en g/km 0,009 0,000 0,005 0,000 NOX en g/km 13,3 ± 0,50 4,2 ± 0,24

Particules en g/km 0,13 ± 0,01 0,05 ± 0,01 CO2 en g/km 1 116 ± 10 727 ± 13

Consommation à 15°C en L/100km

D.V.** 43,0 ± 0,5 28,0 ± 0,6

B.C.*** 42,3 ± 0,4 27,5 ± 0,5

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*∆∆∆∆SOC = variation de l’état de la charge batterie

**D.V. = mesure par débitmètre volumétrique

***B.C. = mesure par bilan carbone (reconstitution de la consommation du véhicule à partir des émissions de CO2 mesurées et des autres émissions associées au carbone comme le CO et les HC)

Sur le cycle ADEME/RATP, le gain en consommation (et donc en CO2) est d’environ 24 % par rapport à un bus classique diesel EEV (Cf. annexe 3), ce qui est supérieur au gain de 15 % observé en exploitation.

Quant au gain en consommation obtenu sur le cycle JE05 (vs le cycle ADEME/RATP), il est de 35 %, ce qui montre l’impact de la vitesse moyenne sur la consommation.

3.3.1.3. Evaluation de l’heuliezbus GX 427 HYB 18m hybride série

Dans le cadre de l’acquisition d’un bus hybride Heuliezbus par la communauté d’agglomération du Grand Poitiers pour son réseau de transport urbain Vitalis en 2010, l’ADEME a financé des mesures embarquées comparatives réalisées par le CRMT, ainsi que des enquêtes client.

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- Mesures embarquées réalisées par le CRMT (avec un véhicule lesté à 4 tonnes) :

Source : CRMT

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Caractéristiques techniques des véhicules :

Source : CRMT

Les essais se déroulent sur la ligne 1.

Le trajet aller et retour s’effectue en 2 heures et 20 minutes environ, pour une distance parcourue de 44 km, soit une vitesse moyenne de l’ordre de 20 km/h.

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Source : CRMT

Les comparaisons font ressortir des tendances qui doivent être relativisées par rapport à la classe environnementale de chaque bus, notamment le GNV qui est bien antérieur aux deux autres :

o CO2 : réduction de 15 à 17 % pour l’hybride par rapport au diesel. Les émissions du GNV sont supérieures de 4 à 10 % par rapport au diesel et 25 à 29 % par rapport à l’hybride.

o CO : les écarts entre hybride et diesel ne sont pas significatifs. Le niveau du GNV correspond à un catalyseur vieilli.

o NOx : de façon surprenante, les NOx sont plus élevés sur l’hybride, avec une forte discrimination entre trajet aller (28 %) et retour (6 %). Le trajet retour se faisant complètement chaud, et avec une plus grande sollicitation moteur

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(dénivelée positif), le système SCR est plus efficace (stratégie injection d’urée).

o HC totaux : réduction de 50 à 70 % pour l’hybride par rapport au diesel. Le niveau du GNV correspond à un catalyseur vieilli.

o Particules : aucun rejet mesurable de la part du GNV.

Consommation :

Source : CRMT

En moyenne sur les 2 trajets aller et retour, la consommation de l’hybride est 16 % inférieure à celle du diesel.

A noter que les immobilisations pour cause de « pannes » ont été relativement faibles, ce qui a contribué à donner une bonne image de la fiabilité du bus hybride auprès des conducteurs et des personnels en charge de la maintenance.

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- Enquête de satisfaction client :

Source : Vitalis

Source : Vitalis

Source : Vitalis

Av e z -v o u s re m a rq u é q u e le b u s d a n s le q u e l v o u s v o u s tro u v e z é ta it d iffé re n t d e s a u tre s b u s ?

No n ré p o n s e1 %

O u i8 5 %

No n1 4 %

Q u e l e st vo tre re sse n ti p a r ra p p o rt a u b ru it d u m o te u r d e ce b u s ?

N on répo ns e4%

P lus s ilenc ie ux qu 'un au tre b us

62%

P lus b ruy an t q u 'un au t re bus

7%

Ind iffé ren t27%

A ve z -vo u s re m a rq u é u n e a u tre d i ffé re n ce p a r ra p p o rt a u x a u tre s vé h icu le s lo rs d e l 'a rrê t d u b u s ?

No n r épo ns e

4 %

O ui

82%

No n

14%

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L’impression générale est très positive pour les usagers qui perçoivent très nettement les améliorations apportées par le bus hybride et qui en conçoivent une image très avantageuse du transport public.

A noter qu’en parallèle de cette expérimentation, l’ADEME a également participé au financement de 3 autres autobus articulés Heuliezbus hybrides pour le compte de la ville de Nantes.

Le gain en consommation estimé en exploitation est de 30 % (il s’agit d’une estimation dans la mesure où il n’existe pas de bus diesel équivalent dans le parc de véhicules).

Le taux de panne varie entre 0,88 aux 10 000km (11 premiers mois d’exploitation) et 1,59 aux 10 000km sur les 4 mois suivants d’exploitation, ce qui est correct.

Le ressenti des conducteurs sur la conduite est excellent. Le comportement du véhicule est jugé identique aux bus conventionnels. Le confort de conduite est jugé meilleur du fait de la souplesse et de la réactivité de la motorisation, ainsi que de l’absence d’à-coups boite de vitesse.

Néanmoins un léger apprentissage est nécessaire pour utiliser au mieux la récupération d’énergie de freinage et bien doser la décélération.

Enfin, la RATP qui a aussi testé ce bus hybride, a trouvé un gain en consommation de 24 % maximum en exploitation sur la ligne 91, mais moyennant un travail d’optimisation du véhicule en lien avec le constructeur (rodage véhicule, calibrations des calculateurs, etc.)

3.3.1.4. Evaluation comparative de 6 bus hybrides par le Syndicat Mixte des Transports pour le Rhône et l'Agglomération Lyonnaise (SYTRAL)

Fin 2013, le Sytral a lancé une étude comparative de 6 bus hybrides neufs EEV (3 marques différentes, 2 bus par marque) avec le concours de l’ADEME sur une durée d’un an. Les résultats ont été comparés à ceux de deux bus neufs Diesel EURO5 EEV de référence.

L’IFPEN a été mandaté par le SYTRAL pour suivre cette expérimentation et garantir les résultats.

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Caractéristiques techniques des véhicules :

Source : Sytral

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Source : Sytral

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Source : Sytral

Source : Sytral

Nota : Les supercapacités répondent aux applications faisant appel à des puissances élevées sur des temps courts (dizaine de secondes) et caractérisées par un nombre de

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cycles charge / décharge très élevé (millions). Cette technologie se positionne ainsi entre les condensateurs et les batteries.

Ces bus sont testés sur 4 lignes différentes, avec une rotation de ligne tous les 15 jours :

N° de ligne 37 45 C6 67

Vitesse moyenne (km/h) 11,6 13,8 14,6 16,7

Charge en passagers (pass/jour)

10 600 6 500 10 200 6 000

Dénivellation (relief) faible forte moyenne faible

Pour des raisons techniques, seules les consommations, les émissions de CO2 ainsi que les émissions de NOX sont suivies en continu pendant la durée de l’expérimentation sur les 8 véhicules par l’IFPEN.

Résultats pour l’ensemble des véhicules hybrides testés :

- Diminution moyenne de la consommation de 26 % (variable avec la vitesse moyenne commerciale)

- Diminution moyenne des émissions de NOx de 33 % (variable avec la vitesse moyenne commerciale, le gain pouvant même être nul dans certains cas)

- Impact important de la climatisation sur les véhicule hybrides (jusqu’à 50 % de surconsommation)

- Les facteurs d’influence principaux de la consommation pour les bus sont par ordre d’importance : la climatisation, la vitesse moyenne, le type de conduite, et dans une moindre mesure la charge en passagers et le relief de la ligne

- Globalement, on peut noter que les véhicules hybrides sont moins sensibles à la charge et au profil de ligne que les bus standard (variabilité des émissions de CO2 et de NOX plus faible)

Les résultats obtenus avec les différentes technologies hybrides en concurrence sont cohérents, conformes aux annonces des constructeurs, et ce quelle que soit l’architecture choisie. Cependant, les gains induits par la réduction de la consommation de gazole ne compensent pas les surcoûts d’achat et de maintenance annoncés par les constructeurs.

Enfin, peu de pannes spécifiques à la chaîne cinématique hybride ont été constatées sur la durée de l’évaluation (12 mois).Les pannes constatées étaient en revanche de nature

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immobilisante, nous rappelant que la technologie hybride est plus complexe que son homologue diesel.

Avis de l’ADEME :

Avec des gains mesurés en consommation compris entre 15 et 25 %, la filière hybride permet de faire chuter de manière drastique les émissions de CO2 des véhicules, et a l’avantage de ne pas nécessiter d’infrastructures particulières pour sa mise en place.

Mais avec une durée de vie aujourd’hui estimée à 6/7 ans pour les systèmes de stockage de type batterie au lithium, il est très difficile – voire impossible- de rentabiliser l’investissement (compter au moins 50 % de surcoût à l’achat, Cf. annexe 2) y compris en retenant un gain en consommation maximum de 25 %. La RATP estime même que suivant les modèles de bus, il faut compter de 18 à 20 années d’exploitation pour rentabiliser l’investissement (en partant sur un gain en consommation compris entre 20 et 25 %).

Cette technologie présente donc un coût encore difficilement supportable pour les collectivités aujourd’hui, qui ne peuvent acquérir que quelques véhicules dans le meilleur des cas. Mais on peut raisonnablement espérer une chute du coût de cette technologie grâce aux progrès réalisés sur les systèmes de stockage dans l’industrie automobile…

3.3.2. Les bus hybrides thermique/hydraulique

Les évaluations de l’ADEME

Aucune offre constructeur n’est actuellement disponible sur le marché, et l’ADEME n’a réalisé qu’une seule évaluation sur un bus prototype articulé GNV à Lille de 2010 à 2013.

Source: Iveco Bus

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Le véhicule choisi pour cette expérimentation par Iveco Bus et Transpole (exploitation du réseau de transport en commun de voyageurs sur le territoire de Lille Métropole Communauté Urbaine) est un véhicule articulé de 18m de long, propulsé par un moteur fonctionnant au GNV. Ce véhicule a été choisi pour permettre une intégration simple et rapide du système d’hybridation hydraulique.

Les moteurs hydrauliques sont implantés dans chaque roue de l’essieu milieu. Afin de minimiser les longueurs de cheminement hydraulique, les accumulateurs hydropneumatiques et le bloc hydraulique multifonction ont été implanté au-dessus de l’essieu milieu côté gauche du véhicule.

A noter que cette opération a entrainé la suppression de deux places assises dans le véhicule.

Les composants utilisés sont fournis par la société POCLAIN HYDRAULICS, et font partie de leur système REGEN. L’ensemble du système d’hybridation hydraulique pèse 1 tonne à l’état prototype.

Source : Iveco Bus

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Source : Iveco Bus

Source: Transpole

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Le bus dessert la ligne 12 (7km), et la distance couverte est de 300km/jour (soit 50 000km parcourus au cours de l’expérimentation jusqu’à début 2013).

