Bus électriques

Silencieux et non polluants localement, les bus électriques ont des avantages sur leurs homologues à moteur thermique. Mi-2022, on dénombre environ 1000 bus électriques (hors minibus) exploités dans 40 réseaux de transport public en France.

Une page est dédiée aux minibus électriques. Les contraintes d'exploitation ne sont pas du tout les mêmes entre un minibus et des autobus de 12 à 24 mètres. Pour les véhicules d'un grand gabarit, des infrastructures spécifiques sont nécessaires.

Etudes

La mise œuvre de bus électriques sur un réseau de transport public nécessite des études afin d'identifier les meilleures solutions. Les diagnostics à effectuer portent sur les lignes (distance, amplitude de fonctionnement, terminus…) et sur les dépôts (alimentation électrique, atelier…).

En juillet 2020, l'ADEME a lancé un Appel à Manifestation d'Intérêt (AMI) "Buselec 2020" pour financer des études de faisabilité d'exploitation de bus électriques.

Chaînes de traction

Plusieurs équipementiers ont développé des chaînes de traction électriques pour autobus :

• Accelera (ex-Siemens), filiale de Cummins : Iveco Bus
• Voith (Voith Electrical Drive System - VEDS) : Otokar, Solaris
• ZF (AxTrax, CeTrax) : Ebusco, Mercedes-Benz, Safra, Solaris, VDL Bus & Coach
• Ziehl-Abegg (ZAwheel) : utilisé en rétrofit

Les moteurs électriques sont parfois positionnés dans le moyeu des roues ou en position centrale. Sur les autobus articulés, les deux essieux arrières peuvent être motorisés.

Ces moteurs ont la capacité de récupérer de l'énergie lors du freinage.

Batteries

Plusieurs packs de batteries sont embarqués à bord des bus électriques. Pour un bus standard, la consommation est de l'ordre de 0,75 à 1,5 kWh/km selon les conditions de conduite et la topographie.

Les constructeurs Ebusco et VDL ont positionnés les batteries dans le plancher. Cette configuration permet d'abaisser le centre de gravité du bus.

Certains constructeurs, comme Bluebus, Iveco ou bien encore MAN ont développé leurs propres batteries. D'autres achètent les batteries à des fournisseurs comme CATL ou Forsee Power.

Recyclage des batteries

Les batteries ont une durée de vie estimée à environ 8 à 10 ans (la moitié de la durée d'exploitation d'un bus). La question de leur recyclage est donc à prendre en compte. Les conducteurs étudient avec les fournisseurs de batteries des solutions de réemploi (ex : usage statique).

Infrastructures

Rechargement au dépôt

Pour l'aménagement des dépôts, le texte de référence est l'arrêté du 3 août 2018 relatif aux prescriptions générales applicables aux ateliers de charge contenant au moins 10 véhicules de transport en commun de catégorie M2 ou M3 fonctionnant grâce à l'énergie électrique et soumis à déclaration sous la rubrique n°2925 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement.

La charge lente au dépôt est la méthode la plus courante. Le temps de recharge dépend de la puissance de la borne. Une durée de de 4 à 6 heures est nécessaire pour obtenir une charge complète des batteries. Ce type de recharge est généralement effectué une fois par jour (souvent de nuit). Un complément de charge peut être effectué en journée si les bus reviennent au dépôt.

Plusieurs équipementiers commercialisent des chargeurs (ABB, IER, Keywatt 50 de IES Synergy, Comeca, Heliox, Ekoenergetyka, Kempower…). Il existe des différentes puissances (50 kW, 100 kW DC...).

L'entreprise polonnaise Ekoenergetyka a équipé les dépôts de la RATP avec plus de 1000 bornes opérationnelles en 2024. L'entreprise va également installer des bornes dans les dépôts de la RTM à Marseille.

Certains chargeurs peuvent alimenter plusieurs bornes de recharge.

Plusieurs solutions techniques existent pour le rechargement : connexion manuelle du câble de recharge, système avec un pantographe (sur le bus ou sur le totem). Les prises de recharge sont normalisées (Combo2).

Un standard de communication commun aux véhicules et aux bornes de recharge a été publié par l'Open Charge Alliance : OCPP (Open Charge Point Protocol).

