La genèse du « Projet Portal »
Le programme « Projet Portal » a débuté en 2015. Conçu à partir d’un Kenworth T660, le camion Alpha a été construit fin 2016 au centre R&D de Ricardo à Detroit dans le plus grand secret. Il a ensuite été testé pendant plusieurs mois dans les installations d'essai de Toyota dans le désert de l'Arizona avant d’être présenté publiquement en avril 2017. Pour son camion hydrogène de classe 8, le constructeur automobile japonais a adapté les systèmes de piles à combustible de deux de ses berlines à hydrogène Mirai, afin d’alimenter un double moteur électrique de 670 ch. Celui-ci étant assez puissant pour donner à son prototype Alpha la même puissance de traction que la version diesel du T660, pour une autonomie maximale d’environ 320 km. Depuis, le camion Alpha transporte des pièces Toyota importées par navires vers différents sites de stockage et de préparation de véhicules situés autour des ports de Los Angeles et Long Beach (dans les comtés d’Orange, Riverside et San Bernardino), accumulant ainsi près de 14 000 km.
La version Beta du camion hydrogène de Toyota reprend les principaux composants de son prédécesseur à quelques détails près. Le constructeur japonais a par exemple remplacé les radiateurs Mirai du premier camion Alpha par un radiateur de camion diesel plus grand et plus efficace. Il sert à refroidir le système de piles à combustibles (placé sous le plancher de la cabine) qui génère beaucoup de chaleur. « Il s’agit de l’un des éléments qui a permis d’augmenter les performances globales du camion Beta d’environ 10% par rapport au camion Alpha », explique Andrew Lund, ingénieur en chef de Toyota pour le programme « Projet Portal ». D’après lui, cette version Beta serait « davantage viable commercialement ».
Une autonomie de 480 km
Comme avec le prototype Alpha, Toyota a construit son nouveau camion à partir d’un tracteur disponible sur le marché : un Kenworth T680 Low-roof 40-inch Sleeper cab qui offre plus de place pour installer les composants du système de pile à combustible, y compris le système de stockage de carburant. Le constructeur nippon a également refait appel à Ricardo pour réaliser l'intégration du groupe motopropulseur et la fabrication des pièces nécessaires pour convertir ce T680 diesel à l’hydrogène. Il aura fallu six semaines à la société d’ingénierie britannique pour finaliser cette version 2.0 du « Projet Portal ». Les ingénieurs de Ricardo ont ainsi conçu un compartiment stockage énergie sur mesure juste derrière la cabine couchette à toit surbaissé. Celui-ci contient le pack de batteries lithium-ion d’une puissance de 12 kWh, ainsi que six réservoirs en fibre de carbone qui contiennent au total 60 kg d'hydrogène comprimé. La précédente version n’en comptait que quatre, ce qui permettrait au prototype Beta d’avoir une autonomie maximale d’environ 480 km, soit 160 de plus que la version Alpha. Les réservoirs alimentent ainsi la pile à combustible qui convertit l’hydrogène en électricité pour entraîner les deux moteurs électriques du camion. Ceux-ci produisent plus de 670 ch pour près de 1 800 Nm de couple, ce qui équivaut à peu près à la puissance du moteur diesel de la série Cummins X15 Efficiency. Sauf, qu’à l’instar des autres véhicules électriques, tout ce couple est immédiatement disponible.
Cure d’amaigrissement
Malgré sa taille plus grande et sa charge de carburant accrue (+ 50 %), la version Beta est presque une tonne plus légère que la version Alpha du prototype. La plupart de ce gain de poids en moins vient de la conception compacte du tracteur et des matériaux légers utilisés pour les nouveaux réservoirs, les supports de batteries, ainsi que l’armoire qui les cache. Les ingénieurs ont également redessiné le faisceau de câbles électriques, éliminant plus de 45 kg de fil de cuivre. « Nous avons examiné plusieurs tracteurs pour le projet Beta, mais notre choix s’est porté sur le T680 parce qu'il offrait la meilleure ergonomie et fonctionnalité », explique Colin Kimber, ingénieur en chef de Ricardo sur le projet. Si Toyota garde le poids total du prototype Beta confidentiel, on sait toutefois qu’il reste pour l’instant plus lourd qu’un tracteur T680 classique (qui affiche tout de même 6,35 t sur la balance) du fait du système de pile à combustible. « L’objectif, et nous pensons qu'il est réalisable, est d'atteindre la parité de poids avec le diesel », confie Chris Rovik, responsable du programme exécutif de Toyota pour le développement avancé des piles à combustible. Les ingénieurs de Toyota pensent être en mesure de gagner encore plus de 220 kg grâce à des améliorations sur le système de pile à combustible. Selon lui, d’autres modifications sont déjà prévues : « Nous travaillons également sur des solutions telles que des freins électriques, le refroidissement de la cabine et une direction assistée qui ne réduiraient pas la puissance électrique ni l’autonomie du camion ».
Quid de la commercialisation?
Avec ce camion de deuxième génération, Toyota et Ricardo ont affiné ce qui pourrait être un kit de système de pile à combustible modulaire, facile à expédier et à installer. Le fait que ces kits arrivent sur le marché est une décision qui n'a pas été prise clairement par le constructeur japonais. Aucune date de mise en marché n’a été annoncée. À l’image de son prédécesseur, le camion Beta va ainsi débuter cet automne une phase de test en conditions réelles d’exploitation en Californie. « Notre objectif avec le premier camion était de voir si cela pouvait être fait, et nous l'avons fait, indique Craig Scott, directeur principal des véhicules électriques et des technologies chez Toyota Amérique du Nord. Cette fois, nous examinons la viabilité commerciale. Nous voulons contribuer à faire la différence, une grande différence en ce qui concerne la qualité de l'air non seulement dans la région de Los Angeles, mais partout aux États-Unis et dans le monde entier ». Par ailleurs, Toyota qui possède Hino Motors, pourrait bien envisager d’équiper de son système de piles à combustible, le futur modèle de camion classe 8 d’Hino qui sera construit en Virginie occidentale.
