Comment améliorer la durée de vie des piles à combustible pour la mobilité hydrogène ? C’est la question sur laquelle planche Vitesco Technologies, filiale de l’équipementier Continental, dans le cadre de son projet « Électronique de Contrôle pour véhicules à Hydrogène (ECH2) ». Ce dernier a été retenu, parmi 14 autres projets, par le Comité d’orientation pour la recherche automobile et la mobilité (CORAM) pour recevoir une partie des 109 millions d’euros de budget alloué dans le cadre du plan de relance et devrait durer trois ans. « En général, les aides atteignent 30 % à 50 % du coût engagé sur le projet », indique Christophe Maréchal, directeur Innovation Vitesco Technologies France.
En partenariat avec le laboratoire Laplace, l'Ifpen, les industriels Siemens industrie Software et Areva Stockage Energie, le consortium ambitionne de développer et de produire des calculateurs électroniques dédiés au pilotage des piles à combustible de véhicules légers, bus et camions. Les premières expérimentations devraient débuter début 2022. « Nous travaillons généralement sur des solutions 5 à 10 ans avant leur mise sur le marché », affirme Christophe Maréchal, soulignant que le marché de la mobilité hydrogène devrait véritablement émerger dans la seconde moitié de la décennie.
Limiter le vieillissement de la pile à combustible
Le projet ECH2 a pour objectif principal de comprendre comment la pile à combustible vieillit dans le temps et comment limiter ce vieillissement. « Car la durée de vie des piles à combustible n’est pas à l’état de l’art par rapport aux usages. Toutes les phases transitoires (appels de puissance, phases de démarrage et d’arrêt) sont les principaux facteurs de vieillissement de la pile et génère des surcouts par exemple liés à la teneur en platine de la pile », explicite M. Maréchal.
Les ingénieurs de Vitesco Technologies vont ainsi faire vieillir expérimentalement différentes piles à combustible sur des bancs d’essai d’endurance et de performance dès le début de l’année prochaine. « Avec nos partenaires Helion (filiale d’Alstom) et le laboratoire Laplace, qui détient des moyens d’essais », tient à préciser Christophe Maréchal. « L’idée est d’abord de modéliser les phénomènes qui se passent au niveau de la pile, détaille-t-il. Ensuite nous pourrons agir au niveau du contrôle-commande, par exemple en optimisant la répartition de puissance entre batterie et pile à combustible, la stœchiométrie hydrogène/air, l’humidification et le refroidissement de la membrane », poursuit-il.
Toujours dans l’objectif de faire baisser les coûts, un deuxième axe est étudié dans le projet ECH2 : la modularité des piles à combustible pour permettre des effets d’échelle. « Nous voulons être capables d’identifier quelle serait la meilleure taille standardisée de pile à combustible, qui puisse s’adapter aux utilitaires légers et véhicules lourds. Il nous faut également comprendre comment gérer cette modularité au niveau des auxiliaires », évoque M. Maréchal. Là encore, l'électronique de contrôle joue un rôle clef.
