- Innovation créatrice de nouvelles compétences
- Oui
- Innovation génératrice de nouvelles activités
- Non
- Phase de développement de l'innovation
- À l'état de concept
- Date de création
- Date de mise à jour
En bref
Il y a actuellement 2 types d’utilisations de l’hydrogène pour les véhicules :
- Le véhicule électrique à pile à combustible, (pour le fonctionnement de la pile à combustible, voir la fiche PAC).
- Le véhicule thermique à hydrogène.
C’est de ce dernier dont nous allons parler.
Plusieurs constructeurs comme BMW, Hyundai, Toyota ou Porsche misent sur l’hydrogène pour réduire les émissions du moteur thermique et ainsi lui permettre de passer les futures normes de pollution.
- Innovation créatrice de nouvelles compétences
- Oui
- Innovation génératrice de nouvelles activités
- Non
- Phase de développement de l'innovation
- À l'état de concept
- Date de création
- Date de mise à jour
Description détaillée
Dans le cas de l'utilisation pour véhicules à moteur thermique, l'hydrogène est stocké dans un réservoir à l'état gazeux, puis injecté dans un moteur thermique à la place du carburant.
Comparé aux véhicules à pile à combustible, ceux utilisant l’hydrogène dans les moteurs thermiques offrent un coût compétitif car les modifications à apporter aux véhicules sont limitées, le moteur étant déjà existant (hormis le système de stockage qui reste onéreux).
Les véhicules à hydrogène ne nécessitent pas l'utilisation d'un hydrogène de grande pureté, contrairement à ceux à pile à combustible.
Porsche a développé un moteur à essence de 4,4 litres à 8 cylindres de 598 ch, son taux de compression a été augmenté et sa combustion adaptée afin qu'ils correspondent à un moteur à hydrogène ;
- Sa puissance en version hydrogène est ainsi identique à celle du moteur fonctionnant de base à l’essence.
- Les émissions de ce moteur à hydrogène sont inférieures à 40 microgrammes d'oxyde d'azote par m3, ce qui est à peine mesurable.
Il a été nécessaire de créer un nouveau système de turbo-compression à assistance électrique, car selon les recherches la combustion de l'hydrogène ne peut être propre que si les turbocompresseurs fournissent deux fois plus de masse d'air qu'un moteur à essence.
Problématiques
L'hydrogène pose tout de même deux problèmes majeurs pour son utilisation en automobile :
- La production d'hydrogène (voir fiche « Production d'hydrogène »),
- Le stockage du produit impose des contraintes de température et/ou de pression très importantes, il est possible sous forme haute pression gazeuse, cryogénique liquide, ou solide.
Dans l’automobile, on utilise le stockage à l'état gazeux, sous 700 bars (350 bars pour les réservoirs de bus et poids lourds car ils ont plus d'espace disponible). Pour accepter de telles pressions, les réservoirs sont en plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC).
Dans cet état, 5 kg d’hydrogène occupent un volume de 215 l sous 350 bars et 125 l sous 700 bars.
Pour le stockage à l'état liquide, il est nécessaire de refroidir l'hydrogène en dessous de sa température d'ébullition, c'est à dire - 252°C, puis de prévoir un réservoir qui supportera les 10 bars de pression nécessaires à son maintien à l'état liquide.
Dans cet état 5 kg d'hydrogène correspondent à un volume de 75 litres. Même si certains constructeurs l'expérimentent, ce procédé est actuellement réservé à l’aérospatial.
Une autre solution étudiée pour le stockage de l'hydrogène est le stockage solide. On utilise dans ce cas des hydrures métalliques capables d'absorber l'hydrogène, puis de le restituer avec une montée en température pour l'utiliser ensuite dans le moteur.
Cette voie prometteuse est toutefois compliquée pour les gros volumes d'hydrogène nécessaires, car il faut compter 60 kg de réservoir pour 1 kg d'hydrogène stocké.
De plus la réaction lors du remplissage génère une forte chaleur, ce qui allonge la durée de l’opération, et supprime l’avantage de la recharge rapide.
| Diffusion sur le marché | Les véhicules thermiques à hydrogène sont aujourd'hui encore à l'état de développement, mais avec la prise de conscience écologique et le classement des villes de plus de 150000 habitants en ZFE, ils pourraient arriver sur le marché rapidement. |
|---|---|
| Constructeurs concernés | BMW, Toyota, Porsche, Hyundai |
| Innovation engendrant des entretiens | Oui |
| Innovation engendrant des réparations | Oui |
| Types de réparations | Identiques aux véhicules thermiques, avec en plus des habilitations requises pour la partie stockage de l'hydrogène, et une connaissance sur les particularités liées à ce carburant. |
| Dispositif législatif en rapport avec l'innovation | Instruction technique de l'OTC IT F0 et F6, Règlement n° 406 / 2010 du 26/04/2010 portant application du règlement n° 79 / 2009 du 14/01/2009 concernant la réception par type des véhicules à moteur fonctionnant à l'hydrogène. |
| Contrôle technique | Il n'y a pas encore de commercialisation de masse de véhicules hydrogène en France. Les contrôleurs techniques ne sont donc pas, à ce jour, directement concernés par cette technologie. On peut cependant signaler que d'un point de vue administratif, le code énergie H2 existe dans la liste des énergies potentiellement disponibles. Les pouvoirs publics ont donc anticipé la commercialisation de tels modèles. |
| Mots-clés | hydrogène gaz H2 hydrogen |
Méthodes et pratiques
Les techniciens qui interviennent sur ce système peuvent :
- Faire l'entretien du moteur thermique (filtres, huiles, liquides).
- Intervenir sur la partie stockage de l'hydrogène, s'ils ont été formés spécifiquement pour ça, et s'ils ont le matériel spécifique (EPI, torchère, etc.).
- Effectuer une recherche de panne sur le système.
- Réaliser un contrôle de fuite du circuit d'alimentation en carburant.
| Entreprises concernées aujourd'hui | Non commercialisé, Véhicules industriels, Spécialistes |
|---|---|
| Métiers concernés | Mécanicien-Technicien Auto |
Impact sur les compétences en atelier
Les métiers du secteur industriel sont plus concernés car ils sont susceptibles d'intervenir sur des véhicules de collectivités comme les BUS fonctionnant à l'hydrogène.
Ce sera aussi le cas pour le secteur automobile quand les véhicules seront commercialisés à grande échelle.
L'intervention sur ces systèmes n'est pas aujourd'hui réglementée mais elle nécessite une formation spécifique pour intervenir sur des réservoirs de carburant gazeux à très forte pression.
Exemple d’outillage approprié
- Dans le cas d'une intervention sur un véhicule au gaz il faut être équipé du matériel nécessaire pour la vidange du ou des réservoirs en plus du matériel classique.
- Torchère
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