Résultats :

- En exploitation, le gain moyen mesuré est de 13 %, et peut aller jusqu’à 18 % dans certaines conditions.

- Le système réduit de 60 à 100 % les émissions de NOx en réduisant (voire en éliminant) les pics d’émissions à chaque accélération

Globalement cette expérimentation a été un succès, avec un gain en consommation de carburant supérieur aux attentes. Iveco Bus estime même qu’une optimisation du système (masses, efficacité) permettrait un gain supplémentaire de 3 à 5 %. Enfin, l’utilisation d’un démarreur hydraulique pour réaliser une fonction Stop & Start pourrait encore apporter un gain supplémentaire (environ 7 %).

Le véhicule s’est avéré fiable (bien que dans un état prototype) et compatible avec les contraintes d’exploitation.

Seul le bruit généré par le système est encore trop élevé, bien que jugé « acceptable » par Transpole.

Avis de l’ADEME :

Bien que très prometteuse, cette filière (en cours de développement dans le domaine des Bennes à Ordures Ménagères (BOM) ou des camions porteurs aux Etas Unis) ne semble pas avoir convaincu les constructeurs de bus urbains. En effet, tous les efforts de ces derniers se sont récemment portés sur le passage à la norme EURO 6 ainsi que sur l’hybridation électrique, chacun d’entre eux possédant désormais un véhicule hybride électrique dans sa gamme.

Il ne manque donc pas grand-chose pour faire décoller cette filière, séduisante à la fois sur le plan environnemental, mais aussi sur le plan économique avec des coûts de développement et de production bien inférieurs à ceux de la filière hybride voisine thermique/électrique.

3.3.3. Cas particulier de l’hybride électrique/hydraulique/thermique : l’exemple du Businova

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Développé par la société SAFRA, le véhicule Businova est un autobus aux lignes travaillées qui combine deux innovations majeures : le châssis bi-modulaire et le système de propulsion multi-hybride.

Source : Safra

D’une longueur de 10,5m, le Businova est capable d’embarquer près de 90 passagers.

Le véhicule combine un moteur diesel 4 cylindres de 77 kW à un moteur hydraulique à cylindrée variable 110 cm3 et à deux 2 moteurs asynchrones à aimants permanents de 90 kW chacun.

En fonctionnement, le Businova maximise l’utilisation du mode électrique, assisté par la motorisation hydraulique pour les relances du véhicule ; et selon les besoin, le moteur thermique peut agir quant à lui comme un prolongateur d’autonomie.

Selon SAFRA, le système offre une autonomie totale de 200 km et permettrait de diviser par trois la consommation de carburant (15L/100 km) et les émissions de CO2 par rapport à un bus 12m traditionnel.

Ce bus va débuter son exploitation commerciale dès 2015 à Toulouse, Gaillac et Albi.

Une suite a d’ores et déjà été donnée par Safra au projet Businova : le projet « Businova Evolution ».

Ce projet, qui a été retenu dans le cadre de l’appel à manifestation d’intérêt « Véhicules lourds routiers » lancé par l’ADEME fin 2011, a réellement pu démarrer en 2014 et porte sur :

- L’optimisation de l’utilisation des énergies embarquées via une hybridation « intelligente »

- Le développement de solutions de confort climatiques économes

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- Le développement d’un système de télédiagnostic et transmission des données de maintenance à distance

Ce projet, d’un montant total de 7,4 M€, est financé à hauteur de 3,1 M€ par le dispositif des Investissements d’Avenir.

Il est porté par Safra (coordinateur), et implique 5 autres partenaires dont Actia et EDF.

3.4. La filière électrique 3.4.1. Les minibus et midibus

Les minibus et midibus ont été les premiers bus électriques à voir le jour, bien avant les bus standard 12m.

A ce jour, on peut compter parmi les principaux modèles l’Oreos 2X et 4X de PVI, le bluebus de Bolloré, ou encore le Zeus de Bredamenarinibus. Bredamenarinibus communique également sur la sortie en 2015 de son nouveau midibus e-Vivacity d’une longueur de 8m et d’une capacité de 54 places.

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Retours d’expérience/Evaluations de l’ADEME

- Test en exploitation du véhicule Oreos 2X de la société PVI par Véolia sur le réseau de Menton dans les Alpes maritimes (29 et 30 Juin 2010) :

Rappel des caractéristiques techniques du véhicule :

Source : PVI

Conclusions :

- L’autonomie sans climatisation sur des trajets en boucle et en zone à forte déclivité ainsi que sur des trajets bosselés est voisine de 120km, ce qui reste cohérent avec les annonces du constructeur (profondeur de décharge : 80 %)

- Cette autonomie peut être fortement dégradée par l’utilisation de la climatisation pour les voyageurs (environ 25 %)

- Ce véhicule dispose de performances compatibles avec une exploitation en zone montagneuse

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- Acquisition par la ville de Coulommiers d’un Oreos 4X de la société PVI avec un soutien financier de l’ADEME et un suivi rapproché du véhicule de Janvier à Octobre 2011 :

Rappel des caractéristiques techniques du véhicule :

Source : PVI

Conclusions :

Relevé des consommations mensuelles en kWh/km sur la période de Janvier à Octobre 2011 :

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La courbe en rose indique une valeur moyennée sur les 10 mois de 1,06 kWh/km (hors chauffage, celui-ci étant assuré par une chaudière auxiliaire dont la consommation de carburant est de 327 litres pour l’ensemble de l’expérimentation).

Cette valeur de consommation moyenne correspond au rejet de 82g de CO2/km si l’on prend comme contenu CO2 du kWh électrique la valeur de 78g (valeur figurant dans la base carbone, et correspondant au mix électrique moyen pour la France).

Le taux de disponibilité moyen constaté au cours de l’expérimentation est de 95 %, ce qui est supérieur au seuil contractuel de 92 %/an figurant dans le contrat de maintenance.

- Acquisition par les « Autocars Dominique » d’un Oreos 4X et de 2 Oreos 2X de la société PVI avec un soutien financier de l’ADEME et un suivi rapproché des véhicules sur 8 à 12 mois consécutifs (2011/2012) :

Conclusions :

- Taux de disponibilité variant de 59 % (Oreos 4X) à 81 % (Oreos 2X) ; ce taux est dû à des aléas électroniques générant quelques pannes immobilisantes, sans doute liés au stade « pré-série » du matériel.

- Autonomie en adéquation avec les déclarations du constructeur et largement suffisante

- Agrément de conduite agréable, dynamique et performant

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- Acquisition par les « Autocars Dominique » de 3 minibus Zeus Electro City de la société Bredamenarinibus avec un soutien financier de l’ADEME et un suivi rapproché des véhicules sur une année complète (2011 et 2012) :

Caractéristiques techniques :

� Lithium - polymer battery � Range 140 km � AC electric motor � Small dimensions � Hi transport capacity � CAN-BUS technology � Battery Management System � Pininfarina design

Source: Bredamenarinibus

Conclusions :

- Très bon taux de disponibilité du matériel (parfois supérieur à celui d’un matériel thermique équivalent), variant de 95 à 100 %

- Autonomie en adéquation avec les déclarations du constructeur et largement suffisante

- Très bon agrément de conduite

3.4.2. Les bus standards et articulés

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Ces bus électriques étant encore très récents, il est difficile d’avoir des retours d’expérience conséquents.

Engagée dans le « plan bus 2025 » qui vise à renouveler 100 % de son parc actuel en véhicules zéro émission à l’horizon 2025 (dont 80 % de véhicules électriques et 20 % de véhicules fonctionnant au biogaz), la RATP se positionne aujourd’hui comme précurseur en matière d’expérimentations de bus électriques et souhaite évaluer toutes les technologies disponibles dans les deux années à venir.

Cette dernière a d’ailleurs conclu un partenariat avec EDF en ce sens. D’une durée de trois ans, cet accord prévoit des essais et des tests sur les différentes chaînes de traction électriques, les batteries, les systèmes de charge (au dépôt, lorsque les bus stationnent, ou en ligne, sur leur parcours) et leurs impacts sur les réseaux électriques.

A noter que c’est le groupe Bolloré qui a remporté en 2014 le 1er appel d’offres lancé par la RATP pour l’équipement d’une vingtaine de bus électriques standard avec "une capacité équivalente aux bus actuels et une autonomie pouvant aller jusqu’à 180 km sans recharge intermédiaire et davantage avec recharge en terminus". Ce nouveau bus sera présenté à l’occasion de la COP 21 à Paris, devrait être doté d’un pack batterie de fabrication Bolloré de type Lithium Métal Polymère de 240kWh, et aurait une capacité d’emport de 99 passagers.

Plus récemment, la RATP a dévoilé au salon de l’UITP 2015 de Milan les trois premiers constructeurs choisis pour une nouvelle phase de test de bus électriques à Paris :Ebusco, groupe hollandais, Yutong, constructeur chinois associé au français Dietrich Carebus Group, et le polonais Solaris. Ebusco sera le premier à envoyer son véhicule courant septembre, les deux autres devant arriver début 2016.

Panorama des bus électriques déjà commercialisés en en cours de développement :

Bus électrique BYD K9 :

Bus électrique chinois équipé de batteries lithium fer-phosphate de 324kWh de capacité. Autonomie annoncée de 250km. Capacité : 32 places assises et 90 passagers. Recharge complète en 5h à 60kW.

Il s’agit du bus électrique le plus connu aujourd’hui, et il a déjà été déployé dans plusieurs grandes villes.

Ce bus a notamment été testé par la RATP pendant deux semaines en roulage urbain dense (vitesse moyenne inférieure à 10km/h), et son autonomie mesurée d’environ 180km (pour 250km annoncés) s’est avérée suffisante en exploitation quotidienne.

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Mais la perte en capacité voyageurs (occasionnée par le poids conséquent des batteries) ne permet néanmoins pas à ce type bus de remplacer un bus diesel équivalent sur la même ligne.

Ce bus a également été testé par Kéolis à Copenhague. Il semble que la qualité perçue ne soit pas encore au standard européen, et l’autonomie mesurée serait quant à elle plus proche des 150km que des 250km annoncés.

Bus électrique Solaris urbino 12 electric :

Bus électrique polonais équipé de batteries lithium ion de 120kWh de capacité (peut varier à la demande du client). Autonomie annoncée de 85km. Capacité : 32 places assises et 85 passagers

Ce bus a également été testé par la RATP en roulage urbain dense, qui a mesuré une autonomie de 120 à 130km (avec une configuration batteries à 210kWh). Cette autonomie, bien que satisfaisante, ne permet cependant pas de faire 2 tournées dans une seule journée comme c’est parfois le cas avec un autobus diesel.

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Ce bus existe aussi en version articulée 18m :

Bus électrique Irizar i2e :

Bus électrique espagnol équipé de batteries de type So-Nick d’une capacité de 376kWh (qui se rechargent en 5 heures en bout de ligne) avec en parallèle des supercapacités.

Autonomie annoncée : entre 200 et 250km. Capacité : 68 passagers (dont 24 assis).

Après une période de tests, la Régie des Transports de Marseille (RTM) a commandé six bus électriques i2e au constructeur basque Irizar pour une livraison prévue fin 2015./début 2016. Il s’agit d’une première en France, et ces bus circuleront sur deux lignes du réseau

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marseillais sur des distances de 150 à 180 km. A noter qu’Irizar fournit également les stations de recharge au dépôt conformément à sa politique d'offre complète de la solution électrique.

