Le
domaine de l’automobile
Dans le secteur de l’automobile, de nombreux projets ont
aussi été établis au niveau de l’hydrogène mais ce
domaine étant assez conséquent en prototype, cette partie a
été séparé de la précédente. En effet de nombreux
constructeurs ont établi plusieurs projets ( Daimler Chrysler,
BMW, Renault etc…).
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Daimler Chrysler
DaimlerChrysler
est le leader mondial dans le domaine automobile avec de
nombreux prototypes, à la fois des bus et des véhicules
personnels. Il s'est allié à Xcellsis et Ballard pour mettre
au point ses prototypes. Le dernier prototype, la F-cell
est construite sur la base d'une Mercedes Classe A fonctionnant
à l'hydrogène et a été présenté en 2002, suivant les 5 précédents
prototypes, les NECAR. 60 véhicules F-Cell seront testés à
partir de 2003 en Europe, aux USA et en Asie.
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La Necar5
Le
premier, NECAR 1, un
mini bus fonctionnant à l'hydrogène a été conçu en 1994:
il y avait alors juste la place pour le conducteur et le
passager avant. La NECAR 2
en 1996 dénote des progrès accomplis: les 6 places de ce mini
bus sont disponibles, l'hydrogène étant stocké sur le toit.
Il atteint 110 km/h et une autonomie de 250 km. En 1997,
Daimler lance la NECAR 3,
le premier véhicule à pile fonctionnant au méthanol sur la
base d'une Mercedes Classe A. La NECAR
4 sur la base d'une Mercedes Classe A fonctionnant
à l'hydrogène liquide est un véhicule zero emissions (ZEV).
Elle atteint une vitesse de 145 km/h pour une autonomie de 450
km. Ce NECAR 4 a même été amélioré avec la NECAR
4A servant aux tests (volume du stack réduit).
Les
premiers prototypes Necar
Parallèlement
à ces véhicules personnels, DaimlerChrysler a conçu des bus,
les NEBUS,
fonctionnant à l'hydrogène gazeux stocké sur le toit et
atteignant une vitesse de 80 km/h pour une autonomie de 300 km.
Construits sur la base d'un bus citaro, 30 de ces bus devraient
être introduits dans plusieurs villes dans le cadre de
programmes test: ils ont été, vendus 1,28 Millions d'Euros à
10 compagnies de transport européennes.
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General Motors
General
motors a commencé à s'intéresser aux piles dès les années
60 en travaillant sur des piles alcalines. Dans les années 90,
GM participe aux recherches menées par le DOE et travaille sur
les PEM et fonde le GAPC en 1997 (Global Alternative Propulsion
Center). Les recherches menées sur les piles sont donc très
intensives avec à ce jour la création de plusieurs prototypes
prototypes.
En 1998, Opel/General Mototrs présente un prototype de véhicule
avec une pile à combustible sur la base d'une Opel Zafira.
Ce premier prototype, atteignant une vitesse de 120 km/h, possède
de plus des batteries pour aider au démarrage. Il fonctionne
au méthanol à partir duquel on fabrique de l'hydrogène par
reformage.
Hydrogen1 est présenté
en 2000: ce véhicule fonctionne à l'hydrogène liquide et
atteint une vitesse de 140 km/h pour une autonomie de 400 km.
Le stack de ce prototype d'une puissance de 80 kW est très
compact (59*27*50 cm). Hydrogen3 présenté en automne 2001 a
des performances encore meilleures: le stack a une puissance de
90kW avec une densité de 1,6 kW/litre. Le nouveau stack développé
par GM serait capable d'un démarrage à froid de -20°C en 30
secondes.
Un des derniers véhicules créés est un véhicule du type
Chevrolet S 10 fonctionnant à l'essence à faible teneur en
soufre (Mai 2002). Cette essence est reformée pour obtenir de
l'hydrogène, les émissions en CO2 seraient réduites de 50%
avec seulement des traces de CO et de NOx.
En automne 2002, GM a présenté au Salon de Paris son nouveau
prototype: le Hy-Wire, où l'ensemble du système pile +
hydrogène gazeux est stocké au niveau du plancher du véhicule.
Dans ce prototype, General Motors ne s'est pas contenté de
modifier le système de traction, mais aussi a également
modifier toute la structure de la voiture puisque tout est intégré
dans la plateforme. Une révolution aussi avec le système
drive-by-wire pour piloter.
