Dans le contexte actuel, une réduction significative des émissions de gaz à effet de serre, y compris en agriculture, devient incontournable. Cette situation pousse le secteur à explorer des modes de propulsion alternatifs, qu’il s’agisse de nouveaux carburants ou de technologies de motorisation différentes. « Plusieurs types de carburants apparaissent actuellement chez les constructeurs de matériel agricole », explique Claude Dénervaud, responsable des ateliers mécaniques et doyen de filière agricole à l’Institut agricole de Grangeneuve. Le salon Agritechnica en a d’ailleurs fait un thème principal lors de sa dernière édition. Les fabricants y ont présenté leurs nouveaux développements, de série et qua-si-série, équipés des systèmes de propulsion alternatifs pour les machines agricoles. Ces évolutions s’accompagnent toutefois de défis techniques et économiques, notamment en termes d’encombrement, de poids ainsi que d’approvisionnement en énergie sur les exploitations.
Le moteur diesel optimisé
Une première approche consiste à conserver le moteur diesel classique en l’associant à une électrification partielle. Cette solution permet d’améliorer le rendement global et de réduire la consommation. Néanmoins, tant que le diesel fossile reste utilisé, le potentiel de réduction des émissions de CO 2 demeure limité. Pour Claude Dénervaud, le constat est simple, « Pour les véhicules agricoles de moins de 100 CV, les constructeurs vont miser sur un fonctionnement électrique avec l’énergie provenant d’une batterie ». Les valets de ferme électriques et les nombreux robots proposés pour les travaux de la ferme ou dans les champs confirment l’efficence de ces engins.
Une installation de biogaz reliée à des panneaux photovoltaïques permet une production complémentaire d’électricité.
Les carburants pour le moteur diesel
Les carburants liquides alternatifs offrent un meilleur bilan carbone tout en s’appuyant sur des technologies de moteurs connues. Plusieurs options existent comme l’huile végétale pure (P100) non modifiée chimiquement, laquelle requiert des adaptations du moteur en raison de sa viscosité plus élevée. Le biodiesel (B100 ou FAME), qui est issu notamment du colza ; s’il peut être utilisé dans des moteurs diesel conventionnels, il présente néanmoins des contraintes de stockage et de sensibilité à la température. Proche du diesel en termes de propriétés, l’huile végétale hydrogénée (HVO), pour sa part, est miscible sans modification moteur et sous réserve d’homologation ; ce carburant constitue une solution de transition intéressante, mais sa disponibilité reste toutefois limitée. Enfin, les carburants synthétiques, potentiellement neutres en CO 2 , sont compatibles avec les moteurs existants, mais leur production est très énergivore.
Les carburants gazeux
Le méthane et l’hydrogène représentent d’autres alternatives, sous forme comprimée ou liquéfiée. Le principal frein à leur utilisation réside dans leur faible densité énergétique volumique, qui impose des réservoirs volumineux, ainsi que dans les coûts et l’empreinte carbone de leur production lorsqu’elle n’est pas d’origine renouvelable. « Au total, seulement 3 % de l’hydrogène consommé est produit grâce à la biomasse ou à l’électricité renouvelable, et autorisé pour les véhicules », précise Claude Dénervaud.
Les systèmes d’entraînement électrique
L’électrification progresse, mais son application en agriculture reste ciblée. Les véhicules électriques à batterie offrent un excellent rendement, mais les besoins énergétiques élevés et continus des grandes machines limitent leur pertinence. Dans la pratique, cette solution concerne surtout des machines de petite à moyenne puissance.
Claude Dénervaud, mécanicien et enseignant« L’électricité permet le meilleur rendement utile pour un véhicule. »
Les systèmes à pile à combustible, alimentés à l’hydrogène, produisent l’électricité à bord, mais leur complexité, leur coût et leur autonomie encore restreinte freinent leur diffusion. De plus, le rendement des différents carburants reste également un facteur important. « L’énergie servant réellement au déplacement varie énormément selon le carburant. Le rendement énergétique se monte à 30 % pour l’essence, 40 % pour le diesel, 55 - 60 % pour l’hydrogène et environ 95 % pour l’électricité », note Claude Dénervaud.
Il n’existe à ce jour pas de substitut unique au diesel. A court et moyen terme, plusieurs technologies de propulsion seront donc utilisées en parallèle pour répondre aux différentes exigences de l’agriculture. Des avancées majeures sur les plans énergétique, industriel et économique sont encore nécessaires pour parvenir à une solution globale.
Notre conseil
Les différents carburants en résumé
– Biodiesel : outre les huiles végétales pures, d’autres substances oléagineuses telles que les graisses usagées peuvent servir de base à l’huile végétale hydrogénée, qui est transformée en HVO (huile végétale hydrogénée) à l’aide d’hydrogène. Le HVO a des propriétés similaires à celles du diesel.
– Diesel : carburant fossile non renouvelable. Il devra tôt ou tard être remplacé lorsque les réserves naturelles seront épuisées.
– Electricité (batterie) : intéressant pour les véhicules jusqu’à une puissance de 100 CV, permettant une production renouvelable.
– Hydrogène : afin de fournir suffisamment d’énergie à la machine, il doit être comprimé ou liquéfié. Le bilan carbone n’est positif que s’il est produit de manière écologique. Les véhicules à pile à combustible sont également à propulsion électrique.
