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RÉSUMÉ
La mobilité est en évolution technologique et sociétale. Nous assistons à une mutation rapide vers la mobilité électrique principalement aujourd’hui à batterie. Un manque d’autonomie et une recharge trop longue sont souvent cités comme les principaux freins au développement des véhicules électriques. Les véhicules à pile à combustible avec un stockage d’hydrogène sous forme comprimée à 350 ou 700 bar peuvent parcourir plus de 500 km, en une seule recharge d’une durée de 3 à 5 minutes ; ils apparaissent plus que jamais comme une alternative crédible aux véhicules actuels. Cet article traite de la technologie des piles à combustible appliquée aux transports terrestres en analysant les aspects technologiques, environnementaux, économiques et politiques.
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Joseph BERETTA : Président d’honneur Avere-France - Président Automobile Technology & Mobility Expertise (AT&ME)
INTRODUCTION
Le véhicule électrique à hydrogène est avant tout un véhicule électrique, fonctionnant avec une chaîne de traction électrique identique à celle utilisée dans les véhicules électriques à batteries déjà largement répandus. Il n’y a pas lieu d’opposer le véhicule électrique à batterie et le véhicule électrique à pile à combustible utilisant de l’hydrogène. La seule différence, c’est la façon dont l’énergie est stockée et délivrée au moteur électrique. Dans un véhicule à batterie, l’énergie et la puissance proviennent de la batterie. Pour le véhicule à pile à combustible (PAC), l’énergie est stockée sous forme d’hydrogène dans un réservoir, la puissance est définie par la taille de la pile à combustible qui génère l’énergie électrique pour le moteur.
Pour une étude générale sur les piles à combustible, le lecteur se reportera aux articles Combustible hydrogène – Production [BE 8 565], Combustible hydrogène – Utilisation [BE 8 566], Transport électrique routier – Véhicules à pile à combustible [D 5 570] et Hydrogène [J 6 368].
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- Version archivée 1 de juil. 2008 par Renaut MOSDALE
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7. Engagement des états
7.1 Europe
Les actions européennes pour l’hydrogène sont gérées dans le Fuel Cell and Hydrogen – Joint Undertaking (FCH JU) un programme de recherche et développement et démonstration. Il s’est terminé en 2014 et a été reconduit jusqu’à 2020. Ce programme, qui couvre la période 2014-2020, a été baptisé FCH 2 JU. Il s’est concrétisé par le déploiement de la solution hydrogène énergie à travers l’Europe grâce à un investissement total de 1,33 milliard d’euros. Étaient concernées : l’amélioration des performances des équipements et la diminution de leur coût, ainsi que la mise en condition de la technologie hydrogène pour entrer à la fois sur le marché des transports (automobiles, autobus, stations d’avitaillement) et sur celui de l’énergie (production, stockage, distribution, équipements stationnaires).
En 2020 la Commission européenne a lancé sa stratégie hydrogène qui s’articule autour de trois grands secteurs : transports, énergie et activités transverses (sûreté, sécurité, normes, réglementation…).
Cette stratégie européenne sur l’hydrogène fixe une feuille de route d’ici à 2050 pour garantir le passage à l’échelle de la production d’hydrogène renouvelable et bas carbone et assurer le déploiement d’infrastructures de transport, de stockage et de distribution. L’hydrogène est positionné comme un vecteur essentiel pour la décarbonation de secteurs clés, où l’électrification ne pourra jouer un rôle suffisant, tels que les raffineries, la chimie, la sidérurgie, les transports lourds (bus, camions, trains, navires, avions), ainsi que l’électricité et la chaleur.
Afin de contribuer à la réalisation de cette stratégie, la Commission européenne a lancé en parallèle l'Alliance européenne pour un hydrogène propre avec des acteurs de premier plan du secteur, la société civile, des ministres nationaux et régionaux et la Banque européenne d'investissement. Cette alliance doit permettre d’identifier une réserve de projets d'investissement destinée à accroître la production et soutenir la demande d'hydrogène propre dans l'Union européenne (UE).
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GRIMES (P.G.) - Historic pathways for fuel cells – The new electric century. - IEEE AES Systems Magazine, p. 7-10 (2000).
-
(2) - MOND (L.), LANGER (C.) - A new form of gas battery. - Phil. Mag., vol. 46, p. 296-304 (1889).
-
(3) - BACON (F.T.) - Fuel cells, past, present and future. - Electrochimica Acta, vol. 14, p. 569-585 (1969).
-
(4) - MOSDALE (R.), ESCRIBANO (S.) - * - . – Clefs CEA n° 44, p. 51 (hiver 2000-2001).
-
(5) - MOSDALE (R.), SRINIVASAN (S.) - Analysis of performance and of water and thermal management in proton exchange membrane fuel cells. - Electrochimica Acta, vol. 40, n° 4, p. 413-421 (1995).
-
(6) - MOSDALE (R.), SRINIVASAN (S.) - Modeling analysis of mass transport...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Carburant hydrogène – Spécification de produit – Partie 2 : Applications des piles à combustible à membrane d’échange de protons (MEP) pour les véhicules routiers. - ISO/TS 14687-2 - 2012
-
Hydrogène gazeux et mélanges d’hydrogène gazeux – Réservoirs de carburant pour véhicules terrestres. - ISO/TS 15869 - 2009
-
Considérations fondamentales pour la sécurité des systèmes à l’hydrogène. - ISO/TR 15916 - 2004
-
Appareils de stockage de gaz transportables – Hydrogène absorbé dans un hydrure métallique réversible. - ISO 16111 - 2008
-
Dispositifs de raccordement pour le ravitaillement des véhicules terrestres en hydrogène comprimé. - ISO 17268 - 2012
-
Carburant d’hydrogène gazeux – Stations-services. - ISO/TS 20100 - 2008
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ed 3.011-13 Fuel cell technologies – Part 1 : Terminology. - ...
ANNEXES
En sus des règles d’homologation classique pour les véhicules thermiques et des règles liées à l’électrification du système de propulsion, les véhicules à pile à combustible sont soumis à des règlements européens spécifiques, comme le CE 79/2009 et sa directive d’application 406/2010. Ces deux règlements imposent notamment d’apporter la preuve de la sûreté de fonctionnement du système hydrogène. Ils imposent également une « réception par type » pour les composants les plus sensibles (ceux à l’intérieur desquels la pression de l’hydrogène gazeux est supérieure à 3 MPa), garantissant leur sécurité par des cycles de tests.
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Ballard (Canada)
Fuel Cells 2000
Société Plug Power
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