Série : Extraction & matériaux • Partie 7
Megavans et volants d'inertie — des camions comme des batteries roulantes
Dans notre monde, les camions ne brûlent pas — ils fonctionnent comme des tampons. Chaque « megavan » est un robot de 200 t de charge utile avec plusieurs mégawattheures de batterie embarquée et un volant d'inertie qui « digère » les pics de puissance au petit-déjeuner. Ils font du véhicule une partie du système électrique, et non une exception.
Mission d'aujourd'hui
Concevoir un camion d'abord comme un dispositif énergétique, puis seulement comme un moyen de transport.
Publier les itinéraires calculés à l'avance, tailles de batteries et puissance des chargeurs (sans JS).
Démo que nous pouvons creuser et construire très rapidement avec des électrons silencieux.
Pourquoi les camions sont comme des batteries (et pourquoi cela accélère le site)
Nous déplaçons la terre par impulsions : charge, monte, bascule, descend. Les batteries n'aiment pas les impulsions ; les volants d'inertie en raffolent. Ainsi, chaque camion effectue deux tâches : transporter la masse et buffer l'énergie. Résultat — mouvement 24/7, réseau plus stable, moins d'équipements en pointe et une carrière qui sonne comme une bibliothèque avec salle de sport.
- Stockage embarqué transforme chaque arrêt en opportunité pour lisser le réseau.
- Volants d'inertie absorbent les à-coups (démarrages, levages de basculement), protègent batteries et chargeurs.
- Récupération en descente restitue l'énergie de montée — les électrons « descendent en ascenseur ».
Spécifications de la plateforme (production de masse, adaptable selon les besoins)
Megavan — base
- Charge utile : 200 t
- Masse à vide : ~190 t (avec paquet)
- Vitesse max. (sur site) : 36 km/h (10 m/s)
- Montée : 5–10% de pente à 10 m/s (bandes d'assistance — optionnelles)
- Transmission : 4 moteurs intégrés aux roues, commande vectorielle
Modules d'énergie
- Pack principal : 3–5 MWh (classe LFP) ; masse du pack ~21–36 t
- Puissance de pointe (batterie) : 2–4 MW (mode C contrôlé)
- Module volant d'inertie : 30–50 kWh, impulsion 2–5 MW, ~1–2 t
- Régénération : ~70% du potentiel de descente capturé
Ce que fait réellement le volant d'inertie
Il tamponne la puissance, pas la distance parcourue. Pensez-y comme un amortisseur d'électrons. Au démarrage depuis l'aire, le volant d'inertie fournit 2–5 MW pendant quelques secondes, les batteries respirent calmement à 0,5–1,0 C. Lors du déchargement de 200 t de charge ? Le volant absorbe le pic de régénération puis le « déverse » dans le pack.
Flux d'énergie & packs (chiffres que l'on peut « prendre en main »)
Énergie par trajet (nette)
| Itinéraire | Énergie / trajet | Remarques |
|---|---|---|
| Court & doux • 1 km @ 3% de pente | ~37 kWh | La régénération compense la majeure partie de la descente |
| Cas de base • 2 km @ 5% de pente | ~107 kWh | Nous dimensionnerons les aires en fonction de cela |
| Plus long • 3 km à 5 % de pente | ~161 kWh | Plus grandes aires ou voie trolley |
| Plus raide • 2 km à 8 % de pente | ~156 kWh | Ici, le volant brille |
Hypothèse : charge de 200 t, 190 t à vide, vitesse de 10 m/s, rendement de transmission de 90 %, régénération de 70 %.
Sélection des packs selon le poste
3 trajets/heure. Décharge prévue à 80 % (DoD) pour la longévité.
| Itinéraire | Poste de 10 h | Poste de 12 h | Remarque |
|---|---|---|---|
| Court & doux | ~1.4 MWh | ~1.7 MWh | Pack de 2 MWh — pratique |
| Cas de base | ~4.0 MWh | ~4.8 MWh | Pack de 4–5 MWh |
| Long/raide | ~6.0–6.3 MWh | ~7.2–7.5 MWh | Utilisez des trolleybus ou plus de temps de recharge |
Paquet de 4 MWh à une moyenne d'environ 0.32 MW (base) pendant ~12,5 h. Les aires couvrent le reste ; les volants d'inertie égalisent les pics.
Itinéraires pré-calculés
Puissance d'un camion & classement de l'aire (base : 3 trajets/h)
Recharge uniquement pendant les arrêts ~15 min/h (25% de cycle de travail). Rendement chargeur+paquet ~90%.
| Itinéraire | kWh/h | Puissance de l'aire à la connexion | Recommandation |
|---|---|---|---|
| Court & doux | ~111 | ~0.5 MW | Une aire par point |
| Cas de base | ~321 | ~1.5 MW | Deux aires au niveau du retournement |
| 3 km à 5% | ~483 | ~2.2 MW | Site + voie trolley |
| 2 km @ 8% | ~468 | ~2.1 MW | Site + accent sur le volant d'inertie |
Puissance du site ≈ (kWh/h) / (0,25 × 0,90). La planification évite les connexions massives.