Bus électrique VDL Citea :

Bus électrique hollandais équipé de batteries d’une capacité de 80kWh (peut varier à la demande du client). Autonomie annoncée de 40km. Capacité : 70 passagers.

Ce bus sera testé par Véolia en Finlande à Espoo sur une durée de deux ans à compter de l’été 2014.

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Bus électrique eBusco YTP-1 :

Bus électrique hollandais (mais assemblé avec des composants chinois) équipé de batteries lithium fer phosphate d’une capacité de 242kWh (possibilité d’extension jusqu’à 311kWh). Autonomie annoncée de 250km (300km avec le pack 311kWh) avec une consommation de 0.9 kWh/km. Capacité : 76 passagers. Possibilité de recharge complète en 2,5h.

Bus électrique Skoda PERUN (Pure Electric RUNner) :

Bus électrique tchèque équipé de batteries d’une capacité de 222kWh (peut varier à la demande du client). Autonomie annoncée de 150km. Capacité : 80 passagers. Recharge complète rapide en 50 minutes en journée grâce à la présence d’un pantographe sur le toit du véhicule, et en plusieurs heures la nuit via un système de charge classique avec équilibrage des tensions cellules.

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Bus électrique Hyundai elec-city :

Bus électrique coréen équipé de batteries lithium ion polymère de 95kWh de capacité. Autonomie annoncée de 69 km. Capacité : 51 places assises

Avis de l’ADEME :

Cette filière, certes attrayante sur le plan environnemental, n’en est encore qu’à ses balbutiements, et de nombreuses questions restent en suspens (durabilité des batteries, rentabilité, modèle économique avec achat ou location des batteries, etc.).

Les 1ers retours d’expérience montrent néanmoins que de tels bus ne peuvent pas offrir aujourd’hui les mêmes fonctionnalités que leurs homologues thermiques (perte de capacité en passagers, autonomie parfois limitée), et seule une volonté politique (interdiction d’accès au centre-ville pour les bus thermiques par exemple) pourra les imposer sur le devant de la scène à court terme.

Mais d’autres solutions sont déjà à l’étude (solutions de type biberonnage), et des acteurs comme PVI par exemple affirment aujourd’hui que leur solution (système WATT, Cf. plus loin) sera concurrentielle de l’offre actuelle diesel une fois commercialisée.

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4. Quelles technologies pour demain ? 4.1. La filière hybride plug-in

Volvo :

Volvo est sur le point de mettre sur le marché son bus hybride rechargeable, avec à la clé un gain en consommation de l’ordre de 75 % et un gain en énergie de l’ordre de 60 % (du réservoir à la roue).

Le véhicule se recharge en fin de ligne en 6min (300kW de puissance qui viennent alimenter les 19kWh de batteries lithium-ion) via un pantographe situé sur le toit du bus, et peut parcourir jusqu’à 7km en mode « Zero Emissions Vehicle » (mode ZEV).

Le constructeur suédois, qui a déjà testé 3 véhicules à Göteborg en 2013, en a testé huit autres à Stockholm courant 2014. Hambourg et le Luxembourg feront également partie des villes qui testeront le véhicule en 2014/2015.

Quant à la production du bus en série, elle est annoncée pour début 2016.

Projet ElLiSup :

ElLiSup est un projet financé en partie par le Fonds démonstrateur de recherche de l’ADEME à hauteur de 9,74 millions d’euros.

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Août 2015

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Ce projet, qui a débuté en 2009 et qui est porté par Iveco Bus, se termine fin 2015. Il vise à concevoir deux démonstrateurs de bus urbains : un hybride rechargeable et un électrique, tous deux pouvant se recharger de manière rapide en fin de ligne grâce à un système de pantographe et la station de charge associée.

Le démonstrateur hybride rechargeable a été exploité par la RATP en conditions réelles de fonctionnement fin 2013, alors que le démonstrateur électrique sera évalué fin 2015 sur piste d’essais uniquement.

4.2. La filière électrique avec biberonnage

PVI (système WATT)/France :

WATT est un projet financé en partie par le Fonds démonstrateur de recherche de l’ADEME à hauteur de 2,9 millions d’euros.

Ce projet, qui a débuté en 2009 et qui est porté par PVI, s’est terminé en Juin 2015. Il vise à concevoir un démonstrateur de bus électrique à autonomie illimitée. Ce bus, équipé de supercapacités de forte puissance, se recharge à chaque arrêt durant un temps très court (10s environ) au moyen d’un bras articulé et automatisé. Ce dernier vient se connecter à une borne de recharge, conçue comme un élément de mobilier urbain

Ce bus est actuellement en exploitation sur l’aéroport de Nice, et assure des liaisons quotidiennes entre les deux terminaux. Ce concept ne devrait pas rester à l’état de prototype, PVI réfléchissant déjà à son industrialisation à court terme.

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Août 2015

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Bombardier (système Primove)/Allemagne :

Basée sur le principe de transfert d’énergie par induction, la technologie PRIMOVE permet la transmission sans contact électrique entre les composants enfouis sous la chaussée et le récepteur installé sous le véhicule.

Dans le nord de l’Allemagne, la ville de Brunswick vient de mettre en service commercial un premier bus électrique doté de la technologie de charge rapide par induction Primove de Bombardier.

Montée sur un bus électrique de 12 mètres fournit par le constructeur polonais Solaris, la technologie Primove offre un système de charge par « biberonnage » réalisé en quelques seconde lors de certains arrêts situés à des points stratégiques le long du parcours de l’autobus. Le transfert d’énergie est assuré par un système à induction haute puissance (200kW) via un transmetteur intégré sous la chaussée.

4 nouveaux bus articulés électriques Solaris devraient également entrer en service d’ici la fin de l’année 2014.

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Août 2015

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http://primove.bombardier.com/fr/

E-moss (fournisseur de chaînes de traction électrifiées)/Hollande :

Les solutions E-moss peuvent être intégrées dans des bus de 8 à 12m de long.

Un premier prototype sur la base d’un Volvo 7700 standard a vu le jour en 2012.

Ce bus est équipé de batteries lithium-ion polymère d’une capacité variable de 128 à 300kWh, et peut être rechargé par induction (puissance de 120 à 200kW) en 4 à 7 minutes.

http://www.emoss.biz/nl/?

ABB (projet TOSA)/Suisse :

Lancé en mai 2013 à Genève, sur une ligne entre l’aéroport et Palexpo, le bus électrique articulé issu du projet TOSA fonctionne sans lignes de contact et se recharge à certains arrêts en seulement 15 secondes (avec une puissance de 400kW) via un système de charge ultra-rapide (positionnement d’un bras rétractable sur le toit du bus, commandé par laser et

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Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 73 sur 108

qui se connecte à un rail intégré à la station de bus). Le temps de charge est quant à lui de 3 à 4min au terminus (avec une puissance de 200kW) et de 30min au dépôt.

Le bus est équipé de batteries de type lithium-oxyde de titanate d’une tonne.

Il semble que ce système soit à ce jour le plus abouti, et ce notamment grâce aux 10 mois de retour d’exploitation sur une ligne du Palexo à Genève ; la mise en fonction de plusieurs exemplaires est d'ores et déjà annoncée pour 2017.

Plus de 8 000km ont été parcourus à ce jour, pour 4 200 charges réalisées.

A noter la signature d’un accord entre ABB et Volvo mi 2014 afin de développer et de commercialiser un système de recharge rapide automatisé à destination des bus électriques et hybrides rechargeables du constructeur suédois. Une première expérimentation devrait être menée au Luxembourg en 2015.

http://www.tosa2013.com/fr/

Proterra (EcoRide BE35)/USA :

Située au Colorado et fondée en 2004, la société Proterra a mis au point un bus de 68 places, baptisé EcoRide BE35, doté de batteries lithium-oxyde de titanate de 72kWh et offrant une autonomie de 65km.

Le constructeur a développé un système de recharge automatisé ultra rapide "Fast-Fill" qui permet une recharge complète en seulement 10 minutes.

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Août 2015

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http://www.proterra.com/

Siemens (projet e-BRT)/Allemagne:

Il s'agit d'un bus (articulé ou bi-articulé) ou trolleybus à traction électrique qui circule en site propre, et qui est équipé d'un système de guidage "Optiguide" (déjà en service sur les lignes de bus et trolleys bus en site propre de Rouen, Castellon en Espagne, bientôt Nîmes et Bologne en Italie).

La principale innovation est qu'il fait son plein d'énergie à chaque station pour rouler jusqu'à l'arrêt suivant. Ce système de transfert d'énergie par "biberonnage" ne prend qu'une vingtaine de secondes, le temps pour les passagers de monter et descendre de l'autobus.

Le dispositif va prochainement être testé en France dans la ville d’Amiens ; 2 bus articulés 100 % électriques seront alors mis en service sur une distance de 6,5 km, allant de la place Joffre à la nouvelle zone Frey, au nord de la ville.

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Août 2015

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http://www.siemens.com/answers/fr/fr/

Bolloré (Bluetram)/France :

Blue Solutions, filiale du Groupe Bolloré spécialisée dans l’électro-mobilité, a révélé en Mars 2014 Bluetram, un projet de tramway électrique sur pneus et sans caténaires annonçant un coût dix fois inférieur à celui d’un tramway classique.

Le BlueTram est équipé de supercapacités offrant environ 1,5 km d’autonomie pour 90 secondes de charge environ. La recharge s’effectue à chaque station grâce au déploiement d’un bras automatisé appartenant à la station de charge.

La première ligne de production du Bluetram devrait être mise en service début 2015.

https://www.blue-solutions.com/

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ALSTOM SRS/France :

Alstom a dévoilé à Milan au congrès de l'UITP 2015 son système de recharge de batterie (SRS) par le sol destiné aux tramway, bus et camions. Ce système recharge les supercondensateurs installés sur le véhicule grâce à un rail de recharge implanté dans la chaussée et des frotteurs de recharge qui descendent automatiquement sous le véhicule une fois celui-ci arrêté. Le véhicule se recharge ainsi d’arrêt en arrêt en une vingtaine de secondes.

www.alstom.com

Institut Fraunhofer (projet EDDA)/Allemagne :

Il s’agit d’un système de recharge rapide pour bus via un pantographe situé sur le toit du véhicule, qui permet de recharger les batteries (85 kWh) en 6 minutes environ (puissance de 250kW).

Ce système est actuellement testé à Dresde depuis Novembre 2014.

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Août 2015

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www.eda-bus.de

4.3. La filière hydrogène

Seule la filière hydrogène avec le recours d’une pile à combustible dimensionnée pour assurer la pleine puissance du bus (et non pas en tant que prolongateur d’autonomie) sera évoquée dans ce chapitre, correspondant aux expérimentations réalisées à ce jour par les acteurs impliqués. De même, les moteurs thermiques fonctionnant à l’hydrogène ne seront pas évoqués ici.

Dans le domaine du transport, l’hydrogène est en général stocké sous pression dans des réservoirs à 350 ou 700 bars, et vient alimenter une pile à combustible afin de produire de l’électricité et de l’eau suivant le schéma suivant :

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L’électricité produite à bord du véhicule alimente ensuite le moteur électrique de ce dernier.

