Un trolleybus assez inhabituel a sillonné les rues de Zurich ces derniers mois. Avec son grand pare-brise et ses roues couvertes, il pourrait facilement être confondu avec un tramway – mais ce n'est pas seulement le design qui rend ce bus si unique. Pour un début, il est doté d'un système d'entraînement électrique hybride qui lui permet de tirer son énergie d'une batterie de traction embarquée ainsi que de câbles aériens. Mais ce bus est aussi "intelligent", bénéficiant d'un logiciel spécialement conçu qui recueille automatiquement des informations sur l'itinéraire. Cela signifie qu'il sait toujours à quoi s'attendre, qu'il s'agisse d'une descente ou d'un fil mort en amont.

Ce bus urbain intelligent est le résultat d'un projet commun entre l'ETH et la PME suisse Carrosserie HESS, dont le siège est à Bellach dans le canton de Soleure. La Carrosserie HESS est le seul constructeur de bus en Suisse et l'ETH a développé un progiciel de gestion de l'énergie adapté à ses besoins. À l'aide d'algorithmes, le logiciel détermine quand le bus doit alterner entre les câbles aériens et la batterie en identifiant la source d'alimentation optimale à chaque moment particulier. Par exemple, lors d'une montée, le choix le plus judicieux est de vider la batterie de traction, car le bus peut ensuite profiter du freinage récupératif en descente pour recharger la batterie "gratuitement". Cette méthode peut réduire la consommation d'énergie jusqu'à 15 pour cent, ce qui se traduit par des économies considérables.

Avantage compétitif

Ce projet collaboratif offre des avantages des deux côtés. HESS bénéficie d'une capacité d'innovation qui serait inconcevable sans un partenaire de recherche. « Nous n'avons tout simplement pas les ressources nécessaires pour développer nous-mêmes ce type de système de gestion de l'énergie efficace, " dit Martin Widmer, qui est responsable du projet à la Carrosserie HESS. Travailler avec l'ETH a permis à l'entreprise suisse et à ses quelque 260 employés de conserver un avantage concurrentiel sur des concurrents bien plus importants d'autres pays.

Pour leur part, Les chercheurs de l'ETH sont en mesure de traduire leur expertise théorique en projets concrets. Les complexités scientifiques des bus hybrides sont un bon choix de sujet pour des contributions à des revues académiques, dit Christopher Onder, Professeur à l'Institute for Dynamic Systems and Control de l'ETH. « Le projet attire les étudiants comme un aimant, " il ajoute, notant que les projets communs menés avec la HESS à ce jour ont déjà donné lieu à une trentaine de projets de semestre et de thèses de licence et de master. Quoi de plus, de nombreux étudiants ont déjà effectué un stage à la HESS, tandis que d'autres, comme Martin Widmer, ont occupé des postes permanents au sein de la PME après avoir obtenu leur diplôme à l'ETH.

Mettre la théorie en pratique

L'ETH et la Carrosserie HESS ont commencé à travailler ensemble en 2009. A cette époque, HESS expérimentait un bus hybride diesel, mais les économies d'énergie qu'ils réalisaient étaient inférieures à ce qu'ils avaient espéré. Ainsi, lorsque l'ETH a eu l'idée de développer un nouveau système de gestion de l'énergie pour le projet de bus dans le cadre d'un doctorat, les coordinateurs du projet HESS ont sauté sur l'occasion. Le doctorat a été financé par la Commission suisse pour la technologie et l'innovation CTI et l'Office fédéral de l'énergie.

Il restait encore beaucoup de chemin à parcourir avant que le premier bus avec le logiciel ETH ne sorte de la ligne de production HESS. Du côté de la recherche, le projet a été un succès retentissant qui a permis d'importantes économies de carburant - mais au moment où la thèse de doctorat a été terminée, le reste de la demande des clients s'était déplacé des bus hybrides diesel vers les bus électriques. Cela a mis en évidence les défis qui se posent dans tout partenariat entre le monde universitaire et le secteur privé, avec le lent moulin de l'approche scientifiquement rigoureuse de l'ETH d'une part, et l'exposition de la Carrosserie HESS à la dynamique du marché d'autre part. "Ce dont nous avons besoin, ce n'est pas forcément d'un système théoriquement parfait, mais qui fonctionne dans la pratique et est conforme à toutes les réglementations, ", dit Widmer. "Et évidemment, ça doit finir par nous rapporter de l'argent!"

Un projet d'avenir

"SwissTrolley plus" est un projet de suivi impliquant le dernier bus électrique de HESS - et les deux partenaires ont appris de leur expérience. Encore une fois, un doctorant à l'ETH développe un logiciel pour une gestion efficace de l'énergie. Mais ce qui est nouveau, c'est que ce projet intègre un deuxième institut de recherche sous la forme de la Haute école spécialisée bernoise, ainsi que son premier opérateur de transport public sous la forme de Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ). Par conséquent, les chercheurs de l'ETH peuvent analyser le logiciel dans des conditions réelles pratiquement à leur porte, grâce au bus pilote que VBZ a ajouté à sa flotte zurichoise il y a environ 12 mois.

À l'heure actuelle, le bus pilote intelligent de Zurich est unique en son genre, mais pas pour longtemps. Cet automne, trois autres bus bi-articulés basés sur la même technologie commenceront à circuler sur les routes locales. Et de retour à la Carrosserie HESS, Widmer est convaincu que d'autres opérateurs de transports publics suivront bientôt son exemple :« Certains d'entre eux ont déjà manifesté leur intérêt ».

Ce deuxième projet doctoral commun s'achève l'année prochaine, mais il y a de fortes chances que la coopération entre l'ETH et HESS se poursuive à l'avenir. Plus leur collaboration dure, plus ils trouvent de problèmes qui peuvent être résolus au mieux en travaillant ensemble. "Le logiciel pourrait potentiellement aider non seulement avec la conduite, mais aussi économiser l'énergie utilisée pour le chauffage et la climatisation, ", déclare Widmer. Le professeur de l'ETH Onder est d'accord sans hésiter :"C'est certainement un domaine intéressant et pertinent à explorer pour les chercheurs."