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Voiture propre | ||||
Cinq cents kilomètres
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Résultant d'un des nombreux projets européens soutenus par le programme JOULE pour mettre sur le marché des véhicules propres, FEVER est l'un des premiers prototypes de voiture électrique alimentée par une pile à combustible ne consommant que de l'hydrogène et de l'oxygène. Vitesse de pointe: 120 km/h. Autonomie: 500 km.
Dans 15 à 20 ans, 75% du parc automobile sera constitué de véhicules hybrides où l'énergie électrique sera couplée avec une propulsion thermique. Et les 25% restants seront entièrement électriques", affirme Gaston Maggetto. Ce professeur de génie électrique à l'Université Libre de Bruxelles est également président de l'AVERE (Association européenne du véhicule électrique routier), qui regroupe plus de 500 membres - centres de recherche, constructeurs automobiles, fournisseurs d'énergie, équipementiers, usagers, etc. Du 29 septembre au 3 octobre dernier, l'AVERE et ses homologues américain et asiatique organisaient à Bruxelles le 15e symposium mondial du véhicule électrique (EVS15). En vedette de cette rencontre d'experts, le constructeur français Renault a fait la première présentation publique du démonstrateur FEVER, l'un des premiers véhicules électriques expérimentaux dotés d'un moteur alimenté par une pile à combustible. FEVER est le fruit d'un projet européen, coordonné par Renault, qui avait démarré en 1993 et s'est achevé en juin dernier. Electrolyse inversée "Le principe de la pile à combustible, c'est l'inverse de l'électrolyse, au cours de laquelle un courant provoque la dissociation de l'eau en hydrogène et oxygène", explique Jean-Claude Griesemann, pilote de recherche chez Renault. "Dans une pile à combustible, c'est la réassociation d'hydrogène avec l'oxygène de l'air qui permet de produire un courant électrique ainsi que de l'eau". Sous l'effet d'un catalyseur, le gaz hydrogène introduit dans une première chambre de la pile libère ses électrons qui, captés par une plaque métallique, donnent naissance au courant électrique. Les noyaux d'hydrogène - protons - traversent alors une membrane semi-perméable et se recombinent, dans la seconde chambre, avec l'oxygène de l'air. L'eau ainsi formée est l'unique rejet de ce système de production d'énergie parfaitement propre.
Le projet FEVER associait au constructeur français les italiens De Nora (réalisation de la pile) et Ansaldo (assemblage des systèmes auxiliaires et du réservoir d'hydrogène avec la pile), le français Air Liquide (confection du réservoir d'hydrogène), le suédois Volvo (simulations) et l'Ecole des Mines de Paris (définition des paramètres de fonctionnement du système). "Les difficultés résidaient avant tout dans la compréhension des phénomènes physiques qui se déroulent à l'intérieur du système", explique Jean-Claude Griesemann. L'un des problèmes consiste à maintenir l'équilibre des pressions d'air et d'hydrogène (3 atm.) de part et d'autre des membranes dans toutes les phases transitoires. Tout déséquilibre un peu violent est susceptible de rompre les membranes - et donc de détruire les cellules. Une autre difficulté vient de la gestion de l'eau, tant celle nécessaire à l'humidification des gaz et au refroidissement que celle produite par la pile. Un excès d'eau dans les circuits empêcherait, par exemple, la bonne circulation des gaz. La maîtrise des températures est également délicate parce que tout chauffage exige une consommation d'énergie qui se ferait aux dépens de la production d'électricité". Les leçons d'un prototype Le véhicule expérimental, réalisé sur la base d'une Renault Laguna break, a permis de démontrer la faisabilité et surtout les performances qualitatives et quantitatives d'un tel système : zéro émission, rendement énergétique très supérieur aux moteurs thermiques, pointe à 120 km/h et une autonomie seulement limitée par la quantité d'hydrogène embarquée (500 km pour 8 kg d'hydrogène liquide). Restent à résoudre, pour en faire une solution industrielle, les problèmes d'espace (le volume du