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Apr 22, 2024

Le peloton de camions remodèle les émissions de gaz à effet de serre du véhicule intégré

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 4495 (2023) Citer cet article 2796 Accès 19 Détails d'Altmetric Metrics La réduction des émissions de gaz à effet de serre est devenue un pilier du changement climatique

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 4495 (2023) Citer cet article

2796 Accès

19 Altmétrique

Détails des métriques

La réduction des émissions de gaz à effet de serre est devenue un pilier de l’atténuation du changement climatique. La mise en peloton de camions est proposée comme stratégie visant à réduire les émissions des véhicules sur les routes. Cependant, les impacts interactifs potentiels de cette technologie sur les émissions des infrastructures routières restent flous. Ici, nous évaluons les effets de décarbonation du peloton de camions sur le système véhicule-route intégré à l’échelle d’un réseau routier à grande échelle, couvrant 1 457 tronçons routiers à travers l’Amérique du Nord. Nous montrons que le peloton de camions diminue les émissions induites par l’exploitation des camions, mais il dégrade plus rapidement la durabilité des infrastructures routières et entraîne une augmentation de 27,9 % des émissions routières en raison de travaux d’entretien plus fréquents. Dans l’ensemble, le peloton de camions entraîne une réduction de 5,1 % des émissions du système véhicule-route intégré. Contrairement aux avantages de la réduction des émissions, le transport en convoi de camions entraîne des charges financières supplémentaires pour les utilisateurs de voitures et les agences de transport, ce qui nécessite de considérer des compromis entre les émissions et les coûts et entre les agences et les utilisateurs. Nos recherches donnent un aperçu des applications potentielles du peloton de camions pour atténuer le changement climatique.

Les émissions anthropiques de gaz à effet de serre (GES) augmentent dans tous les principaux secteurs industriels1. L’augmentation des émissions de GES entraîne des changements climatiques tels que le réchauffement climatique, des conditions météorologiques extrêmes, la dégradation des terres et la variation des courants océaniques2,3,4. La réduction des émissions de GES est devenue une étape nécessaire dans la lutte contre le changement climatique mondial. On estime que le secteur des transports contribue à hauteur de 23 % (8,7 Gt d’équivalent CO2) aux émissions mondiales liées à l’énergie1, la consommation de combustibles fossiles par les véhicules étant la principale source5,6. Par exemple, l’EPA (Environmental Protection Agency) des États-Unis rapporte que les émissions des véhicules routiers représentent 22 % des émissions totales de GES aux États-Unis7. Par conséquent, le développement de stratégies et de technologies de décarbonation efficaces dans le secteur du transport routier recèle un grand potentiel de réduction des GES.

Une stratégie récemment proposée pour réduire les émissions de GES liées aux véhicules est la mise en peloton de camions8,9. Le peloton de camions ressemble au mode de fonctionnement du train, avec des camions suiveurs suivant de près un camion en tête pour réduire la résistance de l'air et donc la consommation de carburant. Les dernières simulations aérodynamiques et observations sur le terrain ont révélé que le peloton de camions améliore l'économie de carburant des camions et réduit les émissions de GES générées par les véhicules10,11,12,13. Cependant, les véhicules interagissent étroitement avec les infrastructures routières dans un système de transport. En particulier, le peloton de camions réduit l'intervalle de chargement entre deux chargements consécutifs de camions, ce qui entrave probablement l'auto-réparation de la couche de revêtement routier et nuit à la durabilité de la route par rapport aux opérations normales des camions14,15,16,17,18. Par conséquent, les camions en peloton peuvent augmenter les exigences en matière de travaux d'entretien routier (par exemple, colmatage des fissures, rapiéçage, fraisage et recouvrement) après la construction initiale et raccourcir la durée de vie de la chaussée. Les travaux d'entretien des routes après la construction initiale produisent des émissions de GES non seulement à cause des travaux eux-mêmes, mais également à cause de la perte d'efficacité du fonctionnement des véhicules (par exemple, les embouteillages)19,20,21,22. Les émissions supplémentaires provenant de l’entretien des routes remodèlent l’empreinte carbone du système de transport, rendant incertains les avantages nets de décarbonation du transport en peloton de camions. De plus, les études existantes sur les avantages du transport en peloton de camions se limitent à des enquêtes au niveau du projet couvrant seulement quelques scénarios de circulation et d'environnement. Une incertitude considérable demeure quant à l’efficacité du peloton de camions si cette technologie est introduite sur des réseaux routiers à grande échelle.

Cette étude a examiné les effets du peloton de camions sur les émissions de GES (c.-à-d. CO2-eq) du système intégré d'infrastructure véhicule-route au niveau du réseau. Au total, 1 457 tronçons de route en Amérique du Nord ont été utilisés pour des évaluations pour deux raisons. Premièrement, le nombre de propriétaires de véhicules par habitant, le kilométrage parcouru par la route et les émissions de GES liées aux déplacements routiers en Amérique du Nord se classent au premier rang mondial. Par conséquent, tout avantage potentiel de la décarbonation dans cette région peut entraîner des impacts non négligeables sur la réduction mondiale des GES. Deuxièmement, une vaste base de données d’informations routières a été développée pour cette région par le programme Long-term Pavement Performance (LTPP)23. La base de données LTPP fournit des données essentielles pour l'analyse des émissions, notamment l'emplacement des routes, les propriétés de la structure et des matériaux, les volumes de trafic, les zones climatiques, les performances des routes et les travaux d'entretien (voir Méthode supplémentaire 1, Données supplémentaires 1 à 5). Avec ces données, nous avons calculé et évalué les variations de l'empreinte carbone générées par les alternatives de peloton de camions (supposées) par rapport aux alternatives sans peloton (de référence) via un cadre développé (voir Fig. 1 supplémentaire). Les résultats mettent en lumière la façon dont le peloton de camions affecte les émissions de GES du système d’infrastructure véhicule-route.