Mise sous tension : comment les batteries rendent les grues à tour plus écologiques

Les grues à tour sont une vue courante dans la partie historique du centre-ville de Birmingham, autrefois connue sous le nom de Gun Quarter.

Ces dernières années, cette partie de la deuxième ville du Royaume-Uni, autrefois un centre de fabrication d'armes à feu, est devenue le centre d'un boom immobilier centré sur les immeubles de logements étudiants destinés aux quatre universités de la ville.

Crown Place, une tour de 33 étages avec des « blocs d'épaule » de neuf et douze étages sur les côtés, sur la rue animée de Lancaster, ne fait pas exception.

Le releveur Potain MR225A, propulsé par le groupe Enertainer, en action sur le chantier de Lancaster Street. Photo : Radius Group

La tour est construite par l'entrepreneur Winvic Construction, basé à Northampton, avec l'aide d'une grue à tour à flèche relevable Potain MR 225A fournie par le spécialiste du levage Radius Group, également basé à Northampton.

Contrairement à la plupart des grues à tour qui parsèment l'horizon de Birmingham, le site et la grue de Lancaster Street sont alimentés, non pas par des générateurs diesel, mais par une batterie rechargeable complétant l'énergie du réseau.

Le système de stockage de batterie, connu sous le nom d'Enertainer - un mot-valise combinant « énergie » et « conteneur » - est une boîte de 2,6 mètres carrés et de 7,3 tonnes qui contient 30 000 cellules de batterie lithium-ion - suffisamment pour stocker l'énergie nécessaire pour combler les pics d'énergie requis par jusqu'à trois grues à tour.

La plupart des grues à tour modernes sont conçues pour fonctionner à l'électricité depuis les années 1970. Pourtant, leur forte demande énergétique rend souvent difficile leur raccordement direct au réseau électrique national, même en présence d'une connexion. Pourtant, grâce à l'utilisation de batteries au lithium pour stocker l'énergie du secteur, les fabricants de l'Enertainer affirment qu'elle est capable de fournir les brèves pointes de puissance nécessaires au levage de charges.

Radius, qui a acheté l'unité comme premier investissement dans les systèmes de stockage d'énergie pour aider à alimenter les grues qu'elle exploite, a refusé de dire combien elle avait payé pour l'unité ou combien elle la louait.

« Nous constatons une demande importante et croissante de solutions d'alimentation alternatives pour les grues à tour », a déclaré Rachel Swanston, responsable marketing chez Radius, à Crane and Transport Briefing. « Cette demande s'explique par l'importance accordée par le secteur de la construction à la durabilité et à l'efficacité. »

Et Lancaster Street à Birmingham n’est en aucun cas le seul chantier de construction à utiliser cette technologie.

Ampd Energy, la société basée à Hong Kong, fondée en 2014, qui fabrique des unités Enertainer, a connu une augmentation massive de son activité depuis qu'elle a commencé à commercialiser ses produits dans le secteur de la construction il y a cinq ans.

L'entreprise, qui a commencé par fabriquer des alimentations de secours alimentées par batterie lithium-ion pour les hôpitaux et les centres de données, s'est développée depuis Hong Kong pour fournir des unités à l'échelle mondiale.

Pourquoi la demande en solutions de stockage par batterie augmente-t-elle ?

Aujourd'hui, la société est active à Hong Kong, à Singapour, en Australie, en Amérique du Nord, au Royaume-Uni et dans le CCG.

« Nous résolvons un problème très courant auquel est confronté le secteur mondial de la construction », a déclaré Hayley Arckles, directrice nationale d'Ampd Energy au Royaume-Uni, à Crane and Transport Briefing. « Nous devons construire et disposer des pipelines nécessaires, mais malheureusement, la stabilité et la disponibilité du réseau électrique ne suffisent pas. Jusqu'à présent, la seule autre option était les générateurs diesel, très polluants, au coût total de possession élevé et inefficaces. »

« Notre système de batterie est né d'une demande spécifique du secteur de la construction pour une unité capable de répondre aux besoins spécifiques en matière d'énergie, ainsi qu'aux environnements difficiles d'un chantier de construction. »

L'unité Enertainer est livrée sur le site de Lancaster Street. Photo : Radius Group

L'entreprise, finaliste du prix mondial Earthshot pour l'environnement décerné par le prince William, affirme que chaque passage d'un générateur diesel à l'une de ses unités permet d'économiser 130 tonnes de dioxyde de carbone par an.