Des solutions de supervision de la charge existent pour optimiser la consommation électrique, recharger au meilleur moment (smart charging) et s'assurer de ne pas dépasser la limite de puissance (ex : PSI Transcom GmbH, ChargePoint…).

Rechargement en ligne ou au terminus

Les solutions de rechargement des autobus électriques sont en train d'évoluer. Il devient possible de recharger rapidement les batteries ou les supercapacités à certains arrêts ou au terminus (durant le temps de battement).

Ces systèmes permettent de diminuer le poids des batteries embarquées, ce qui permet d'avoir des véhicules moins lourds pouvant transporter plus de passagers.

Recharge par pantographe

Les industriels ABB E-mobility, Ekoenergetyka, Heliox et Siemens proposent des systèmes de charge par pantographe. Plusieurs industriels se sont regroupés sous l'impulsion de Volvo Bus Corporation pour définir la norme OppCharge pour le rechargement par pantographe inversé.

La RATP a testé la recharge par pantographe avec des autobus de 12 mètres, mais a jugé l'expérience peu concluante.

En France, il existe des recharges par pantographe à Amiens, Bayonne, Brest (2 totems), Nantes, Nice et Rennes (pantographes ascendants Schunk).

En 2023, Transdev a mis en service une flotte de 18 bus articulés électriques sur la ligne Nice-Menton. Trois pantographes ABB (puissance 300 kW) ont été installé, deux au niveau du terminus "Square Normandie Niemen" à Nice et le troisième à la gare routière de Menton.

Recharge par le sol

Le système SRS (static recharging system) d'Alstom Transport permet la recharge par contact au sol. Le positionnement au sol ne nécessite donc pas d'infrastructures en hauteur. Cette technologie est dérivée de l'APS utilisé sur certains tramways Alstom Citadis. Elle sera installée sur deux lignes TZen en Île-de-France (autobus bi-articulés Van Hool).

Biberonnage

En 2014, PVI a expérimenté WATT System, une technologie permettant une recharge rapide des supercapacités situées à bord du bus. Un GX 327 équipé de ce système a circulé quelques mois en 2014 sur l'aéroport de Nice.

En 2015, Bolloré a produit un système similaire pour son Bluetram. Les autobus Bluebus peuvent être équipés pour être rechargés aux terminus.

Hitachi Energy commercialise le système Grid-eMotion Flash (ex-TOSA). Cette technologie a été retenue par Nantes et Clermont-Ferrand. Elle permet de recharger aux arrêts en 20 secondes des batteries d'une capacité allant de 70 à 130 kWh.

Supervision

Des solutions informatiques existent pour superviser les flottes de bus électriques et piloter les bornes. Grâce à un boîtier embarqué, ces outils monitorent la charge des bus pour qu'ils soient en mesure d'assurer le service aux voyageurs puis de rentrer au dépôt.

Plusieurs sociétés ont développé une expertise dans ce domaine, comme par exemple, la société française Comeca ou l'entreprise néerlandaise Viriciti (rachetée par ChargePoint en 2021).

Le smart charging est une technologie de pilotage de la recharge qui peut permettre de privilégier la recharge aux moments où l'électricité est la moins chère, tout en garantissant le niveau de recharge nécessaire à l'exploitation.

La RATP a mené des expérimentations avec Dreev, une co-entreprise entre EDF et la start-up californienne NUVVE.

À l'avenir, la technologie Vehicle-To-Grid (V2G) va permettre de renvoyer dans le réseau l'énergie stockée dans la batterie. Elle nécessite des chargeurs équipés avec un module bi-directionnel.

Maintenance

Des habilitations sont requises pour permettre au personnel de travailler sur les équipements électriques (haute et basse tension).

Le réaménagement des ateliers de maintenance est nécessaire avec l'ajout de passerelles adaptées au travail du personnel sur le toit des bus où sont situées les batteries.

Bus électriques en vente

Dans les années 2010, les autobus électriques étaient surtout des minibus et midibus. Le poids des batteries rendait difficile la conception d'autobus standards électriques. Désormais, les constructeurs commercialisent des autobus électriques de toutes tailles. En France, les premiers autobus articulés électriques à batteries ont été immatriculés fin 2018.