Énergie du parc (base)
20 camions • 200 t • 3 trajets/h • 2 km @ 5% de pente.
| Métrique | Valeur |
|---|---|
| Capacité | 288 000 t/j. |
| Énergie de transport | ~155 MWh/j. |
| Puissance moyenne du parc | ~6.4 MW |
| Puissance moyenne totale de l'objet (avec excavatrices/pompes) | ~12–18 MW |
Les chiffres correspondent à la partie 1, pour que l'histoire reste cohérente.
Ce que donne la voie trolley (avec l'aide de la pente)
Installez un réseau de contact supérieur de 2–3 MW dans la pente. Il alimente directement la montée et recharge en même temps les paquets.
| Cas | kWh net/trajet | Puissance requise pour la zone | Remarque |
|---|---|---|---|
| Base (sans trolley) | ~107 | ~1.5 MW | Comme ci-dessus |
| Trolley de pente 2 MW | ~20–40 | ~0.3–0.6 MW | La régénération couvre la plupart de la descente |
Comme le potentiel de la pente ≈106 kWh/trajet à 2 km/5 %, l'alimentation de ce tronçon élimine la majeure partie de la consommation nette.
Options de charge et trolley (choisissez votre Lego)
Chargeurs de la zone de traduction
- 1.5–2.5 MW DC pantographe pour chaque poste
- Connexion pendant la traduction ; impulsions de 3–6 min
- Puissante ligne AC principale + batterie d'objet lisse vers le haut
Route trolley en montée
- 2–3 MW réseau de contact supérieur en montée
- Alimente la montée + recharge les paquets
- Réduit la taille des paquets ou la puissance des emplacements
Paquets remplaçables (optionnel)
- Changement de 5–8 min à la station de transfert
- Convient aux sites isolés sans trolley
- Besoin de paquets de réserve (~10–20%)
Pourquoi pas simplement des « batteries plus grandes » ?
Au-delà de ~5 MWh par camion, la masse/volume du paquet commence à « voler » la charge utile et le CAPEX. Il est plus propre de garder les paquets à une taille raisonnable et d'ajouter de l'énergie en mouvement (trolley) ou des emplacements à haute puissance. Les batteries produisent de l'énergie ; les volants d'inertie — de la puissance.
Orchestration du parc (comment maintenir le « ballet » fluide)
Cerveau du « Relay »
- Planifie les fenêtres de connexion pour que peu se connectent en même temps.
- Monte les pentes pour aplatir la courbe de puissance.
- Prévoit l'usure des pneus et des freins à partir de la télémétrie — sans surprises.
Mémoires du micro-réseau
- Emplacements : 1 pour chaque 6–8 camions (base), 2 sur 10 en réserve.
- Batterie de l'objet : 1–2 h de capacité moyenne de charge du parc.
- Excédent PV : 1,5–2,0× la moyenne — pour que les camions se chargent le jour.
Sécurité et voisins (intentionnellement ennuyeux)
Sécurité électrique
- Aires verrouillées entre elles ; aucun contact « vivant » avant connexion complète.
- En cas d'incendie, éléments en isolation céramique ; ventilation vers l'extérieur, pas vers les cabines.
- Volant d'inertie dans un tambour blindé ; roulements résistants aux pannes ; capteurs de vide.
Les gens et la tranquillité
- Panneaux acoustiques sur les chargeurs ; parc <75 dBA près de la clôture.
- Sans fumée de diesel, sans NOx. La poussière est atténuée par des fumeurs et des bandes couvertes.
- Éclairage uniquement vers le bas ; les buses tournent encore au-dessus du futur lac (partie 1).
Tapez pour ouvrir K&K
« Un camion peut-il charger un autre ? »
Oui, lentement. V2V via un bus DC pour équilibrer les flux en toute sécurité. Le plus souvent, nous laissons les camions charger l'objet — de l'aire vers la batterie — et l'objet alimente les autres. Moins de câbles sur la route, plus de sourires.
« Qu'est-ce qui tombe en panne en premier ? »
Les pneus — toujours des pneus. Mais la régénération + la commande vectorielle transforment l'usure des freins en comédie, et l'autonomie élimine le « héroïsme » dans les trous. Les paquets sont cyclés en douceur grâce aux volants d'inertie ; le service ressemble à un long livre lu en silence.
« La voie trolley vaut-elle la peine ? »
Si votre montée est longue ou raide — certainement oui. Il élimine ~100 kWh/trajet à 2 km/5 % et réduit la puissance des aires de repos de ~2–5×. Sinon, les aires seules suffisent pour des carrières compactes.
« Pouvons-nous travailler 24/7 sans arrêt ? »
Pratiquement oui : connexion pendant la traduction + micro-arrêts occasionnels. Avec le trolley, les paquets arrivent à la traduction plus chargés qu'ils ne sont partis. Le ballet ne ralentit pas.
Suite : Transport et flux — locaux ou globaux (partie 8). Transportons-nous des atomes ou des formes finales ? Nous tracerons les artères du monde.