Des compresseurs innovants font de l’hydrogène un carburant viable du futur
Un quart de l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre provient des transports, une situation qui peut entraîner des niveaux dangereux de pollution atmosphérique. C’est pourquoi le secteur des transports doit explorer de nouvelles voies pour assurer une mobilité plus propre. L’une des solutions envisageables est l’hydrogène, un carburant sans émissions de carbone qui peut être stocké sous forme de gaz dans les véhicules et converti en électricité dans une pile à combustible embarquée. Les seuls autres sous-produits sont l’eau et la chaleur; seule la vapeur d’eau est libérée dans l’atmosphère. «Cette technologie combine les avantages de la mobilité électrique, comme l’absence de bruit et d’émissions, avec les avantages d’un carburant chimique», explique David Colomar, coordinateur du projet COSMHYC (COmbined hybrid Solution of Multiple HYdrogen Compressors for decentralised energy storage and refuelling stations) et ingénieur à l’Institut européen de recherche sur l’énergie (EIFER). «Il s’agit notamment des courts temps de ravitaillement et de la capacité à stocker une grande quantité d’énergie. Cela en fait une technologie parfaitement adaptée aux véhicules utilisés en permanence, tels que les taxis et les bus, ainsi qu’aux véhicules qui parcourent de longues distances, comme les autocars et les camions.» L’absence d’infrastructures de ravitaillement en carburant largement répandues, abordables et fiables a toutefois constitué un obstacle à sa commercialisation. «Il est clair que davantage de travail doit être accompli en termes de renforcement de la chaîne de valorisation de l’hydrogène, de la production d’hydrogène à l’alimentation des véhicules en carburant», explique David Colomar. «C’est la raison pour laquelle le projet COSMHYC a été lancé.»
La fiabilité à la pompe
Le projet COSMHYC se concentre sur un élément spécifique de la chaîne de valeur de l’hydrogène – la station de ravitaillement en hydrogène (SRH). «L’hydrogène doit y être comprimé à de très hautes pressions (de 450 à 950 bar)», explique David Colomar. «Le compresseur est le principal organe d’une SRH, le plus cher et le plus difficile à faire fonctionner.» Le projet a donc entrepris de développer de nouveaux compresseurs pour SRH innovants, capables de fournir du carburant de manière moins chère, plus fiable et plus performante. Le concept COSMHYC fonctionne de cette manière. L’hydrogène est transporté de sa source à un compresseur à hydrure métallique, où il est stocké. Le carburant est ensuite comprimé dans le compresseur mécanique, à la pression requise pour les systèmes de ravitaillement. «Ce couplage intelligent de deux technologies nous a permis de parvenir à une solution très efficace qui, selon nous, peut fournir du carburant à un coût réduit», ajoute David Colomar. L’équipe du projet est convaincue que le coût du carburant à la pompe peut être réduit de 20 %. L’équipe a finalisé et validé la conception de son prototype de compresseur et est entrée dans la phase de construction. L’analyse du prototype de taille préindustrielle permettra à l’équipe du projet d’évaluer avec précision la valeur ajoutée technologique et économique du concept.
Stimuler l’industrie européenne
Le projet COSMHYC, dont l’achèvement est prévu pour septembre 2020, a déjà réalisé quelques avancées importantes. «Nous avons réussi à identifier de nouveaux matériaux qui nous permettront d’éliminer complètement les minéraux de terres rares de notre technologie», explique David Colomar. «C’est extrêmement important, car cela signifie que l’industrie européenne ne sera plus dépendante d’importations de minéraux de terres rares et de chaînes d’approvisionnement peu fiables. Cela nous procurera un important avantage économique et géostratégique.» Le concept COSMHYC est également évolutif. Un projet frère financé par l’UE, appelé COSMHYC XL et lancé l’année dernière, permettra de construire des compresseurs à hydrogène pour des applications à grande échelle comme les bus et les trains. Ce projet devrait être terminé à la fin de l’année 2021. Pour finir, David Colomar est convaincu que le projet peut jouer un rôle essentiel dans l’acceptation de l’hydrogène par la société, en apportant des solutions à certains problèmes clés tels que la fiabilité et les nuisances sonores. «Tout cela contribuera à accélérer la transition énergétique dans le secteur des transports», affirme-t-il. «Et, en développant des solutions technologiques innovantes qui sont fabriquées en Europe, je pense que nous pouvons également contribuer à développer de nouveaux écosystèmes industriels et de nouveaux emplois verts pour les générations futures.»
Mots‑clés
COSMHYC, hydrogène, compression, énergie, transition, écosystèmes, véhicules, bus, autocars, camions