Liste des véhicules électriques actuellement commercialisés et ayant au moins un exemplaire en circulation en France (hors minibus électriques) :

Midibus

BYD K7U

Heuliez GX 137 E (présenté en octobre 2019)

Novociti Volt

Karsan e-Atak

Solaris 8.9 electric

Temsa MD9 LE electric

MAN Lion's City 10E (présenté en 2022)

Bus standard

BYD K9

Ebusco (plusieurs versions)

Irizar ie bus / ie tram

Heuliez GX 337 Elec (prototype présenté fin novembre 2015 ; deux sites de production en France)

Bluebus 12 mètres (prototype présenté début décembre 2015)

Solaris Urbino électrique

Alstom Aptis (arrêt de la commercialisation en 2021)

Mercedes eCitaro (présenté en 2018)

MAN Lion's City 12E (présenté en 2019)

Volvo 7900 Electric

Van Hool A12 (présenté en juin 2022)

Bus articulés

Bluebus 18 : un exemplaire livré en juillet 2020 au réseau STAR de la métropole de Rennes (prototype non industrialisé)

BYD K11

Ebusco (plusieurs versions)

Heuliez GX 437 Elec

Irizar ietram

VDL Citea SLFA-180 Electric

MAN Lion's City 18 E (produit depuis avril 2021)

Mercedes eCitaro G

Bus bi-articulés

Hess lighTram

Van Hool Exqui.City

Bus opentop

Ankai HFF6120GS

UNVI e-Urbis

Parc des bus électriques en France

Détail des bus électriques à batteries en circulation ou en commande en France (hors minibus électriques) :

