vignette|Un Van Hool Exqui.City équipé de la technologie IMC sous la ligne de contact à Genève. vignette|Un Trolza-5265 « Megapolis » fonctionnant en mode batterie.
Un bus (ou trolleybus) électrique à recharge en mouvement (en anglais In-Motion Charging, IMC), également connu sous le nom de trolleybus à batterie ou trolleybus hybride, est un moyen de transport public à propulsion électrique. Comme les trolleybus traditionnels, il capte l'énergie d'un réseau de lignes aériennes de contact (LAC) via des perches pendant son déplacement, tout en rechargeant simultanément une batterie de traction embarquée. Sur les sections de parcours dépourvues de lignes aériennes, le véhicule peut fonctionner comme un autobus purement électrique, alimenté par sa batterie. Contrairement aux véhicules des systèmes de trolleybus classiques, qui peuvent être équipés de petites unités de puissance auxiliaire ou de batteries pour les urgences ou pour franchir de courtes interruptions de la ligne de contact, les trolleybus IMC peuvent parcourir des distances significatives — souvent entre 15 et 70 km — sans alimentation aérienne.
Les systèmes IMC sont activement déployés dans de grandes métropoles (telles que Pékin, Saint-Pétersbourg et Mexico) ainsi que dans les réseaux de transport de villes plus petites dans des pays comme la Suisse, l'Allemagne ou les Pays-Bas. Les systèmes modernes de recharge en mouvement peuvent offrir des avantages économiques considérables par rapport aux réseaux composés exclusivement d'autobus à batterie.
Des études montrent que la modernisation des infrastructures de trolleybus existantes pour intégrer la technologie IMC peut réduire les coûts d'investissement de la flotte d'environ 50 % et les coûts d'exploitation sur un cycle de vie de 15 ans d'environ 20 %, par rapport à l'acquisition de nouvelles flottes d'autobus à batterie. Lors de la création d'un nouveau système IMC avec des lignes aériennes partielles, les dépenses en capital peuvent également être inférieures à celles d'un système entièrement basé sur des batteries, en raison de la capacité réduite des batteries requises, d'une flotte de plus petite taille et de l'élimination des temps d'arrêt pour la recharge.
Terminologie L'expression In-Motion Charging (IMC) a été introduite comme concept de marque en 2014 par Erik Lenz de Vossloh Kiepe (aujourd'hui Kiepe Electric) lors de la conférence trolley:motion à Hambourg. Cette terminologie visait à améliorer l'image publique des trolleybus en soulignant leur principal avantage par rapport aux bus électriques à recharge statique : la capacité de recharger les batteries tout en transportant des passagers, éliminant ainsi les temps d'arrêt pour la recharge.
En Allemagne, certains opérateurs, comme à Solingen, utilisent le terme BOB (Batterie-Oberleitungs-Bus, bus à batterie et ligne aérienne). À Arnhem (Pays-Bas), le concept est souvent appelé Trolley 2.0.
En Russie et dans les pays de la CEI, ces véhicules sont souvent désignés comme des trolleybus à autonomie augmentée ou des électrobus à recharge dynamique.
Histoire Bus bimodes à moteur thermique vignette|Un Bus bimode fonctionnant en mode trolleybus dans le Downtown Seattle Transit Tunnel en 1990. Le concept d'un trolleybus capable de circuler hors des lignes aériennes remonte au début du . Bien que le terme trolleybus date de 1882, lorsque Werner von Siemens a présenté l'un des premiers véhicules à propulsion électrique, l'idée d'un fonctionnement sans fil aérien a émergé pour offrir une plus grande flexibilité.
Aux États-Unis, la Public Service Company of New Jersey, en collaboration avec la Yellow Coach Manufacturing Company, a développé entre 1935 et 1948 les « All Service Vehicles » (ASV). Il s'agissait des premiers trolleybus qui, si nécessaire, pouvaient fonctionner comme des bus à propulsion essence-électrique sans lignes aériennes.
