Essais sur la consommation de carburant d’un système coopératif de circulation en peloton de trois camions

Résumé

Trois semi-remorques circulant à proximité l’un de l’autre pour former un peloton durant les essais menés au Centre d’essais pour véhicules automobiles de Transports Canada

Les systèmes coopératifs de circulation en peloton de plusieurs véhicules approchent du stade de la commercialisation. On manque néanmoins de connaissances sur la fiabilité et la résilience de ces systèmes. Dans le cadre d’un projet de recherche exploratoire avancée de la Federal Highway Administration (FHWA) des États-Unis, le groupe Partners for Advanced Transportation Technology (PATH) de l’Université de Californie à Berkeley a conçu et mis à l’essai une technologie de circulation en peloton de trois camions à l’aide d’un système coopératif de régulation adaptative de la vitesse (CACC), avec le concours de Volvo Trucks. Transports Canada (TC) a réussi à établir un partenariat avec le groupe PATH pour obtenir le système CACC de PATH à des fins d’essai et d’évaluation au Centre d’essais pour véhicules automobiles (CEVA) du Ministère. Le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) a appuyé les efforts de TC visant à organiser la campagne d’essais sur la consommation de carburant pour les démonstrations de la technologie de circulation en peloton du groupe PATH. Le CNRC, sous la direction de TC et moyennant le soutien du groupe FPInnovations PIT, a procédé à une version modifiée de la procédure d’essai sur la consommation de carburant de type II SAE J1321 afin d’évaluer les avantages sur le plan de la consommation de carburant de la circulation en peloton de diverses configurations de semi-remorques aérodynamiques. Parmi les autres partenaires du projet, mentionnons le ministère des Transports de Californie (Caltrans), PMG Technologies, le Centre de formation du transport routier de Saint-Jérôme (CFTR) et Environnement et Changement climatique Canada (ECCC).

Quatre ensembles tracteurs-remorques ont été utilisés dans le cadre des essais sur la consommation de carburant : trois véhicules d’essai identiques munis de systèmes de contrôle CACC et un véhicule témoin. Des réservoirs d’essence auxiliaires ont été installés à bord des véhicules pour permettre de mesurer directement la consommation de carburant au cours de chaque cycle d’évaluation au moyen d’une procédure de pesage gravimétrique du carburant.

Un programme d’essais a été conçu, après que les partenaires du projet sont parvenus à un consensus, afin d’examiner l’influence de quatre paramètres sur le potentiel d’économies de carburant du système de circulation en peloton de trois camions.

  • Distance/temps d’espacement : 17 m (57 pi) à 43 m (142 pi), équivalent de 0,6 s à 1,5 s à 105 km/h (65 mi/h).
  • Configuration des camions : remorque standard par opposition à remorque aérodynamique.
  • Vitesse des véhicules : 89 km/h (55 mi/h) et 105 km/h (65 mi/h).
  • Poids des véhicules : 14 000 kg (31 000 lb) et 29 400 kg (65 000 lb).

Pour la plage des conditions d’essai examinée, on a évalué que les économies de carburant nettes du peloton de trois véhicules se situaient entre 5,2 % et 7,8 %. L’effet confondu de la circulation en peloton et des dispositifs aérodynamiques des remorques a été évalué à 14,2 % à la distance d’espacement la plus courte, soit 17,4 m.

Voici les principales constatations de l’étude :

  • Aux distances d’espacement plus courtes évaluées, on a constaté une baisse des économies de carburant parallèlement à une augmentation de la distance. Au-delà d’environ 22 m pour une remorque standard, pour laquelle les économies de carburant moyennes du peloton ont été évaluées à 5,2 %, aucun changement significatif n’a été observé dans les économies de carburant. Pour la configuration des remorques aérodynamiques, aucun changement significatif n’a été observé au-delà de 34 m, distance pour laquelle les économies de carburant moyennes du peloton ont été évaluées à 5,7 %.
  • Le véhicule de tête n’a affiché aucune économie de carburant significative pour les distances d’espacement évaluées de 26 m et plus. À la distance d’espacement la plus courte mesurée (17 m), on a observé de faibles économies de carburant de l’ordre de 1 % dans certaines des conditions d’essai.
  • Pour la plage des distances d’espacement mesurées (17 m à 44 m), et pour les remorques standard et aérodynamiques, le véhicule de queue a affiché les économies de carburant les plus importantes des trois véhicules (environ 3 % de plus que le véhicule du milieu).
  • La remorque aérodynamique a affiché de plus grandes économies de carburant en pourcentage que la remorque standard (de 0,5 % à 2 % de plus selon la distance d’espacement).
  • Aucun effet significatif de la vitesse des véhicules sur les économies de carburant du système de circulation en peloton CACC n’a été observé en fonction des vitesses évaluées de 89 km/h (55 mi/h) et de 105 km/h (65 mi/h).
  • Une hausse de 1,6 % des économies de carburant liée au système de circulation en peloton CACC a été observée pour la remorque roulant à vide, par opposition à la remorque roulant à pleine charge.

Les résultats de cette étude ont démontré plusieurs éventuels avantages sur le plan des économies de carburant de la circulation en peloton des véhicules dans une plage de conditions d’essai, et ont mis en lumière d’autres lacunes en matière de connaissances. Des recommandations ont été formulées pour des essais de suivi.

Le rapport complet peut être consulté à l'adresse : http://nparc.cisti-icist.nrc-cnrc.gc.ca/eng/view/object/?id=d21e1097-5d30-4a0f-b742-35ffad931c2f (disponible en anglais seulement)

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