• Aix-en-Provence : 16 Irizar ie tram de 12 mètres avec recharge aux terminus pour la ligne Aixpress (RDT13), mise en service en septembre 2019 ; Aix-en-Bus (4 GX337 électriques en 2020, 37 en 2022, 9 Citaro électriques en 2023)
• Amiens (43 bus articulés électriques Irizar ietram en 2019 pour 31 162 800 Euros HT)
• Annemasse : annonce en avril 2022 d'un projet d'achat de 17 bus électriques, 6 Heuliez prévus en 12/2023
• Avignon : 1 Solaris 8.9 electric et 1 GX337 E en 12/2019
• Bayonne (18 Irizar ie tram 18 mis en service en septembre 2019), commande de 8 bus électriques pour mise en service en 01/2022 sur la ligne 4 (4,2 millions d'euros) ; commande de 11 Irizar ie tram en 06/2024 (4 standards et 7 articulés).
• Beauvais : commande de 2 BYD le 28/12/2017 (860 172 Euros HT), bus livrés en 11/2018 ; puis commande de 2 autres en 10/2019 (840 000 € HT), bus livrés en 10/2020 ; projet d'achat de deux bus électriques tous les deux ans (mix-énergétique cible : 50% gaz / 50% électricité)
• Beaune : 1 Novociti Volt depuis fin 2021
• Blois : 6 Heuliez GX337 depuis septembre 2021
• Bordeaux (TBM) : commande de 36 VDL Citea articulés électriques en 11/2021 pour 40,3 M€ ; mise en service de 40 bus décalée à juin 2025
• Bordeaux (aéroport) : appel d'offres pour un bus électrique de 12 mètres pour 2021
• Brest : commande de 2 Heuliez GX 337 Elec en 2019 ; essai d'un eCitaro en 02/2020 ; livraison de 2 eCitaro en 03/2022 ; 3 GX 337 Elec et 4 e-Citaro G en 08/2022 ; commande de 10 Irizar ie bus pour 07/2025
• Clermont-Ferrand : environ 40 bus articulés électriques, marché attribué à HESS en 08/2022 pour mise en service début 2026
• Dunkerque : 3 midibus BYD depuis janvier 2019
• Grenoble : annonce d'achat de 7 Aptis en 02/2019
• La Rochelle : 3 GX337 par Transdev pour la ligne 14 en 10/2017, mis en service en 09/2018 ; puis commande de 4 Aptis en 02/2019
• Laval : projet d'achat de 18 bus électriques sur la période 2022 à 2024
• Le Havre : commande de 3 bus électriques Irizar i2e en 11/2016
• Lens : projet d'acquisition de matériel roulant 100% électrique pour la ligne Bulle 3 du réseau Tadao (appel d'offre prévu en 11/2020)
• Lyon : 13 GX337 Elec mis en service en 11/2021
• Marseille : 6 Irizar i2e en 2016 ; en 2022 : 3 eCitaro, 3 ie bus, 3 GX337E et 3 7900 ; appel d'offres en avril 2023 : accord-cadre sur 8 ans pour environ 200 autobus sur les années 2024 à 2027 ; appel d'offres en septembre 2024 : accord-cadre sur 8 ans pour environ 200 autobus articulés
• Montélimar : 2 GX 337 E en 06/2024
• Montpellier : commande de 70 BHNS (20 articulés et 50 standards) à MAN en décembre 2023 pour 45,5 millions d'euros
• Mulhouse : commande de 5 GX337 Elec en 01/2018
• Nantes : 22 HESS lighTram 25 TOSA pour la ligne Busway (réceptionnés fin 2019) ; projet d'achat d'environ 50 bus électriques sur la période 2025-2028 ; attribution d'un marché de 62 millions d'euros (70 bus) à Iveco France en juillet 2024 pour la fourniture de GX 337 Elec et GX 437 Elec.
• Nice : équipement de la ligne 12 fin 2019 avec 6 bus GX 337 E + 4 autres début 2021, commande de 16 autres GX 337 E en 11/2021 ; plusieurs eCitaro chez Transdev ; 8 GX 437 OppCharge à l'été 2023, exemplaires supplémentaires en 2024
• Nice (aéroport) : 3 eCitaro chez Transdev Alpes Maritimes
• Orléans : plusieurs bus en test (BYD, Yutong, VDL Citea SLFA-180 Electric…), appel d'offres lancé en 12/2018 pour la fourniture d'autobus articulés électriques à recharge rapide (dialogue compétitif), objectif initial : tout le parc d'ici 2024, repoussé à 2026, puis abandonné fin 2020 ; commande de 29 Irizar de 12 m à recharge lente en 04/2020 pour 17,139 millions d'euros, livraison mi-2021 ; les bus suivants sont des hybrides diesel-électriques, puis commande de 7 Irizar ie tram 12 en juillet 2023.
• Paris / RATP : 48 Bluebus 12 ; commande d'environ 40 GX 337 Elec et 40 Bluebus 12 en 03/2018 / appel d'offres en 01/2018 pour 1000 autobus électriques standards (3 lots), attribution en avril 2019 à Heuliez Bus, Bolloré et Alstom (volume limité à 800 bus dont 200 en tranche ferme) ; commande de 50 Aptis ; commande de 159 Bluebus (44+65) en 01/2021 ; commande de 179 GX337E + 157 Bluebus + 112 Irizar ie.bus en 07/2021 pour livraisons en 2022 et 2023 / projet d'équipement de 13 centres-bus pour 1500 bus électriques à horizon 2025
• Ile-de-France : 4 Ebusco immatriculés en 11/2017 chez TVO Argenteuil, mis en service en 03/2019 (réformés) ; 4 GX 337 Elec / Saint-Quentin-en-Yvelines (Les Cars Perrier) : 3 GX 337 E en 2019 (transférés à Vélizy)
• Ile-de-France (IdFm) : projet d'appel d'offres pour 80 bus électriques (10/2019), 68 GX337E en service à Argenteuil et Vélizy depuis début 2021 ; appel d'offres bus bi-articulés en 08/2020 pour T Zen 4 (28 véhicules) et pour T Zen 5 (27 véhicules) : groupement Alstom / Van Hool / Kiepe retenu en octobre 2021 avec technologie SRS, commande de 56 bus en 03/2022 ; objectif annoncé en 2020 : 30% de bus électriques à horizon 2030.
• Paris (Tootbus, ex-Open Tour) : 9 UNVI e-Urbis, d'autres en 2024
• Paris (BigBus) : 1 Ankai HFF6120GS (2017), une dizaine d'exemplaires supplémentaires en 2023, d'autres en 2024
• Rennes : 7 Bluebus 12 + 1 Bluebus 18 ; commande de 33 eCitaro et 59 eCitaro articulés en 09/2020 (livraisons jusqu'en 2025). Appel d'offres pour 135 bus électrique en juillet 2024 (quantités estimatives : 27 bus standard dont 7 en 2027, 3 en 2028, 7 en 2030 et 10 en 2031 et 108 bus articulés dont 19 en 2027, 21 en 2028, 31 en 2029 et 37 en 2030)
• Roanne : 27 bus Heuliez sur 3 ans à partir de 2023
• Rouen : marché de 2 bus (+4 en option) attribué à DCG en 10/2017, 2 Yutong E12 LF livrés en 12/2018 : commande de 3 GX337 en 01/2020 ; commande de 10 Mercedes-Benz eCitaro en 02/2021 ; commande de 4 Ebusco 2.2 et option d'achat pour 76 Ebusco 3.0 de 18 mètres en 02/2022 (option levée en novembre 2022) ; commande de 15 autobus Ebusco 3.0 de 18 mètres en 04/2024 pour livraison en 2025.
• Sète : 2 midibus Solaris 8.9 electric (commandés en 05/2017, livrés en 12/2017)
• Saint-Nazaire : projet de 45 bus articulés électriques (23 pour 06/2025 et 17 pour 06/2027), puis renouvellement des bus standard par des bus électriques à batteries ; commande de bus à charge rapide au terminus et de chargeurs au groupement Heuliez/ABB/Dalkia pour 42 millions d'euros fin 2023
• Strasbourg : commande de 12 Aptis en 03/2019 (mis en service en 02/2020), commande 12 Yutong en 03/2019 (non livrés en raison de la liquidation judiciaire de DCG), accord cadre pour 49 Irizar sur 2020/2021.
• Toulon : commande de 12 Aptis, livraison 2021 (véhicules refusés)
• Toulouse : commande de 6 GX 337 Elec via l'UGAP, livraison fin 2019 pour ligne aéroport
• Valence (appel d'offres pour 12 bus électriques en 02/2018) ; 12 GX337 Elec livrés en juin 2019, 1 supplémentaire en 12/2019 ; 10 GX337E supplémentaires fin 2021
• Vannes : commande 2 bus électriques à Volvo en 2020, puis commande de 3 bus Volvo ; commande de 4 bus électriques supplémentaires à Volvo en 2021 ; décision d'achat de 4 bus supplémentaires en 10/2022
• Vichy : 4 Bluebus 12 par Transdev depuis 10/2018