Avant la maturité des batteries au lithium haute performance (qui ont rendu possible la technologie IMC moderne), le terme bus bimode était utilisé pour les véhicules qui combinaient l'utilisation de lignes aériennes pour la propulsion électrique et un moteur Diesel à pleine capacité pour la circulation routière. Des exemples notables incluent : Seattle : King County Metro a exploité des bus articulés sur mesure de Breda dans le Downtown Seattle Transit Tunnel de 1990 à 2005. Ces véhicules fonctionnaient comme des trolleybus en souterrain pour éviter les émissions de diesel dans le tunnel, et passaient en mode diesel pour circuler en surface. Boston : La Massachusetts Bay Transportation Authority (MBTA) a utilisé des bus bimodes sur la Silver Line (Waterfront) de 2004 à 2023. Similaire à Seattle, le mode électrique était utilisé pour préserver la qualité de l'air dans les tunnels du réseau. Ils ont finalement été remplacés par des bus hybrides diesel et des bus électriques à batterie.
À partir des années 1980, les opérateurs de transport ont commencé à acquérir des trolleybus équipés de groupes auxiliaires de puissance (APU) — petits moteurs diesel ou batteries — pour contourner les obstructions sur la voie ou parcourir de courtes distances sans lignes aériennes. Parmi les principaux utilisateurs figuraient le Muni à San Francisco, TransLink à Vancouver et Pékin. Bien que ces véhicules ne soient généralement pas considérés comme des bus bimodes, ils sont les précurseurs de la technologie IMC.
Transition vers l'IMC Avec le développement de la technologie des batteries (en particulier lithium-ion) ces dernières années, l'accent s'est déplacé des groupes auxiliaires diesel vers une autonomie purement électrique. À Shanghai, des expériences avec des bus à « stockage d'énergie par supercondensateurs », se rechargeant aux arrêts, ont commencé en 2006. Dans les années 2010, le « projet TROLLEY » a été lancé en Europe centrale pour promouvoir des stratégies durables pour les trolleybus, conduisant à une large adoption de la recharge en mouvement pour prolonger les lignes sans construire de nouvelles lignes aériennes. En 2018, Solaris Bus & Coach a présenté le « Trollino 24 », un bus IMC bi-articulé de 24 mètres pour les lignes à haute capacité, établissant une référence pour les futurs systèmes de transport électrique de type BHNS.
vignette|Bus électrique IMC à Dayton, États-Unis.
Technologie vignette|Les batteries d'un trolleybus IMC se rechargent à l'arrêt Palmovka, sur le réseau du Prague. Les trolleybus IMC sont équipés d'une batterie de traction haute performance, dimensionnée en fonction des besoins spécifiques de la ligne. Le véhicule fonctionne généralement en alternant le mode sous lignes aériennes et le mode batterie (par exemple, 60 % du temps sous les lignes et 40 % en mode batterie).
Recharge : La recharge s'effectue pendant que le véhicule est en mouvement sous les lignes aériennes existantes. Le transfert de puissance peut atteindre des niveaux allant jusqu'à 500 kW. Autonomie : Les unités modernes peuvent parcourir des distances considérables sans lignes aériennes, souvent plus de 15 km. Avantages : Contrairement aux bus électriques à recharge statique (recharge d'opportunité ou au dépôt), l'IMC ne nécessite pas de longs arrêts pour recharger aux terminus ni la construction de stations de recharge dédiées dans l'espace public. Il permet l'électrification des lignes de bus en prolongeant les lignes de trolleybus existantes.
