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Répondre aux besoins des véhicules à hydrogène et des technologies propres au Salon ACT

Répondre aux besoins des véhicules à hydrogène et des technologies propres au Salon ACT

12 juin 2019 | Shiv Shankar, responsable principal des marchés mondiaux, Swagelok

À l’heure où la réduction des émissions et l’efficacité énergétique sont des priorités pour les constructeurs automobiles, les nouvelles tendances en matière de transports et de technologies propres se sont affichées cette année en Californie à l'occasion du Salon des transports propres avancés (ACT).

Le secteur des transports est en pleine évolution et le Salon ACT s’est adapté en conséquence au cours des dernières années. Aujourd'hui, une grande partie de l’exposition est fortement axée sur les véhicules et les technologies à zéro ou faibles émissions, que beaucoup considèrent comme l'avenir du transport. 

Il y a quelques raisons à cela. De nouveaux acteurs arrivent sur le marché des transports et de la mobilité, ce qui perturbe les modèles classiques tant sur le plan de la technologie que des affaires. De nouvelles incitations sont par ailleurs mises en place dans le monde pour encourager de nouvelles évolutions dans les technologies des transports propres et réduire ainsi les émissions. C’est pourquoi la question est plus que jamais prise très au sérieux. 

Une chose était claire lorsque que j'étais au salon : au fur et à mesure que la technologie évolue, de nouveaux défis apparaissent pour les constructeurs qui veulent réussir. J’expose ici quelques observations capitales que j’ai pu faire au Salon ACT 2019 :

Puissance, autonomie et infrastructure

Plusieurs facteurs vont contribuer à une adoption accrue des véhicules et équipements propres et les fournisseurs travaillent à proposer des solutions. 

Les véhicules électriques (VE) sont à l’honneur. Les véhicules purement électriques en service aujourd’hui sont des véhicules propres. Comme le prix des batteries continue de baisser, ils sont en train de devenir une solution rentable pour se déplacer sur de courtes distances. Il existe toutefois des problèmes inhérents à ce type de véhicule. Par exemple, dans le secteur du transport routier, les exploitants de flottes de camions doivent pouvoir compter sur une vaste gamme de batteries pour transporter des chargements sur de longues distances. Le temps de charge, qui peut aller de 30 minutes à 10 heures, est également un problème. Ces véhicules doivent également pouvoir compter sur un réseau de stations de charge – une infrastructure qui n’existe toujours pas en dehors de certaines zones géographiques particulières. Enfin, les matières premières nécessaires à la fabrication des batteries pour véhicules électriques sont relativement rares, en particulier aux États-Unis. En se raréfiant encore davantage, leur prix risque d’augmenter. À cela s’ajoute le problème de la gestion des déchets, qui va se poser lorsque nombre de ces batteries arriveront en fin de vie.

Cela rend une autre technologie de plus en plus intéressante : les piles à hydrogène. Les véhicules équipés de ces piles utilisent de l'hydrogène gazeux et de l'oxygène pour alimenter un moteur électrique qui offre de nombreux avantages pratiques, notamment l'absence d’émissions carbonées, une puissance accrue et un couple suffisant pour un poids lourd. Lorsque l’électricité qu’ils utilisent est issue de sources propres et renouvelables, ces véhicules peuvent véritablement être considérés comme des véhicules zéro émission. Ils ont également moins d'inconvénients. Les constructeurs de véhicules à hydrogène ont affiché des autonomies prometteuses équivalentes à celles des véhicules traditionnels (plus de 500 km), à quoi s’ajoute la possibilité de « faire le plein » plus rapidement dans des stations d’hydrogène.

Si les infrastructures pour transporter l'hydrogène sont actuellement limitées, certains constructeurs sont en train d’y remédier en investissant massivement. Nikola Corporation, une société spécialisée dans les semi-remorques électriques et les véhicules à hydrogène et l’un des principaux intervenants au Salon ACT, a promis de construire 700 stations d’hydrogène aux États-Unis d'ici 2028. En traitant en même temps le problème de la fabrication des véhicules et celui des infrastructures, le modèle économique unique de l'entreprise pourrait rendre ces véhicules plus intéressants pour les utilisateurs finaux.  

Créer une infrastructure efficace pour les véhicules à hydrogène

Pour faire des véhicules à hydrogène une technologie viable aux yeux du marché et des consommateurs, il est indispensable de créer une infrastructure fiable pour ces véhicules. La sécurité et l’efficacité du stockage de l'hydrogène à bord des véhicules et dans les stations sont une part importante du problème.

Pour des applications pratiques sur route, quelques points doivent être pris en compte L'hydrogène a la plus forte énergie massique de tous les carburants, mais il a un faible volume par unité d'énergie, ce qui nécessite des procédés de stockage de pointe adaptés à un pouvoir calorifique plus élevé. À l’état liquide, le stockage de l’hydrogène nécessite des températures cryogéniques, ce qui rend actuellement l’hydrogène sous cette forme moins intéressant pour un usage à bord de véhicules. À l’état gazeux, un stockage efficace de l'hydrogène nécessite des réservoirs et des systèmes d'alimentation en carburant sous haute pression – de 350 bar pour un véhicule de tourisme classique à 700 bar pour un poids lourd.

L'hydrogène doit être confiné et stocké de manière efficace tout au long de la chaîne d'approvisionnement. L'hydrogène est soit produit sur place, soit livré par camion remorque citerne aux stations où il est ensuite comprimé pour être stocké dans des cuves fixes. Depuis ces cuves, le gaz est transféré au distributeur actionné par l'utilisateur final – la version hydrogène d’une pompe à essence classique – où il va finalement remplir la pile à combustible du véhicule. Point important, les pressions dans les stations doivent être encore plus élevées – entre 900 et 1000 bar – pour répondre aux besoins de pression des véhicules eux-mêmes.

Il est essentiel de pouvoir maintenir des pressions élevées acceptables tout en évitant des fuites coûteuses en tout point de l'infrastructure de transport de l’hydrogène pour faire des piles à combustibles une technologie viable, rentable et pratique dans diverses applications liées au transport. La conception des systèmes et le choix des matériaux pour ce nouveau carburant doivent se faire en tenant compte de ces pressions élevées et de ces impératifs d’étanchéité.

Ce ne sont là  que quelques-unes des évolutions à suivre dans le domaine des transports propres. Il est important de contribuer à l’avènement d’un monde plus durable. Chez Swagelok, nous sommes déterminés à proposer notre appui, notre assistance et des produits de qualité aux constructeurs qui œuvrent au développement de véhicules viables à zéro ou faibles émissions pour les années et les décennies à venir. Nous avons une grande expérience dans le domaine des matériaux, des pressions et des températures extrêmes, et des raccordements parfaitement étanches destinés à des applications critiques. Nous entendons mettre notre expertise au service du secteur des transports propres. Cette expertise nous permettra de répondre aux attentes de nos clients en matière de sécurité, d’efficacité et de fiabilité. 

En apprendre davantage sur les technologies du transport avec Swagelok