Casse-hydraulique : économie d'énergie et réduction des émissions — Nouvelles technologies et pratiques industrielles

La réduction de la consommation d'énergie et des émissions est un problème systémique, pas un problème lié à un produit

Les discussions sur l'économie d'énergie et la réduction des émissions liées aux brise-roches hydrauliques, telles qu'elles apparaissent dans les rapports sectoriels, portent principalement sur l'outil lui-même : conceptions de distributeurs à mouvement alternatif à faible consommation d'énergie, accumulateurs de récupération d'énergie, réduction des débits hydrauliques requis pour obtenir un même nombre de coups par minute (BPM). Ces améliorations sont réelles et mesurables. Un brise-roche moderne de milieu de gamme nécessite 15 à 20 % moins de débit hydraulique provenant de l’engin porteur pour atteindre le même BPM que son équivalent d’il y a dix ans, principalement grâce à une meilleure efficacité du calage temporel du distributeur. Toutefois, le brise-roche hydraulique n’est pas le plus gros consommateur d’énergie au sein du système dont il fait partie — c’est le moteur diesel de l’engin porteur. Le moteur d’une excavatrice de 20 tonnes produisant 120 kW perd 15 à 20 % de cette puissance sous forme d’inefficacités du circuit hydraulique avant même que l’huile n’atteigne le brise-roche. Réduire de 15 % le débit requis par le brise-roche a un effet énergétique absolu moindre que le maintien d’une propreté suffisante de l’huile hydraulique de l’engin porteur afin de préserver l’efficacité du circuit. La réduction des émissions obtenue en passant à un nouveau modèle de brise-roche performant est généralement inférieure à la pénalité en émissions résultant de l’utilisation d’un brise-roche existant avec une huile hydraulique contaminée au-delà de la viscosité optimale.

Les technologies qui reçoivent le plus d'investissements en matière de développement pour la réduction des émissions et de la consommation d'énergie sont la compatibilité avec les véhicules électriques (EV), la compatibilité avec les fluides hydrauliques biodégradables et les conceptions de carter à faible niveau sonore. La compatibilité avec les huiles hydrauliques biodégradables est celle qui affecte directement la spécification des joints : les joints classiques à base d'huile minérale (NBR, FKM) fonctionnent généralement bien avec les fluides hydrauliques biodégradables à base d’esters végétaux, mais certains composés de joints en polyuréthane utilisés dans des conceptions plus anciennes peuvent gonfler ou se dégrader au contact des fluides synthétiques à base d’ester. Les composés de joints HOVOO et HOUFU sont formulés pour assurer une compatibilité avec les principales catégories de fluides hydrauliques biodégradables utilisées dans les applications européennes et australiennes soumises à des autorisations environnementales — à savoir les esters et les polyglycols alkyleniques — ainsi qu’avec les huiles minérales classiques.

Les accumulateurs de récupération d'énergie — conceptions à double accumulateur qui stockent l'énergie de recul du piston et la libèrent lors de la prochaine course descendante — constituent le gain d'efficacité le plus significatif au niveau du briseur, sans nécessiter une refonte du circuit porteur. L'amélioration de l'efficacité atteint 8 à 15 % lors de la fragmentation continue de roches dures, et est moindre lors de travaux intermittents plus légers. La membrane de l’accumulateur dans une conception à récupération d’énergie subit un taux de cycles de flexion plus élevé que dans une conception standard ; les kits de membranes HOVOO en FKM, conservant plus de 95 % de leur élasticité après 2 millions de cycles de flexion, sont spécifiés pour les applications d’accumulateurs à récupération d’énergie.

La pratique qui permet d’économiser davantage d’énergie que toute amélioration d’un composant

La propreté de l'huile est la pratique la plus efficace en matière d'économie d'énergie et de réduction des émissions, disponible pour tout exploitant de flotte de briseurs hydrauliques. Une huile hydraulique contaminée par 5 mg/L de particules provoque des fuites internes dans les circuits de 3 à 8 % dans des ensembles de vannes de briseur typiques. Ces fuites représentent de l'huile pompée mais non transformée en travail du piston : il s'agit d'une énergie gaspillée que le moteur porteur doit produire, se traduisant par une consommation de carburant sans rendement correspondant en puissance de brisage. Un niveau de propreté conforme à la norme ISO 18/16/13 est réalisable dans la plupart des environnements de chantier grâce à des changements de filtres réguliers et à des raccords de tuyaux étanches ; son maintien constant sur une flotte de dix unités permet d'économiser annuellement davantage de carburant que ne le ferait la mise à niveau de chaque unité vers le modèle à faible débit de génération suivante. Le coût du filtre représente une fraction des économies réalisées sur le carburant. La rigueur nécessaire au maintien de cette propreté est plus difficile à instaurer que tout achat d'équipement, et c'est précisément cette pratique qui distingue les flottes à faible consommation de carburant de celles à forte consommation, bien qu'elles utilisent apparemment le même équipement.