L’hydrogène n’est ainsi qu’un simple vecteur énergétique qui permet, grâce à sa densité énergétique importante, d’augmenter l’autonomie des véhicules électriques classiques « à batterie ».

Une étude menée en 2013 par Quantis/Enea pour le compte de l’ADEME a été réalisée sur « l’évaluation environnementale du vecteur hydrogène appliqué à la mobilité ».

Cette étude ne concernait que des véhicules particuliers, néanmoins certains résultats sont transposables aux véhicules lourds comme les bus.

Ainsi, il en ressort notamment qu’il faut :

- Privilégier la production d’hydrogène locale afin de réduire ou supprimer le transport d’hydrogène (avec les solutions actuelles, pour transporter 1kg d’hydrogène en camion, il faut transporter 100kg de cuve en acier!)

- Optimiser la consommation spécifique des véhicules hydrogène (allègement) - Optimiser les quantités de platine utilisées dans les piles à combustible (impact au

km équivalent à 10 fois les émissions réglementaires de NOx pour un véhicule léger diesel EURO6)

- Augmenter la durée de vie du véhicule et des équipements afin de rentabiliser la production de la pile à combustible

Une autre conclusion est que la filière hydrogène est souvent moins performante que la filière électrique « classique » au sujet des émissions de CO2, et qu’elle est en retrait sur le plan énergétique :

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La partie en vert (appelée « Infrastructure ») correspond à la production, à la maintenance et au démantèlement du véhicule ainsi que des infrastructures routières ; elle est favorable au véhicule à hydrogène (comparativement au véhicule électrique).

La partie en bleu (appelée « Amont ») correspond à la production du carburant (hydrogène ou électricité), à son stockage, à son transport ainsi qu’à sa distribution. Elle est en général défavorable au véhicule à hydrogène à cause de l’impact du transport par camion (Cf. scénario 4 et scénario véhicule électrique sur le graphe ci-dessus).

Ainsi l’électrolyse sur site (et donc sans transport de l’hydrogène), à partir d’électricité renouvelable donc, apparaît comme le seul scénario favorable au véhicule à hydrogène concernant l’indicateur « changement climatique ».

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De même, et ce quelle que soit l’origine de la production de l’hydrogène, la dépense énergétique (du puits à la roue) par km parcouru est supérieure avec un véhicule à hydrogène comparativement à un véhicule électrique classique à batteries.

Aussi faut-il faire le meilleur usage possible de la filière hydrogène. Celle-ci prendra tout son sens dans le cas de réseaux ayant recours à de l’hydrogène issu de sources renouvelables ou bien d’hydrogène fatal (coproduit issu de processus chimiques), et dans le cas de réseaux dont les performances des véhicules électriques classiques à batteries ne permettent pas de satisfaire le profil de mission.

Au niveau européen, Mercedes, Van Hool et Solaris semblent être les constructeurs européens les plus avancés actuellement.

Ci-joint un extrait de la communication de Mercedes au sujet de la dernière version du Citaro PAC :

Grâce aux composants optimisés de la pile à combustible et à l’hybridation née des batteries lithium-ion (27 kW/h), le Citaro FuelCELL-Hybrid 2ème génération économise près de 50 % d’hydrogène comparé à son prédécesseur. Le nombre de réservoirs est passé à 7 – d’une capacité totale de 35 kg – contre 9 sur les autobus/autocars à pile à combustible précédemment testés. L'autonomie de l'autobus à pile à combustible s'élève à plus de 300 kilomètres et le temps de ravitaillement ne dépasse pas 8 à 10 minutes. Le Citaro FuelCELL-

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Hybrid 2ème génération peut ainsi garantir les mêmes facilité et flexibilité d’utilisation que les véhicules diesel actuels. De plus, le système d’entraînement à pile à combustible n'a presque pas besoin d'entretien et se caractérise par une très longue durée de vie.

De nombreux programmes de démonstration sont actuellement en cours en Europe, particulièrement au travers du projet CHIC (Clean Hydrogen In European Cities), soutenu par la Commission Européenne via le Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking, un partenariat public-privé rattaché au programme H2020. Ce projet fait état, en 2015, de 56 bus à hydrogène en cours de démonstration dans 9 villes européennes :

Source : FCH JU, juin 2015

Il est prévu d’atteindre 83 bus en exploitation d’ici 2016.

Un autre projet européen, le projet 3Emotion (Environmentally Friendly, Efficient, Electric Motion), est un projet sur 5 ans (2015-2019) et représente un montant global de 41,8 millions d’euros. C’est dans ce cadre que seront exploités dès 2017 5 bus à Cherbourg.

Ces programmes de démonstration permettent de valider la faisabilité technique de cette solution. Le challenge principal restant à relever est celui du coût de la technologie, qui demeure élevé et ne pourra être résolu que dans le cadre d’un programme d’industrialisation de ces solutions.

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Source : FCH JU, juin 2015

Les prix d’acquisition actuels s’établissent en effet autour de 700 à 730 k€ pour un bus de 12m. Le FCH JU s’attend à des réductions de prix qui pourraient porter le prix entre 400 à 450 k€ dans l’hypothèse d’une demande autour de 1000 unités.

Avis de l’ADEME :

La filière hydrogène est certainement la moins aboutie actuellement, et même si certains bus ont déjà été testés dans plusieurs villes européennes et que de nombreux projets européens portent sur le développement de bus à hydrogène, aucune mise sur le marché n’est à prévoir à court (voire moyen) terme. La filière des bus à pile pleine puissance reste donc aujourd’hui au stade de la démonstration et de l’expérimentation.

De plus, de nombreux projets comme WATT ou TOSA (lignes de bus 100 % électriques équipés de supercapacités ou de batteries au lithium à recharge rapide) semblent désormais sur le point d’aboutir, et pourraient retarder encore davantage l’émergence d’une filière hydrogène.

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ANNEXE 1

Rappels sur le contexte réglementaire relatif aux autobus

L’autobus est un véhicule affecté au transport urbain de voyageurs (assis ou debout), et dont la taille est variable : Minibus: environ 30 places Midibus: entre 70 et 80 places Standard (12m): environ 100 places Articulé (18m): entre 175 et 200 places Grande capacité (24m): entre 275 et 300 places

1) Masses et dimensions :

Pour le code de la route, « Un autobus est un véhicule de transport en commun qui, par sa construction et son aménagement, est affecté au transport en commun de personnes et de leurs bagages. C’est un véhicule routier limité en longueur à 13,50m pour les bus standards à deux essieux (15m pour trois essieux ou plus), 18,75m pour les bus articulés et 24,50m pour les bus bi-articulés. Il appartient à la catégorie « M » de véhicules. Par ailleurs, sa largeur est limitée à 2,55m hors rétroviseurs et sa hauteur à 4m »

Extrait de l’article R311-1 du code de la route :

1. Véhicules de catégorie M : véhicules à moteur conçus et construits pour le transport de personnes et ayant au moins quatre roues :

1. 1. Véhicule de catégorie M1 : véhicule conçu et construit pour le transport de personnes et comportant, outre le siège du conducteur, huit places assises au maximum

1. 2. Véhicule de catégorie M2 : véhicule conçu et construit pour le transport de personnes, comportant, outre le siège du conducteur, plus de huit places assises et ayant un poids maximal inférieur ou égal à 5 tonnes

1. 3. Véhicule de catégorie M3 : véhicule conçu et construit pour le transport de personnes, comportant, outre le siège du conducteur, plus de huit places assises et ayant un poids maximal supérieur à 5 tonnes

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Extrait de l’article R312-4 du code de la route :

I. Le poids total autorisé en charge d’un véhicule ne doit pas dépasser les limites suivantes :

1° Véhicule à moteur à deux essieux, ou remorque à deux essieux : 19 tonnes

2° Véhicule à moteur à trois essieux, ou véhicule remorqué à trois essieux ou plus : 26 tonnes

3° Véhicule à moteur à quatre essieux ou plus : 32 tonnes

4° Autobus articulé comportant une seule section articulée : 32 tonnes

5° Autobus articulé comportant au moins deux sections articulées : 38 tonnes

2) Normes EURO:

NB : Les dates qui figurent dans les tableaux ci-dessous correspondent aux véhicules « nouveau type » (véhicule nouveau). Pour les véhicules « tout type » (véhicule déjà existant), il faut généralement rajouter une année supplémentaire.

Emissions sur cycle stationnaire (uniquement pour les moteurs diesel)

Norme Date Cycle CO HC NOx PM PN Fumées

g/kWh 1/kWh 1/m

Euro I 1992, ≤ 85 kW

ECE R-49

4.5 1.1 8.0 0.612

1992, > 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.36

Euro II 1996.10 4.0 1.1 7.0 0.25

1998.10 4.0 1.1 7.0 0.15

Euro III

1999.10 EEV slt

ESC & ELR

1.5 0.25 2.0 0.02

0.15 2000.10 2.1 0.66 5.0 0.10

0.8

Euro IV 2005.10 1.5 0.46 3.5 0.02

0.5 Euro V 2008.10 1.5 0.46 2.0 0.02

0.5

Euro VI 2013.01 WHSC 1.5 0.13 0.40 0.01 8.0×1011

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Août 2015

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Emissions sur cycle transitoire (pour les moteurs diesel et gaz)

Norme Date Cycle CO NMHC CH4

a NOx PM PNc g/kWh 1/kWh

Euro III 1999.10 EEV slt

ETC

3.0 0.40 0.65 2.0 0.02

2000.10 5.45 0.78 1.6 5.0 0.16

Euro IV 2005.10 4.0 0.55 1.1 3.5 0.03

Euro V 2008.10 4.0 0.55 1.1 2.0 0.03

Euro VI 2013.01 WHTC 4.0 0.16b 0.5 0.46 0.01 6.0×1011 a – pour les moteurs gaz seulement (Euro III-V: gaz naturel seulement; Euro VI: gaz naturel + GPL) b - THC pour les moteurs diesel c - pour les moteurs diesel (à déterminer pour les moteurs gaz)

Pour EURO VI, il faut également prendre en compte :

- Une limitation des particules en nombre (et plus seulement en masse) - Une concentration limite en ammoniac de 10 ppm pour les moteurs diesel et gaz - Une valeur limite pour les émissions de NO2 qui sera définie ultérieurement - La réalisation de mesures « hors cycle » durant l’homologation (approche de type

« not to exceed ») sur des points de fonctionnement choisis de manière aléatoire au sein d’une zone prédéfinie

- Des tests de conformité en service réalisés à l’aide d’appareils portatifs - Des exigences accrues en matière d’OBD dans une phase ultérieure de la

réglementation - La notion de durabilité des émissions suivant le tableau défini ci-après :

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Durabilité

Catégorie véhicule Période

Euro IV-V Euro VI

N1 et M2 100 000 km / 5

ans 160 000 km / 5

ans N2

N3 ≤ 16 tonnes M3 Classe I, Classe II, Classe A, et Classe B ≤ 7.5

tonnes**

200 000 km / 6 ans

300 000 km / 6 ans

N3 > 16 tonnes M3 Classe III, et Classe B > 7.5 tonnes**

500 000 km / 7 ans

700 000 km / 7 ans

*le premier des deux (kilométrage ou nombre d’années) atteint

**

Classe A : autobus de faible capacité (maximum 22 passagers)

Classe B : autocars de faible capacité (maximum 22 passagers)

Classe I : autobus

Classe II : autocars avec places destinées à des passagers debout

Classe III : autocars (passagers assis uniquement)

Détails des cycles WHSC et WHTC :

1) Cycle WHSC (World Harmonized Stationary Cycle), départ à chaud:

Mode Régime

(%) Charge

(%) Coefficient de pondération

Durée*(s)

0 (calibration)

- - 0.24 -

1 0 0 0.17/2 210 2 55 100 0.02 50 3 55 25 0.10 250 4 55 70 0.03 75 5 35 100 0.02 50 6 25 25 0.08 200 7 45 70 0.03 75 8 45 25 0.06 150 9 55 50 0.05 125

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10 75 100 0.02 50 11 35 50 0.08 200 12 35 25 0.10 250 13 0 0 0.17/2 210

Total

1 1895 * Incluse une rampe de 20s

2) Cycle WHTC (World Harmonized Transient Cycle), départ à chaud et à froid:

Les constructeurs face à la norme EURO 6 :

Globalement, que ce soit dans le domaine de l’autobus ou du camion, l’ensemble des constructeurs semble unanime pour dire que le passage à la norme EURO 6 engendrera une baisse (au pire une stabilisation) de la consommation des véhicules. Selon les constructeurs, cette baisse pourrait aller jusqu’à 5, voire 10 %... mais l’ADEME manque de résultats concrets afin de pouvoir confirmer/infirmer ces déclarations.