système ne permet que deux places de passagers) et de coût. "Le projet a démarré il y a cinq ans", fait remarquer le responsable de Renault, "et la pile fournie par notre partenaire De Nora correspond à l'état de l'art de 1995. Depuis, le volume des piles a pu être réduit quatre fois. Quant aux solutions techniques pour diminuer le coût des piles, elles commencent à être bien maîtrisées." L'objectif considéré comme économiquement raisonnable serait de descendre à une échelle de 100 euros/kw, ce qui correspond à un prix équivalent à deux fois celui du moteur - actuellement, certaines batteries haut de gamme coûtent jusqu'à 100 000 euros/kw. Un soutien européen constant... Au-delà de FEVER (qui a rencontré un très vif succès lors du salon EVS15), Renault, De Nora et Air Liquide sont également associés, avec d'autres partenaires, au projet européen HYDRO-GEN. Sous la coordination du constructeur français PSA, celui-ci vise à mettre au point un autre type de véhicule, utilisant une nouvelle génération de piles à combustible et de l'hydrogène comprimé. "Il est, en effet, de plus en plus probable que le centre de plusieurs grandes villes européennes ne soit plus autorisé qu'à des véhicules totalement dépourvus d'émissions polluantes. Je suis persuadé que les piles à combustible auront un grand avenir après 2010", estime William Borthwick, responsable scientifique à la Commission européenne. Ainsi, outre HYDRO-GEN, les programmes communautaires soutiennent-ils aussi des projets comme FCBUS (autobus à pile à combustible), coordonné par Air Liquide, ou CAPRI, une initiative coordonnée par Volkswagen, qui s'appuie sur une nouvelle technique d'alimentation en hydrogène.
La production en masse de ce gaz explosif, son transport et sa distribution représentent, en effet, le principal obstacle à l'adoption de la propulsion à pile. Les constructeurs s'intéressent donc à la possibilité de le produire directement dans les véhicules grâce à un "reformeur". Opération classique dans les industries gazières, le reformage consiste à oxyder un hydrocarbure (sous l'action de la vapeur d'eau et de l'air, à haute température et en présence d'un catalyseur) pour obtenir de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et un hydrocarbure plus léger. Avec du méthanol, le reformeur ne produit que de l'hydrogène et du gaz carbonique. "Cette solution présente l'avantage de pouvoir utiliser immédiatement le réseau de distribution existant", précise Gaston Maggetto. "Par ailleurs, le méthanol peut être produit par des sources très diverses. Les véhicules ainsi conçus ne seraient plus zéro émission, mais le très bon rendement énergétique du système permettrait malgré tout une forte réduction des émissions de CO2 des véhicules. De toute façon, produire de l'hydrogène en quantité revient à installer une centrale électrique quelque part...". ...face à une concurrence agressive Pour Renault, comme pour un nombre croissant de constructeurs, l'électrique est un "axe fort de développement". "Si nous venions à l'oublier, ironise Jean-Claude Griesemann, le Prius de Toyota nous le rappellerait". En effet, alors que le frein majeur au développement du marché du véhicule électrique est son prix, le constructeur japonais est sur le point de lancer, aux Etats-Unis d'abord et ensuite en Europe, un véhicule hybride, remarqué à EVS15, au tarif d'une voiture traditionnelle. Ceci dit, encore faut-il que les usagers acceptent ce changement technologique radical. "A moyen terme, l'avenir du véhicule électrique dépendra en partie de l'acceptation du concept de voiture de ville", souligne William Borthwick. A l'issue d'EVS15, un rallye très particulier a conduit un groupe de véhicules électriques de Bruxelles à Monte-Carlo, en effectuant des démonstrations dans une quinzaine de villes étapes. Ce périple (auquel participaient notamment des vélos qui se sont avérés très performants, notamment en Suisse, lors du passage du col du Saint- Gothard enneigé) a permis de familiariser le public avec ces "éco-véhicules". Contact: | |||||
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Prendre le train en marche 