Le
nouveau prototype de GM
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Honda
Honda
travaille non seulement sur les hybrides (le hybrid Insight a
beaucoup de succès), mais aussi sur les véhicules à pile
depuis 1989. Elle a déjà réalisé 4 prototypes: le FCX V1,
le FCX V2, le FCX V3 et le FCX V4. Le FCX
V2 utilisait une pile Honda avec un reformeur pour
le méthanol. Avec la FCX V3,
Honda a réalisé un prototype beaucoup plus performant avec un
temps de démarrage 10 secondes, avec suffisamment de place
pour 4 personnes. Sa vitesse de pointe est de 130 km/h pour une
autonomie de 180 km, un ultra-condensateur remplaçant la
batterie pour améliorer les accelérations. Pourvue d'une
PEMFC de Ballard (même si Honda continue les recherches en
interne), elle fonctionne à l'hydrogène gazeux et ne nécessite
que 5 minutes pour faire le plein. La FCX
V4 présentée en Septembre 2001 encore de
meilleures performances: une vitesse maximale de 140 km/h, une
autonomie de 300 km, de meilleures accélérations.
FCX-V4
Honda
a déjà commencé à vendre des véhicules à pile dès comme
véhicules de flotte en Californie. Ces véhicules pourront
s'alimenter à des stations services centralisées, le
carburant choisi étant l'hydrogène.
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Nissan
Nissan
a présenté un premier concept de véhicule pile à
combustible dès 1997 et son premier prototype en 1999: c'était
un véhicule fonctionnant au méthanol, avec des batteries pour
les fortes demandes en puissance et le démarrage. Un autre
prototype, le Xterra SUV a été présenté en 2000: il
fonctionne à l'hydrogène et possède des batteries Li-Ion.
Depuis Juin 2001, Nissan travaille en partenariat avec Renault
en particulier sur le reformage de l'essence. Les piles sont
celles du canadien Ballard, à qui Nissan vient de commander de
nouveaux modèles Mark 902. Mais Nissan a aussi conclu une
alliance avec UTC Fuel Cells, dont les systèmes assureraient
une meilleure gestion de l'eau.
Nissan a récemment revu ses ambitions à la hausse en annonçant
la sortie de véhicules à piles dès 2003, pour répondre
notamment à la concurrence de Toyota et Honda.
Xterra
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BMW
A
la différence des autres constructeurs, BMW ne développe pas
de véhicules électriques avec une pile à combustible.
Cependant, BMW travaille avec Delphi Automotive Systems au développement
d'une SOFC (de Global Thermoelectric) servant comme APU
(Auxiliairy Power Unit). Avec la BMW CleanEnergy 750hl, BMW
parie donc sur le moteur à hydrogène et une pile à
combustible comme APU. Il s'agit d'une pile de 5 kW située
dans le coffre. Le système a un poids de 45 kg pour un volume
de 48l. Le moteur thermique est capable de fonctionner aussi
bien avec de l'hydrogène (liquide) que de l'essence classique.
En 2001, BMW a présenté ce prototype dans le monde entier: à
Dubai, Milan, Tokyo, Bruxelles et Los Angeles. La pile pourrait
être une SOFC ou une PEMFC, puisque BMW travaille également
avec UTC Fuel Cells.
BMW
s'intéresse de près à la mise en place de l'infrastructure
de l'hydrogène avec d'autres partenaires allemands: Aral, BP,
Man, Shell, RWE ainsi que Volkswagen, Opel et DaimlerChrysler.
Les points forts sont la production, la distribution de
l'hydrogène ainsi que le réseau de stations-service et la création
d'un service de maintenance des véhicules à hydrogène et la
mise en place de normes sur l'hydrogène.
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Ford
FORD
s'est lancé dans l'aventure pile à combustible en s'alliant
avec d'autres entreprises comme DaimlerChrysler, Ballard, Shell
et Mazda. Ford a déjà des prototypes à son actif et met le
projet pile à combustible en avant dans le cadre de la défense
de l'environnemement (véhicules zéros Emissions : ZEV).
Ford a ainsi lancé le programme TH!NK autour des véhicules
électriques et à pile à combustible, mais Ford vient
d'abandonner ce programme début 2003. Ford veut lancer des véhicules
PAC dès 2004...