Attention toutefois, cette baisse est parfois aussi liée au véhicule lui-même (allègement, pneumatique, etc.), et non pas seulement au moteur.

On peut aussi noter que cette diminution de consommation de carburant s’accompagne d’une baisse de la consommation d’urée.

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Afin de respecter les nouveaux seuils d’émissions polluantes, la majeure partie d’entre eux a eu recours à l’utilisation concomitante de 3 technologies jusqu’alors utilisées de façon plutôt isolée :

- la réduction catalytique sélective (SCR) - la recirculation des gaz d’échappement (EGR) - le filtre à particules (FAP)

Seul Iveco Bus et Scania n’utilisent pas l’EGR afin d’atteindre les seuils de la norme EURO6.

Tableau de synthèse pour les bus diesel 12m :

Iveco Bus Mercedes MAN Scania Volvo* Solaris

Modèle de bus Urbanway Citaro

Lion’s City/Lion’s City Low

Entry

Citywide Low Floor et Low Entry

7900 hybrid

Urbino 12/Urbino

12 Low Entry

Motorisation

Tector 7 (longitudinal)/Cursor 9

(transversal)

Mercedes-Benz OM

936

MAN D2066 (horizontal)/MAN D0836

(vertical)

DC09 108 Volvo D5K

240 (vertical)

Cummins ISB6.7E6 280B/DAF MX11 210

Cylindrée (L)

6.7L (6 cyl.)/8.7L (6

cyl.) 7.7 (6 cyl.)

10.5 (6 cyl.)/6.9 (6

cyl.) 9 (5 cyl.) 5 (4 cyl.)

6.7 (6 cyl.)/10.8 (6

cyl.)

Puissance (ch)

286-310/360

300 280-320-360/290

320 240 286/286

Technologie EURO 6

HI-eSCR (SCR + FAP)

Blue Efficiency

Power (SCR+EGR

+FAP)

(SCR+EGR+FAP)

(SCR+FAP)

Green Efficiency

(SCR+EGR+FAP)

(SCR+EGR+FAP)/(SCR+EGR+FA

P)

Gain en consomma

tion annoncé

5 à 10 % 2 à 5 % <= EURO 5 <= EURO 5

Environ 3 % (vs 7900 hybrid

EURO 5)

Pas de gain communiqu

é

*N’existe qu’en version hybride (pas de modèle diesel au catalogue constructeur)

3) Projet de réglementation des émissions de CO2 des véhicules lourds :

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Contrairement au Japon (2007), aux Etats-Unis (2011) et au Canada (2012) - et bientôt la Chine - , les émissions de CO2 des véhicules lourds ne sont pas réglementées aujourd’hui en Europe. En effet, ce sont les moteurs (et non pas les véhicules) qui sont homologués sur banc, avec simplement des seuils à respecter concernant les émissions de certains polluants (Cf. ci-dessus).

Cette absence de réglementation rend difficilement comparables les valeurs annoncées par chacun des constructeurs, chacun se basant sur sa propre méthodologie. De plus, cela empêche d’avoir une bonne traçabilité/lisibilité de l’évolution des émissions de CO2 sur les années passées et à venir.

L’idée est donc de réglementer ces valeurs, à l’instar de ce qui est déjà pratiqué dans le milieu des véhicules particuliers.

Aussi l’exécutif européen a adopté le 21 Mai 2014 une « stratégie » pour « réduire les émissions de CO2 de ces véhicules, aider les opérateurs du secteur à économiser de l’argent et rendre l’UE moins dépendante des importations de pétrole » : http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/heavy/docs/com_285_2014_en.pdf

Dans ce document qui a été soumis au vote du Parlement et du Conseil européens, la Commission propose plusieurs mesures à adopter à court et moyen termes. Ainsi, dès 2015, elle prévoit de rédiger des propositions législatives qui imposeraient notamment la certification, la déclaration et le contrôle des émissions de CO2 des camions, des autobus et des autocars.

Mais étant donné la grande variété des véhicules lourds, la Commission Européenne propose qu’elles soient déterminées à partir d’un outil de simulation informatique qu’elle a développé depuis 2009 : Vecto.

Cet outil est notamment développé par le laboratoire de la Commission Européenne : le Joint Research Centre (JRC), localisé à Ispra en Italie.

Il couvre déjà 50 % des applications véhicules lourds depuis l’été 2014, et devrait couvrir le restant des applications d’ici fin 2015. Il est capable de simuler la consommation d’un véhicule lourd (camion, bus ou autocar) avec une précision de 3 % à partir de données d’entrée spécifiques (masse du véhicule, résistance au roulement des pneumatiques, cartographie consommation spécifique moteur, etc.) et de données d’entrée génériques (caractéristiques de l’alternateur, de la pompe de direction assistée, du compresseur d’air, du cycle de conduite, etc.).

Avec cette mesure, la Commission entend apporter plus de transparence aux acheteurs de poids lourds. Mais surtout, elle mettrait ainsi en place une étape indispensable à la mise en œuvre d’un second volet législatif, plus contraignant. En effet, dans sa stratégie, la

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Commission Européenne évoque comme mesure à moyen terme la création d’une réglementation CO2 des véhicules lourds, la solution la plus évidente consistant à « fixer des limites contraignantes pour les émissions moyennes de CO2 des véhicules lourds nouvellement immatriculés », indique-t-elle.

Un texte de loi pourrait être publié dès 2015 pour une mise en application au plus tôt en 2018.

Page 91: Autobus Urbains 2015

ANNEXE 2

Eléments de réflexion sur l’économie des filières

NB :

- les coûts à l’acquisition renseignées sont soit issus de réponse à des appels d’offre, soit estimés (cas de l’hybride rechargeable ou des hybrides hydrauliques), soit issus de la littérature (cas de l’électrique et de l’hydrogène), et sont fortement variables en fonction de la quantité de véhicules commandés, des options choisies, etc. Dans cet exemple, on considèrera l’acquisition de quelques unités seulement (≤ 10).

- Les données de consommation proviennent de la base de données de l’ADEME (Cf. annexe 3) ; elles correspondent à un roulage en milieu urbain dense (vitesse commerciale inférieure à 15km/h), et correspondent plutôt à des valeurs élevées.

Gazole (L/100km) Gaz (Nm3/100km) Electricité (kWh/km)Hydrogène

(kg/100km)

240000 180000 56 336000 756000

270000 220000 83 298800 788800

270000 220000 83 358560 848560

372500 212000 41 246000 830500

340000 180000 41 246000 766000

387500 260000 11 1,7 138600 786100

302500 180000 49 292320 774820

332500 220000 72 259956 812456

332500 220000 72 311947 864447

500000 330000 1,7 71400 901400

730000 180000 8 624000 1534000

* conformément aux déclarations des constructeurs, il n'est pas prévu de changer les supercapacités sur la durée de vie du bus (contrairement aux batteries qu'il convient de changer une fois toujours selon les constructeurs)

Hybride diesel hydraulique EURO6

Electrique (avec achat du système de stockage)

Hydrogène (avec pile dimensionnée pour la pleine

puissance du véhicule)

Comparatif économique du coût de détention d'un bus standard 12m sur sa durée de vie (hors infrastructures)

Hybride GNV hydraulique EURO6

Hybride biogaz hydraulique EURO6

Diesel EURO6

Type de filièreCoût à l'acquisition

EURO6 (€ HT)

Coût de maintenance

(€ HT)

Coût de l'énergie (€

HT)Coût total (€ HT)

GNV EURO6

Biogaz EURO6

Consommation (base de données ADEME)

Hybride diesel électrique EURO6 (avec supercapacités)*

Hybride diesel électrique rechargeable EURO6 (avec

batteries)

Hybride diesel électrique EURO6 (avec batteries)

Page 92: Autobus Urbains 2015

Hypothèses retenues :

Type de roulage du bus Urbain dense (référence aux valeurs de la base

de données de l’ADEME) Durée de vie du bus (an) 12 Kilométrage annuel (km) 50 000

Coût du litre de GO * 1 Coût du Nm3 de GNV * 0,6

Coût du Nm3 de biogaz * 0,72 Coût du kWh électrique * 0,07 Coût du kg d'hydrogène produit par électrolyse * 13

*Les coûts des différents carburants dépendent des volumes consommés (et donc de la taille de la flotte de véhicules), du type de remplissage (rapide ou lent) et de la capacité de stockage pour le GNV, etc. On retiendra ici des valeurs moyennes pour une flotte composée de quelques véhicules seulement (≤ 10).

Page 93: Autobus Urbains 2015

* conformément aux déclarations des constructeurs, il n'est pas prévu de changer les supercapacités sur la durée de vie du bus

Page 94: Autobus Urbains 2015

Analyse :

- La filière gaz est très proche de la filière gazole.

Attention : le coût de la mise aux normes des ateliers ainsi que les coûts des stations d’avitaillement ne sont pas pris en compte dans cet exemple ; ces coûts sont assez conséquents et très variables en fonction du type de station retenu, du nombre de véhicules à alimenter et de la configuration du site.

- Pour la filière biogaz, le coût du Nm3 de biogaz est déterminant (+20 % dans cet exemple par rapport au coût du Nm3 de GNV)

- Il reste très difficile d’amortir le surcoût du véhicule hybride électrique à batteries à l’achat malgré les conditions de roulage qui lui sont très favorables.

Attention : il a été considéré dans cet exemple qu’il n’était pas nécessaire de remplacer les supercapacités des bus hybrides qui en étaient équipés sur leur durée de vie, contrairement aux batteries de type lithium.

Cela positionne de manière arbitraire le bus hybride électrique avec supercapacités au même niveau que le bus hybride rechargeable à batteries (avec la prise en compte des gains en consommation annoncés par le constructeur car l’ADEME ne possède pas encore de données mesurées sur ce type de véhicule).