Comparaison avec d'autres bus électriques Caractéristique Recharge au dépôt (ONC) Recharge d'opportunité (OC) Recharge en mouvement (IMC) Méthode de recharge Recharge lente au dépôt (pendant la nuit) Recharge rapide à des arrêts désignés Recharge en roulant sous les lignes aériennes Infrastructure Nécessite des connexions de haute puissance aux dépôts Nécessite des stations de recharge aux arrêts/terminus Lignes aériennes de contact de trolleybus Temps d'immobilisation 4–10 heures (au dépôt) 5–25 minutes (aux arrêts) Aucun (se recharge en service) Taille de la batterie Grande Modérée Modérée/Petite Charge sur le réseau électrique Pics de charge élevés la nuit Pics de charge élevés lors de la recharge rapide Charge répartie tout au long de la journée
Connexion et déconnexion automatiques vignette|Entonnoirs de captage sur le réseau du Zurich. vignette|Le premier véhicule est déjà connecté au réseau aérien, tandis que le second attend que les entonnoirs se libèrent (Saint-Pétersbourg). vignette|Aucune intervention manuelle du conducteur n'est nécessaire : les perches se positionnent automatiquement (Saint-Pétersbourg).
Une caractéristique essentielle des systèmes IMC modernes est la possibilité de passer du mode alimenté par les lignes aériennes au mode batterie sans que le conducteur ait à quitter sa cabine. Alors que dans les systèmes plus anciens, les perches devaient être manipulées manuellement (avec des cordes), les véhicules modernes utilisent des systèmes automatiques.
Déconnexion : Le conducteur peut abaisser les perches à n'importe quel endroit, généralement pendant que le véhicule est en mouvement. Des systèmes pneumatiques ou hydrauliques rétractent les perches dans une position verrouillée sur le toit.
Connexion : Pour reconnecter les perches, le véhicule s'arrête à un endroit spécifique équipé de guides de captage (ou entonnoirs). Le conducteur actionne un bouton pour lever automatiquement les perches ; les guides dirigent alors les frotteurs vers les fils de contact.
Exemples de cette infrastructure en service : Solingen : La connexion automatique s'effectue à des arrêts désignés comme Burg Seilbahn et la gare routière Aufderhöhe, où des guides ont été installés pour permettre l'extension du réseau sans lignes aériennes continues. Zurich : Les véhicules de lignes comme la 83 utilisent des guides de captage pour se reconnecter au réseau après avoir traversé des carrefours complexes comme l'Albisriederplatz en mode batterie. Naples : Le système utilise des dispositifs connus localement sous le nom de tegolini (petites tuiles) pour guider les perches vers les fils de contact après l'activation du mécanisme de levage automatique.
Stratégies de déploiement et modèles d'exploitation Il existe deux approches fondamentalement différentes pour mettre en œuvre la technologie IMC, selon qu'une ville dispose déjà ou non d'un réseau de lignes aériennes pour trolleybus.
Réseaux de lignes aériennes existants Prolongement de lignes C'est le cas d'usage le plus courant pour la technologie IMC. Les opérateurs de transport utilisent les réseaux de lignes aériennes existants pour recharger le véhicule, puis abaissent les perches pour étendre le service à de nouveaux quartiers, banlieues ou lotissements où l'installation de lignes aériennes est difficile ou trop coûteuse. Arnhem : Dans le cadre de l'initiative « Trolley 2.0 », la ville néerlandaise a utilisé l'IMC pour étendre son réseau à l'échelle régionale sans construire de nouvelles infrastructures en dehors du centre-ville. Babrouïsk : En 2023, la ligne 4 a été lancée avec la technologie IMC pour desservir un nouveau quartier résidentiel. Les bus se rechargent en circulant sous l'ancien réseau urbain et passent en mode batterie pour parcourir la boucle non électrifiée du nouveau quartier. Gdynia : L'opérateur a utilisé l'IMC pour prolonger les lignes vers des zones auparavant inaccessibles au transport électrique en raison de l'absence de lignes aériennes.
Remplacement de bus diesel Dans ce modèle, les opérateurs identifient les lignes de bus diesel qui coïncident de manière significative avec les lignes aériennes de trolleybus existantes. En convertissant ces lignes en véhicules IMC, le bus peut circuler sous les lignes aériennes sur la section commune (tout en rechargeant sa batterie) et parcourir de manière autonome la section suivante non équipée. Pékin : Entre 2015 et 2016, plusieurs lignes de BHNS sont passées du diesel aux trolleybus bimodes.