Deux de ses prototypes fonctionnent à l'hydrogène comprimé,
la pile est une PEMFC de Ballard:
- la Focus FCV sur la
base d'une Sedan 4 portes,
- la P2000 aussi sur
la base d'une Sedan 4 portes, mais avec une plate forme en
Aluminium ultra légère (1150 kg).
Les performances d'endurance et de vitesse des prototypes
semblent prometteuses.
Ford
FCV
A
noter que Ford s'intéresse aussi aux véhicules à hydrogène
et moteur thermique avec le prototype P 2000 H2ICE. Un autre
prototype fonctionne au méthanol: la Ford Focus FC5. Par
ailleurs, le programme TH!NK
mis en place par Ford a permis de développer de nombreux véhicules
électriques.
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PSA
PSA
a mis au point deux prototypes. Le premier, HYDROGEN, a été
mis au point en partenariat avec d'autres entreprises: Renault,
Solvay, le CEA, Air Liquide. Sur la base d'un Berlingo, ce véhicule
dispose d'un moteur électrique, d'une pile à combustible de
30 kW et de batteries. Alimenté avec de l'hydrogène gazeux
sous pression (350 bars), il atteint une vitesse maximale de
100 km/h.
Autre prototype développé cette fois ci par PSA seul, le
TaxiPAC, sur la base d'un Peugeot Partner. Il correspond à
l'idée de PSA sur le développenment des véhicules à pile.
PSA pense que dans un premier temps (2005-2010), les véhicules
à pile seront des véhicules électriques utilitaires avec une
pile à combustible de petite puissance (5 kW) fonctionnant à
l'hydrogène gazeux et des batteries.
Taxi-PAC
PSA
a récemment conclu un accord de partenariat avec Millenium
Cell portant sur le système de stockage de l'hydrogène
(Hydrogen on Demand) développé par ce dernier et qui devra être
intégré aux concepts de véhicules existants. Ce partenariat
a débouché en 2002 sur la réalisation d'un prototype nommé H2O
- un véhicule de pompier - sur la base d'une Peugeot 206.
D'autres partenariats sur la recherche sur les piles et
l'hydrogène ont été conclus avec le CNRS et le CEA.
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Renault
En
1998, Renault réalise un véhicule à pile à combustible: une
Laguna équipé d'une pile fonctionnant à l'hydrogène
liquide. Dans ce prototype appelé FEVER, le système pile + réservoir
d'hydrogène occupait tout l'espace arrière. L'hydrogène est
stocké sous forme liquide à -253°C. FEVER a été mis au
point en partenariat avec Ansaldo, DeNora, AirLiquide, Mines de
Paris et Volvo.
FEVER
Renault
a aussi participé avec PSA, DeNora, le CEA, Air Liquide au
programme HYDRO-GEN aboutissant à un Partner pourvu d'une pile
de 30 kW fonctionnant à l'hydrogène comprimé (350 bar) et de
batteries. Renault travaille maintenant en partenariat avec
Nissan avec qui il a investi 172 millions de dollars sur les 4
prochaines années pour étudier le reformage de l'essence. De
plus, Nissan et Renault ont signé en Février 2002 un
partenariat avec UTC Fuel Cell (leader dans le domaine du
stationnaire) et Nissan pour développer des composants pour
les applications automobiles.
Autre
piste étudiée par Renault avec BMW: une pile SOFC de 5 kW
servant à fournir l'électricité, de bord et pouvant
fonctionner à l'essence ou au gazole.
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Toyota
Toyota
est un des leaders dans la construction de véhicules
automobiles hybrides. Il en a vendu plus de 20000 Prius en 2002
et prévoit d'en vendre 300000 d'ici 2005! Mais de part ses
investissements et les prototypes réalisés, Toyota a montré
son intérêt pour la technologie des piles à combustible.
Elle s'est d'ailleurs alliée avec General Motors depuis Décembre
1999 et Exxon Mobil depuis Janvier 2001. Elle prévoit même la
mise sur le marché de quelques prototypes dès 2003. L'un des
derniers prototypes est le FCHV-4 sur la base d'un véhicule
Kluger V, dont la pile de 90kW fonctionne à l'hydrogène
comprimé. En Décembre 2002, Toyota a affirmé sa position de
leader en étant un des premiers à proposer des véhicules à
pile à dans des universités américaines en Californie,
Irvine et Davis. Toyota a présenté un nouveau prototype au
salon de Détroit de 2003: le S-Fine. Toyota espère une
commercialisation dès 2010 au plus tôt.
FCHV-4