- Sans surprise, le bus fonctionnant à l’hydrogène possède le coût de détention le plus élevé sur sa durée de vie (environ le double de celui du bus diesel EURO6).

Page 95: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 95 sur 108

ANNEXE 3

Facteurs d’émissions pour les autobus

1) Base de données ADEME :

La base de données de l’ADEME permet de calculer des facteurs d’émissions pour le rejet des principaux polluants réglementés, du CO2 ainsi que pour la consommation de carburant des véhicules lourds de type autobus/autocars/camions/Bennes à Ordures Ménagères (BOM).

Ces facteurs sont issus de mesures réalisées sur le banc à rouleau de l’UTAC ou du VTT (laboratoire finlandais) et sont représentatifs d’un roulage en milieu urbain embouteillé en ce qui concerne les bus standards => Cf. cycle de roulage ADEME/RATP déjà décrit dans le 3ème paragraphe de ce document.

Conditions d’essais :

- Autobus lesté à 50 % de sa charge utile - Pente nulle - Mesures répétées 6 fois puis moyennées.

Page 96: Autobus Urbains 2015

Hypothèses de calcul :

- Facteur d'émission gazole amont et combustion (kg CO2/L): 3,17 (http://www.bilans-ges.ademe.fr) - Facteur d'émission GNV amont et combustion (kg CO2/m3): 2,27 (http://www.bilans-ges.ademe.fr) - Facteur d'émission biométhane carburant amont et combustion (g CO2/MJ): 17 (valeur issue de la directive ENR 2009, avec un biogaz

produit à partir de déchets organiques ménagers et utilisé comme gaz naturel comprimé) - Facteur d'émission biométhane carburant amont et combustion (g CO2/m3): 555,9 (Calcul ADEME à partir de la valeur ci-dessus).

Filière Norme EURO CO (g/km)HC NM (g/km)

CH4 (g/km) HCt (g/km) Part (g/km) Nox (g/km)CO2

combustion (g/km)

Consommation (L/100km ou Nm3/100km)

CO2 amont et

combustion (g/km)

Hybride diesel électrique Hybride EEV 2,18 0,03 0,13 13,15 1070 40,8 1292Diesel EURO 6 0,02 0,01 0,01 4,17

Diesel EEV 0,48 0,04 0,06 11,68 1473 56,1 1779Diesel EURO 4 1,06 0,10 0,06 18,68 1484 56,5 1792Diesel EURO 3 2,38 1,03 0,18 19,51 1562 59,5 1887Diesel EURO 2 3,59 1,03 0,46 27,96 1544 58,8 1865GNV EURO 6 0,52 0,02 0,02 0,04 NM 0,24

GNV EEV 1,61 0,02 0,28 0,30 0,01 1,50 1677 83,5 1894GNV EURO 4 2,71 0,02 0,28 0,30 0,01 1,90 1744 86,8 1970GNV EURO 3 3,55 0,40 1,14 1,54 0,02 8,41 1713 85,2 1935GNV EURO 2 4,80 0,40 7,75 8,15 0,03 12,18 1705 84,8 1926

Biogaz EURO 6 (calcul) 0,52 0,02 0,02 0,04 NM 0,24Biogaz EEV (calcul) 1,61 0,02 0,28 0,30 0,01 1,50 1677 83,5 464

Biogaz EURO 4 (calcul) 2,71 0,02 0,28 0,30 0,01 1,90 1744 86,8 482Biogaz EURO 3 (calcul) 3,55 0,40 1,14 1,54 0,02 8,41 1713 85,2 474Biogaz EURO 2 (calcul) 4,80 0,40 7,75 8,15 0,03 12,18 1705 84,8 472

Biogaz (calcul)

Facteurs d'émissions par filière sur cycle ADEME/RATP

GNV

Diesel

Page 97: Autobus Urbains 2015

2) Logiciel COPERT 4 :

COPERT 4 (COmputer Programme to calculate Emissions from Road Transport) est un logiciel qui permet de calculer des émissions polluantes réglementées pour le secteur des transports : http://www.emisia.com

Il est développé par l’Agence Européenne de l’Environnement (European Environment Agency/EEA) en collaboration avec le laboratoire de la commission européenne (Joint Research Centre/JRC)

L’approche est la suivante : des tests physiques sont réalisés sur des véhicules et sur des bancs moteurs, puis un modèle numérique est créé par famille de véhicule et permet de simuler les émissions polluantes pour chaque cycle de roulage. Chaque cycle ayant sa propre vitesse moyenne, on associe ainsi chaque facteur d’émission (CO, HC, …) à la vitesse moyenne du cycle, ce qui permet in fine d’obtenir une courbe : facteur d’émission = f(Vmoyenne).

Les facteurs d’émissions dépendent ainsi de la vitesse véhicule (mais on peut aussi faire varier la charge, la pente, etc.), et sont disponibles ici (version 10.0 de COPERT 4) :

http://www.eea.europa.eu/publications/emep-eea-guidebook-2013

A noter qu’une mise à jour récente des facteurs d’émissions a été faite en Septembre 2014 (version 11.0) pour les véhicules de norme EURO 5 et EURO 6 uniquement :

http://www.emisia.com/content/copert-4-versions

Mais faute de données disponibles au moment de boucler l’étude, cette mise à jour n’a pas pu être intégrée ici.

Conditions d’essais relatives aux tableaux extraits ci-dessous :

- Autobus lesté à 50 % de sa charge utile - Pente nulle

NB : les facteurs d’émissions sont issus de la version 10.0 de COPERT 4 (le choix des vitesses moyennes de 11, 20, et 30 km/h a été fait de manière arbitraire ; Cf. le guidebook 2013 pour les équations complètes fonction de la vitesse moyenne du véhicule) :

Bus diesel 12m :

Page 98: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 98 sur 108

Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(L/100km)CO2 (g/km)

1 4,68 1,50 0,71 16,19 508 60,1 15142 4,21 1,05 0,33 17,80 479 56,7 14293 4,33 0,92 0,34 18,75 505 59,8 1506

4 (EGR) 2,28 0,11 0,08 9,48 406 48,1 12115 (EGR) 2,31 0,12 0,08 5,67 413 48,9 12325 (SCR) 5,20 0,05 0,09 13,73 396 46,9 1181

6 2,40 0,05 0,01 1,98 411 48,7 1227

Valeurs COPERTValeurs calculées

Vitesse moyenne: 11km/h

Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(L/100km)CO2 (g/km)

1 2,90 0,94 0,48 11,37 358 42,4 10682 2,70 0,65 0,22 12,45 343 40,6 10243 3,02 0,61 0,23 11,28 361 42,7 1075

4 (EGR) 1,43 0,08 0,06 6,77 331 39,2 9875 (EGR) 1,45 0,08 0,06 4,04 336 39,8 10035 (SCR) 3,28 0,04 0,06 9,43 322 38,1 959

6 1,49 0,04 0,01 0,80 333 39,5 994

Valeurs COPERTValeurs calculées

Vitesse moyenne: 20km/h

Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(L/100km)CO2 (g/km)

1 2,20 0,66 0,36 9,29 289 34,1 8602 1,89 0,45 0,18 9,99 280 33,1 8343 2,07 0,42 0,17 8,43 293 34,7 874

4 (EGR) 1,04 0,06 0,04 5,45 276 32,7 8245 (EGR) 1,06 0,06 0,04 3,25 280 33,2 8365 (SCR) 2,40 0,03 0,04 6,08 268 31,7 798

6 1,09 0,03 0,00 0,45 277 32,8 826

Valeurs COPERTValeurs calculées

Vitesse moyenne: 30km/h

Page 99: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 99 sur 108

Bus diesel 18m:

Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(L/100km)CO2 (g/km)

1 5,55 1,62 0,82 19,38 607 71,8 18092 5,66 1,14 0,43 21,29 563 66,6 16783 5,75 0,99 0,37 22,18 604 71,5 1802

4 (EGR) 2,69 0,13 0,10 11,49 506 59,9 15105 (EGR) 2,73 0,13 0,10 6,86 514 60,9 15335 (SCR) 6,84 0,06 0,12 15,96 490 58,0 1461

6 2,79 0,06 0,01 1,86 510 60,3 1521

Valeurs COPERTValeurs calculées

Vitesse moyenne: 11km/h

Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(L/100km)CO2 (g/km)

1 3,96 1,01 0,60 14,35 449 53,2 13402 3,71 0,68 0,30 15,32 443 52,4 13213 3,95 0,64 0,28 13,91 451 53,4 1346

4 (EGR) 1,74 0,10 0,07 8,93 422 49,9 12585 (EGR) 1,76 0,10 0,07 5,33 428 50,6 12765 (SCR) 4,24 0,04 0,08 9,39 408 48,3 1217

6 1,79 0,04 0,01 0,65 423 50,0 1260

Valeurs COPERTValeurs calculées

Vitesse moyenne: 20km/h

Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(L/100km)CO2 (g/km)

1 2,88 0,72 0,45 11,84 369 43,7 11012 2,54 0,49 0,24 12,47 358 42,4 10683 2,69 0,45 0,21 10,56 373 44,2 1114

4 (EGR) 1,29 0,07 0,05 7,11 359 42,5 10725 (EGR) 1,30 0,08 0,05 4,23 364 43,1 10855 (SCR) 2,96 0,03 0,05 5,52 347 41,1 1036

6 1,32 0,03 0,01 0,43 358 42,4 1067

Valeurs COPERTValeurs calculées

Vitesse moyenne: 30km/h

Page 100: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 100 sur 108

Bus GNV 12m en milieu urbain :

Hypothèses de calcul:

- Densité gazole (kg/L): 0,845 (http://www.bilans-ges.ademe.fr) - Densité gaz naturel (kg/m3): 0,654 (http://www.bilans-ges.ademe.fr) - Facteur d'émission gazole combustion (kg CO2/L): 2,52 (http://www.bilans-

ges.ademe.fr)

3) Guide HBEFA:

Le guide « HandBook Emission FActors for road transport » (HBEFA) est un recueil de facteurs d’émissions pour tout type de véhicule (véhicules particuliers, véhicules utilitaires, autobus, autocars, camions et deux roues motorisés), répartis par type de voirie (urbain, péri-urbain, etc.) et par niveau de saturation du trafic associé (fluide, congestionné, etc.).

Plus d’informations ici : http://www.hbefa.net/e/index.html

Il recense les polluants réglementés, les principaux polluants non réglementés, ainsi que les émissions de CO2 et la consommation de carburant des véhicules en g/km.

Il est développé par un consortium composé des principales agences de protection de l’environnement européennes (dont notamment celles de l’Allemagne/Suisse/Autriche qui ont initié le mouvement, suivies ensuite par celles de la Suède/Norvège/France) ainsi que du laboratoire de la commission européenne (Joint Research Center/JRC).

Les données d’entrée (tests physiques sur véhicules et sur bancs moteurs) et la méthodologie utilisée (modèle numérique de véhicule) sont identiques à celles de COPERT 4 ; seule la présentation et l’usage des résultats est différente (Cf. plus loin : « quels facteurs faut-il utiliser ? »).