Essais et démonstrations

Pour convaincre élus et transporteurs, les constructeurs présentent leurs véhicules dans toute la France.

Depuis 2015, la RATP teste plusieurs modèles de bus électriques dans le cadre d'une expérimentation. A Lyon le SYTRAL a démarré en juin 2016 des essais de 7 modèles différents.

Financement : subventions

Le prix d'un bus électrique est encore plus du double de celui d'un bus thermique Euro 6. Des subventions existent pour inciter collectivités et entreprises à acquérir des bus électriques et à adapter les dépôts (travaux d'électrification). Le programme MoéBus bénéficie de 36 millions d'euros financés par les fournisseurs d'énergie dans le cadre des certificats d'économies d'énergie (CEE). Seuls les bus avec au moins 60% d'assemblage en Europe des pièces principales sont éligibles aides financières MoéBus. Ce programme a été lancé en janvier 2019 et devrait se terminer en décembre 2021 (objectif : 500 bus électriques et 50 dépôts).

La Banque des Territoires propose des prêts aux collectivités pour le verdissement des flottes de bus et ainsi accélérer la mise en œuvre de la transition énergétique. La plateforme "bus propres", lancée en janvier 2021, a été dotée d'une enveloppe de 200 millions d'euros.

Rétrofit : transformer des bus diesel en bus électriques ?

Cette possibilité de retrofit a été introduite par l'Arrêté du 13 mars 2020 relatif aux conditions de transformation des véhicules à motorisation thermique en motorisation électrique à batterie ou à pile à combustible.

Plusieurs projets de transformation d'anciens bus diesel en bus électriques sont en cours en France.

Dans le cadre du projet Green-eBus de la société GreenMot, un démonstrateur doit être mis au point à partir d'un autobus Iveco Urbanway du Sytral (Lyon). La société développe un kit qui pourrait ensuite être installé sur d'autres autobus du même type. Les batteries seront installées à l'arrière, l'autonomie envisagée est de 200 km entre deux recharges.

En mars 2022, la société française REV Mobilities a annoncé un partenariat avec l'entreprise allemande pepper motion GmbH pour commercialiser des kits de retrofit pour autobus diesel Mercedes-Benz Citaro (C1 et C2) et MAN Lion's City.