« Un Enertainer permet aux entrepreneurs de consommer moins d'énergie et plus efficacement », explique Arckless. « Il permet de réduire les coûts en prélevant une petite charge d'entretien sur une petite source d'énergie (généralement le réseau), ce qui évite d'attendre des mises à niveau coûteuses du réseau, de louer des générateurs, des citernes et d'autres technologies, sans compter qu'il peut éliminer complètement l'énorme facture de diesel ou de biocarburant. »

« Les batteries renforcent également la sécurité énergétique d'un site, évitant ainsi les pannes de générateur ou de réseau », ajoute-t-elle. « Stocker l'énergie dans un Enertainer pour une utilisation efficace permet de maintenir le fonctionnement en toute sécurité en cas de panne de la source d'alimentation d'origine. »

Comme l'admet volontiers Arckles, en tant que solution de stockage sur batterie, l'Enertainer n'est durable que dans la mesure où l'électricité qu'il stocke est suffisante. Cette durabilité peut varier considérablement selon la quantité d'électricité produite par chaque pays à partir de sources renouvelables comme l'éolien et le solaire, et celle issue de la combustion de gaz, de pétrole et de charbon. L'Enertainer se recharge à un débit compris entre 10 et 80 ampères sur un réseau triphasé de 320 à 440 volts.

« Les batteries sont considérées comme une nouvelle technologie, mais c'est un mythe », explique-t-elle. « Nous utilisons la technologie de stockage sur batterie depuis des décennies pour soutenir les réseaux électriques, les véhicules électriques et bien d'autres applications. Nous étendons simplement l'utilisation de cette technologie à un secteur qui peut réellement en bénéficier. »

Bien entendu, les unités Enertainer ne constituent pas la seule option pour les entrepreneurs souhaitant réduire l'empreinte carbone des grues à tour qu'ils utilisent sur site. Les fabricants proposent une gamme complète de solutions technologiques visant à supprimer ou à réduire l'utilisation de générateurs diesel sur les chantiers. Parmi celles-ci, on trouve : des volants d'inertie beaucoup plus abordables, capables de stabiliser la demande d'électricité des générateurs en stockant sous forme d'énergie cinétique les pics d'électricité soudains nécessaires aux grues à tour pour le levage de charges ; et des solutions de stockage d'énergie à base de batteries au plomb.

Quelles sont les alternatives aux solutions de stockage sur batterie ?

« Nous ne nous considérons pas comme des concurrents des technologies mentionnées ci-dessus, principalement parce que nous pouvons résoudre de multiples problèmes et alimenter la grande majorité des chantiers », explique Arcless. « Un volant d'inertie, par exemple, est une excellente technologie pour écrêter les pointes de consommation et réduire la facture de carburant d'un équipement. Une batterie au plomb peut convenir pour des charges stables de faible intensité, comme l'éclairage nocturne ou le confort en cabine, mais sa durée de vie est beaucoup plus courte et elle doit être associée à un générateur de taille équivalente pour alimenter des charges importantes comme une grue à tour. Les possibilités d'économies sont donc limitées. »

Cependant, alors que le secteur de la construction continue de chercher des moyens de décarboner, Arckless affirme qu'à l'avenir, les unités Enertainer pourraient être utilisées aux côtés de générateurs d'hydrogène ou de piles à combustible.

« L'hydrogène est une technologie très intéressante, mais malheureusement son coût à grande échelle est prohibitif », explique-t-elle. « Cependant, nous pensons pouvoir surmonter cet obstacle en travaillant ensemble. En associant une batterie à un générateur d'hydrogène comme source d'énergie, l'utilisateur peut réduire considérablement la taille du générateur jusqu'à 75 kVA, créant ainsi une solution énergétique à zéro émission et à faible émission de carbone pour le secteur de la construction. »