Norme EURO CO (g/km) THC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km) CO2 (g/km)Consommation

(g/km)Consommation

(Nm3/100km)1 8,4 7,0 0,02 16,5 1 400 555 852 2,7 4,7 0,01 15,0 1 400 515 793 1,0 1,33 0,01 10,0 1 250 455 70

EEV 1,0 1,0 0,005 2,5 1 250 455 70

Valeurs COPERTValeurs calculées

Page 101: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 101 sur 108

La dernière version est l’HBEFA 3.2 qui date de juillet 2014. Elle donne les facteurs d’émissions pour l’Allemagne, l’Autriche, la Norvège, la Suède, la Suisse et pour la première fois la France.

HBEFA 3.2 est une application fonctionnant sous Microsoft Access 2010. Elle est téléchargeable au tarif de 250 € pour les nouveaux utilisateurs d’HBEFA et 150 € pour les utilisateurs de l’ancienne version « IMPACT ADEME ».

Les tableaux ci-dessous sont une extraction des données HBEFA pour des bus 12m et 18m.

Conditions d’essais :

- Autobus lesté à 50 % de sa charge utile - Pente nulle - Type de voirie : route type nationale (vitesse limitée à 70 km/h) et ville (vitesse limitée

à 50 km/h) - Niveau de saturation du trafic : congestionné, saturé, dense et fluide.

Pour les bus diesel :

Page 102: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 102 sur 108

Type de traffic/Type de bus/Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km) CO2 (g/km) mcarb (g/km)Consommation

(L/100km)

URB/Nationale(Transit)/70/Congestion 55,06 7,21 3,35 192,74 22621 7124,82

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 3,91 1,30 0,62 14,17 1425 448,80 53,1

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 3,75 0,89 0,28 15,66 1345 423,61 50,1

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 3,95 0,81 0,29 15,61 1413 445,09 52,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 1,94 0,10 0,07 8,37 1195 376,40 44,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 4,45 0,04 0,08 14,18 1152 362,96 43,0

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 1,65 0,22 0,07 7,57 1206 379,94 45,0

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 3,74 0,05 0,08 12,18 1173 369,31 43,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,41 0,07 0,01 0,97 1199 377,58 44,7

Bus urbain Artic >18t Euro-I 4,89 1,39 0,74 17,32 1726 543,64 64,3

Bus urbain Artic >18t Euro-II 5,28 0,95 0,38 18,87 1651 519,92 61,5

Bus urbain Artic >18t Euro-III 5,31 0,86 0,34 18,66 1720 541,73 64,1

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 2,31 0,11 0,09 10,55 1502 473,12 56,0

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 5,93 0,05 0,10 15,50 1445 455,04 53,9

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 2,14 0,24 0,08 9,21 1512 476,37 56,4

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 4,94 0,05 0,10 13,09 1460 459,89 54,4

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,46 0,07 0,01 0,82 1497 471,42 55,8

URB/Nationale(Transit)/70/Saturé 22,31 2,93 1,65 92,24 13969 4399,74

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 1,65 0,51 0,28 8,00 771 242,78 28,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 1,45 0,35 0,15 8,63 757 238,33 28,2

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 1,56 0,32 0,14 7,04 795 250,32 29,6

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 0,82 0,05 0,04 4,76 762 240,08 28,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 1,89 0,02 0,04 5,57 735 231,52 27,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 0,58 0,10 0,04 3,73 765 241,04 28,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 1,73 0,02 0,04 4,14 732 230,49 27,3

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,14 0,03 0,00 0,22 753 237,28 28,1

Bus urbain Artic >18t Euro-I 2,22 0,56 0,36 10,32 994 313,05 37,0

Bus urbain Artic >18t Euro-II 1,92 0,38 0,20 10,83 981 309,10 36,6

Bus urbain Artic >18t Euro-III 1,99 0,34 0,17 8,93 1018 320,59 37,9

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 1,01 0,06 0,04 6,23 999 314,51 37,2

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 2,37 0,03 0,05 5,34 964 303,66 35,9

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 0,67 0,11 0,04 4,67 1002 315,48 37,3

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 2,15 0,03 0,05 3,61 959 302,07 35,7

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,15 0,03 0,00 0,23 982 309,45 36,6

URB/Nationale(Transit)/70/Dense 20,94 2,65 1,60 86,48 14012 4413,30

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 1,66 0,45 0,27 7,81 760 239,49 28,3

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 1,41 0,31 0,15 8,27 750 236,27 28,0

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 1,52 0,28 0,13 6,60 783 246,47 29,2

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 0,77 0,05 0,03 4,59 764 240,75 28,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 1,73 0,02 0,04 4,80 736 231,89 27,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 0,49 0,09 0,04 3,47 768 242,00 28,6

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 1,57 0,02 0,04 3,38 733 231,00 27,3

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,12 0,03 0,00 0,19 755 237,77 28,1

Bus urbain Artic >18t Euro-I 2,28 0,51 0,36 10,17 992 312,50 37,0

Bus urbain Artic >18t Euro-II 1,86 0,35 0,20 10,47 986 310,66 36,8

Bus urbain Artic >18t Euro-III 1,95 0,31 0,16 8,50 1015 319,83 37,8

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 0,96 0,06 0,04 6,03 1011 318,47 37,7

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 2,09 0,03 0,04 4,61 977 307,76 36,4

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 0,54 0,10 0,04 4,36 1014 319,51 37,8

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 1,86 0,03 0,04 3,00 972 305,99 36,2

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,12 0,03 0,00 0,22 994 312,93 37,0

URB/Nationale(Transit)/70/Fluide 19,90 2,36 1,56 76,41 13147 4140,80

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 1,70 0,40 0,26 7,36 718 226,12 26,8

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 1,44 0,28 0,16 7,78 712 224,10 26,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 1,51 0,25 0,13 6,05 743 234,07 27,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 0,72 0,04 0,03 4,28 729 229,45 27,2

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 1,54 0,02 0,03 3,54 698 219,96 26,0

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 0,44 0,08 0,03 3,13 731 230,25 27,2

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 1,45 0,02 0,03 2,25 694 218,54 25,9

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,12 0,02 0,00 0,18 717 225,90 26,7

Bus urbain Artic >18t Euro-I 2,26 0,45 0,34 9,42 924 291,02 34,4

Bus urbain Artic >18t Euro-II 1,89 0,31 0,21 9,71 919 289,35 34,2

Bus urbain Artic >18t Euro-III 1,95 0,28 0,16 7,75 948 298,62 35,3

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 0,88 0,05 0,04 5,43 942 296,60 35,1

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 1,75 0,02 0,04 3,39 907 285,56 33,8

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 0,49 0,09 0,04 3,84 943 297,16 35,2

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 1,63 0,02 0,04 2,09 900 283,40 33,5

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,13 0,03 0,00 0,22 923 290,72 34,4

Densité gazole (kg/L): 0,845 www.basecarbone.fr

Valeurs calculées

Page 103: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 103 sur 108

Type de traffic/Type de bus/Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km) CO2 (g/km) mcarb (g/km)Consommation

(L/100km)

URB/Nationale(Ville)/50/Congestion 60,00 7,97 3,54 213,49 23597 7432,04

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 4,35 1,42 0,67 15,39 1517 477,67 56,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 3,88 1,00 0,30 17,07 1432 451,08 53,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 4,07 0,89 0,31 17,57 1510 475,53 56,3

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 2,18 0,11 0,07 9,19 1254 394,82 46,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 4,88 0,05 0,09 15,60 1217 383,30 45,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 1,90 0,24 0,07 8,70 1236 389,18 46,1

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 4,42 0,05 0,09 13,40 1205 379,38 44,9

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,51 0,07 0,01 1,30 1229 387,06 45,8

Bus urbain Artic >18t Euro-I 5,39 1,54 0,78 18,62 1827 575,57 68,1

Bus urbain Artic >18t Euro-II 5,25 1,07 0,38 20,40 1734 546,16 64,6

Bus urbain Artic >18t Euro-III 5,29 0,95 0,35 20,88 1811 570,31 67,5

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 2,58 0,12 0,09 11,48 1559 490,93 58,1

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 6,44 0,06 0,12 17,62 1503 473,45 56,0

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 2,50 0,27 0,08 10,53 1544 486,38 57,6

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 5,77 0,06 0,12 14,71 1491 469,47 55,6

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,60 0,08 0,01 1,03 1530 481,74 57,0

URB/Nationale(Ville)/50/Saturé 37,85 4,67 2,60 136,42 19602 6173,98

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 2,88 0,82 0,45 11,10 1122 353,30 41,8

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 2,58 0,56 0,24 11,96 1082 340,85 40,3

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 2,78 0,51 0,22 10,44 1131 356,26 42,2

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 1,29 0,08 0,05 6,55 1057 332,88 39,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 2,99 0,03 0,06 9,09 1017 320,41 37,9

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 1,04 0,15 0,06 5,47 1061 334,25 39,6

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 2,62 0,03 0,06 7,38 1015 319,77 37,8

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,26 0,04 0,01 0,40 1048 330,04 39,1

Bus urbain Artic >18t Euro-I 3,93 0,89 0,58 14,24 1429 450,14 53,3

Bus urbain Artic >18t Euro-II 3,55 0,61 0,32 15,04 1393 438,89 51,9

Bus urbain Artic >18t Euro-III 3,68 0,55 0,26 13,20 1443 454,35 53,8

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 1,60 0,09 0,07 8,66 1384 435,86 51,6

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 3,88 0,04 0,07 8,94 1331 419,11 49,6

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 1,24 0,17 0,07 6,82 1390 437,94 51,8

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 3,26 0,04 0,07 6,74 1330 418,97 49,6

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,28 0,05 0,01 0,39 1368 430,96 51,0

URB/Nationale(Ville)/50/Dense 25,36 4,12 1,87 102,46 13848 4361,58

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 1,93 0,71 0,32 8,06 791 249,07 29,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 1,64 0,51 0,16 8,87 771 242,89 28,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 1,88 0,49 0,18 7,12 824 259,51 30,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 1,04 0,06 0,04 4,52 776 244,44 28,9

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 2,01 0,03 0,05 7,60 739 232,87 27,6

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 0,86 0,13 0,05 4,06 780 245,63 29,1

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 1,87 0,03 0,05 6,33 737 232,02 27,5

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,26 0,04 0,01 0,50 775 243,96 28,9

Bus urbain Artic >18t Euro-I 2,24 0,76 0,37 9,96 965 304,00 36,0

Bus urbain Artic >18t Euro-II 2,01 0,54 0,20 10,83 951 299,54 35,4

Bus urbain Artic >18t Euro-III 2,22 0,51 0,21 8,62 1007 317,30 37,6

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 1,22 0,07 0,05 5,73 965 304,04 36,0

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 2,58 0,03 0,06 8,29 920 289,71 34,3

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 0,98 0,14 0,06 4,87 970 305,64 36,2

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 2,32 0,03 0,06 6,64 917 288,75 34,2

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,28 0,04 0,01 0,45 960 302,22 35,8

URB/Nationale(Ville)/50/Fluide 20,84 3,78 1,71 89,14 12531 3946,67

Bus urbain Std >15-18t Euro-I 1,74 0,68 0,31 7,18 743 233,92 27,7

Bus urbain Std >15-18t Euro-II 1,33 0,45 0,15 7,89 688 216,60 25,6

Bus urbain Std >15-18t Euro-III 1,49 0,43 0,16 6,09 734 231,17 27,4

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV EGR 0,88 0,05 0,04 3,94 700 220,59 26,1

Bus urbain Std >15-18t Euro-IV SCR 1,61 0,03 0,04 6,47 672 211,67 25,0

Bus urbain Std >15-18t Euro-V EGR 0,75 0,12 0,05 3,67 704 221,58 26,2

Bus urbain Std >15-18t Euro-V SCR 1,49 0,03 0,04 5,33 669 210,76 24,9

Bus urbain Std >15-18t Euro-VI 0,20 0,04 0,00 0,43 698 219,73 26,0

Bus urbain Artic >18t Euro-I 2,02 0,72 0,34 8,74 888 279,57 33,1

Bus urbain Artic >18t Euro-II 1,60 0,49 0,18 9,60 846 266,59 31,5

Bus urbain Artic >18t Euro-III 1,78 0,46 0,19 7,32 896 282,34 33,4

Bus urbain Artic >18t Euro-IV EGR 1,02 0,06 0,04 4,91 875 275,54 32,6

Bus urbain Artic >18t Euro-IV SCR 2,00 0,03 0,05 7,17 837 263,63 31,2

Bus urbain Artic >18t Euro-V EGR 0,87 0,13 0,06 4,38 879 276,82 32,8

Bus urbain Artic >18t Euro-V SCR 1,84 0,03 0,05 5,62 834 262,53 31,1

Bus urbain Artic >18t Euro-VI 0,24 0,04 0,01 0,41 869 273,63 32,4

Densité gazole (kg/L): 0,845 www.basecarbone.fr

Valeurs calculées

Page 104: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 104 sur 108

Pour les bus GNV :

Type de traffic/Type de bus/Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km) CO2 (g/km) mcarb (g/km)Consommation

(Nm3/100km)

URB/Nationale(Transit)/70/Congestion 20,59 4,62 1,37 80,01 8756 3192,18

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 3,85 0,95 0,30 15,95 1335 486,53 74,4

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 4,02 0,84 0,29 15,84 1402 511,20 78,2

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,82 0,44 0,02 4,54 1190 433,67 66,3

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 5,42 1,01 0,39 19,21 1638 597,15 91,3

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 5,41 0,89 0,34 18,93 1707 622,20 95,1

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 1,07 0,49 0,02 5,53 1485 541,45 82,8

URB/Nationale(Transit)/70/Saturé 7,71 1,87 0,69 41,06 5246 1912,38

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 1,48 0,37 0,16 8,79 751 273,73 41,9

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 1,59 0,33 0,14 7,15 789 287,51 44,0

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,29 0,19 0,01 2,24 748 272,52 41,7

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 1,97 0,41 0,21 11,03 974 355,01 54,3

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 2,03 0,36 0,17 9,06 1010 368,21 56,3

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 0,34 0,22 0,01 2,80 975 355,41 54,3

URB/Nationale(Transit)/70/Dense 7,41 1,69 0,68 39,11 5242 1911,08

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 1,45 0,33 0,15 8,43 744 271,37 41,5

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 1,55 0,29 0,13 6,70 776 283,08 43,3

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,24 0,17 0,01 2,08 749 273,08 41,8

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 1,91 0,37 0,21 10,66 979 356,80 54,6

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 1,99 0,32 0,17 8,63 1008 367,33 56,2

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 0,27 0,20 0,01 2,61 986 359,41 55,0

URB/Nationale(Transit)/70/Fluide 7,41 1,51 0,69 35,98 4923 1794,88

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 1,48 0,30 0,16 7,92 706 257,39 39,4

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 1,54 0,26 0,13 6,14 737 268,84 41,1

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,22 0,16 0,01 1,88 712 259,45 39,7

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 1,94 0,33 0,22 9,89 912 332,33 50,8

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 1,99 0,29 0,16 7,86 941 342,97 52,4

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 0,24 0,18 0,01 2,30 916 333,90 51,1

Densité gaz naturel (kg/m3): 0,654 www.basecarbone.fr

Valeurs calculées

Type de traffic/Type de bus/Norme EURO CO (g/km) HC (g/km) PM (g/km) Nox (g/km) CO2 (g/km) mcarb (g/km)Consommation

(Nm3/100km)

URB/Nationale(Ville)/50/Congestion 21,09 5,14 1,43 88,71 9174 3344,40

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 3,98 1,07 0,31 17,38 1421 518,08 79,2

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 4,14 0,92 0,32 17,83 1498 546,17 83,5

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,95 0,48 0,02 5,22 1219 444,56 68,0

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 5,38 1,14 0,40 20,77 1721 627,29 95,9

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 5,38 0,99 0,36 21,19 1797 655,02 100,2

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 1,25 0,54 0,02 6,32 1518 553,29 84,6

URB/Nationale(Ville)/50/Saturé 14,00 2,98 1,09 58,85 7408 2700,60

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 2,65 0,60 0,25 12,18 1074 391,48 59,9

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 2,83 0,53 0,22 10,59 1122 409,18 62,6

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,52 0,29 0,01 3,28 1040 379,06 58,0

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 3,64 0,65 0,34 15,32 1383 504,08 77,1

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 3,75 0,57 0,26 13,40 1431 521,84 79,8

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 0,62 0,34 0,01 4,09 1358 494,97 75,7

URB/Nationale(Ville)/50/Dense 8,84 2,71 0,80 41,40 5247 1912,78

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 1,68 0,55 0,17 9,03 765 278,96 42,7

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 1,92 0,51 0,19 7,23 818 298,06 45,6

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,43 0,26 0,01 2,44 769 280,19 42,8

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 2,06 0,58 0,21 11,03 944 344,03 52,6

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 2,26 0,53 0,21 8,75 1000 364,43 55,7

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 0,49 0,29 0,01 2,92 952 347,11 53,1

URB/Nationale(Ville)/50/Fluide 7,13 2,43 0,71 36,25 4694 1711,39

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-II 1,36 0,48 0,15 8,03 682 248,77 38,0

Bus urbain Std >15-18t CNG Euro-III 1,52 0,44 0,16 6,18 728 265,51 40,6

Bus urbain Std >15-18t CNG EEV 0,37 0,24 0,01 2,20 692 252,37 38,6

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-II 1,64 0,52 0,18 9,78 840 306,19 46,8

Bus urbain Artic >18t CNG Euro-III 1,81 0,48 0,19 7,43 889 324,27 49,6

Bus urbain Artic >18t CNG EEV 0,43 0,27 0,01 2,63 862 314,28 48,1

Densité gaz naturel (kg/m3): 0,654 www.basecarbone.fr

Valeurs calculées

Page 105: Autobus Urbains 2015

Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 105 sur 108

4) Quels facteurs faut-il utiliser?

Les facteurs d’émissions de l’ADEME sont les seuls à provenir strictement de mesures physiques sur le véhicule => ce sont donc à priori les plus réalistes, mais ils sont réservés uniquement aux bus standards (longueur 12m) en milieu urbain dense (faible vitesse commerciale).

Les données COPERT 4 sont fonction d’une vitesse moyenne véhicule, mais ne prennent pas en compte la dynamique du cycle de roulage. Elles permettent donc de faire des estimations « macroscopiques » de gains en polluants liés à une évolution de la vitesse de circulation des véhicules par exemple, mais sans prise en compte du type de trafic ou du type de roulage au sein du trafic.

De plus, elles permettent de faire varier simplement certains paramètres d’entrée (bus standard ou articulé, pente, etc.) contrairement aux facteurs précédents de l’ADEME.

Les donnes HBEFA sont plutôt focalisées sur le type de roulage du véhicule (type de voirie, fluidité de la circulation, etc.), et couvrent un large éventail de véhicules => ce sont les données les plus complètes, et probablement les plus adaptées pour simuler les émissions d’une flotte de véhicules sur plusieurs types de lignes au sein d’une collectivité.

Tableau de synthèse :

Base de données ADEME Logiciel COPERT 4 Guide HBEFA

Bus standard X X X Bus articulé X X

Impact vitesse moyenne véhicule X X

Impact pente et charge du véhicule X X

Impact type de trafic X Impact carburant X X

5) Base carbone :

La Base Carbone est une base nationale de données publiques contenant un ensemble de facteurs d'émissions et données sources. Elle est actuellement utilisée pour la réalisation réglementaire ou volontaire de bilans Gaz à Effet de Serre. Cette base est issue des données historiques du Bilan Carbone.

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Août 2015

Panorama et évaluation des différentes filières d’autobus urbains Page 106 sur 108

Les données de la base carbone ne concernent que les émissions de CO2 (amont ou amont et combustion). Ce sont des données en kg de CO2/L ou en kg de CO2/T et non pas en kg de CO2/km comme pour les données précédentes ; elles sont donc indépendantes de la consommation du véhicule.

Ci-joint un extrait des principaux facteurs d’émissions du puits à la roue extraits de la base carbone (http://www.bilans-ges.ademe.fr):

Périmètre géographique Libellé Valeur Unité

France continentale Gazole, routier, amont et combustion 3,17 kgCO2e /

litre France

continentale GNV, Gaz Naturel Véhicule, amont et

combustion 3,48 kgCO2e / kg

France continentale GNL, Gaz Naturel Liquéfié, amont et combustion 3,51 kgCO2e /

kg France

continentale Biodiesel, B30, amont et combustion 2,85

kgCO2e / litre

France continentale

Biodiesel, B100, sans changement d'affectation des sols, amont et combustion 1,01 kgCO2e /

litre

Monde Gazole, masse volumique 845 kg / m³ Monde Gaz Naturel , masse volumique 0,654 kg / m³

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L’ADEME EN BREF

L'Agence de l'Environnement et de la

Maîtrise de l'Énergie (ADEME) participe à la

mise en œuvre des politiques publiques

dans les domaines de l'environnement, de

l'énergie et du développement durable. Afin

de leur permettre de progresser dans leur

démarche environnementale, l'agence met à

disposition des entreprises, des collectivités

locales, des pouvoirs publics et du grand

public, ses capacités d'expertise et de

conseil. Elle aide en outre au financement de

projets, de la recherche à la mise en œuvre

et ce, dans les domaines suivants : la

gestion des déchets, la préservation des

sols, l'efficacité énergétique et les énergies

renouvelables, la qualité de l'air et la lutte

contre le bruit.

L’ADEME est un établissement public sous

la tutelle conjointe du ministère de l'Écologie,

du Développement durable et de l'Énergie et

du ministère de l'Enseignement supérieur et

de la Recherche.

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ABOUT ADEME

The French Environment and Energy

Management Agency (ADEME) is a public agency

under the joint authority of the Ministry of

Ecology, Sustainable Development and Energy,

and the Ministry for Higher Education and

Research. The agency is active in the

implementation of public policy in the areas of

the environment, energy and sustainable

development.

ADEME provides expertise and advisory services

to businesses, local authorities and communities,

government bodies and the public at large, to

enable them to establish and consolidate their

environmental action. As part of this work the

agency helps finance projects, from research to

implementation, in the areas of waste

management, soil conservation, energy

efficiency and renewable energy, air quality and

noise abatement.

www.ademe.fr.