La pile à combustible: une industrie en plein élan - L'atelier

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Cette actualité a été publiée le 04/08/2009 à 14h37 par Michel WALTER.


LA PILE À COMBUSTIBLE: UNE INDUSTRIE EN PLEIN ÉLAN

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La pile à combustible: une industrie en plein élan

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Avec la pile à hydrogène, il faut quand même que l'énergie pour la produire soit renouvelable. Sinon le problème est décalé!

Considérées comme parmi les technologies les plus prometteuses pour la préservation de l'environnement, les piles à combustible promettent économies d'énergie, réduction des émissions de carbone, amélioration des rendements électriques...Qu'en est-il aujourd'hui?
Les piles à combustible enfin reconnues

Inventées en 1839, les piles à combustible semblent enfin connaître le succès grâce aux importants progrès réalisés dans le domaine des matériaux (membranes, céramiques...), mais aussi grâce aux effets conjugués de la régulation de la pollution et de la dérégulation des réseaux électriques.

La pile à combustible fonctionne selon le principe inverse de l'électrolyse de l'eau. Le coeur comprend une anode (électrode positive) et une cathode (électrode négative), séparées par un électrolyte (un matériau qui bloque le passage des électrons).

Grâce au catalyseur (platine couvrant les surfaces actives des électrodes), l'hydrogène (pur ou issu du méthanol) se combine avec l'oxygène (contenu dans l'air), générant à la fois eau, chaleur et électricité.

Le saviez-vous?

Les piles à combustible ont servi de sources d'énergie dans toutes les missions spatiales habitées américaines (Apollo, Gemini, Orbiter...). Elles produisaient, outre l'électricité, de l'eau potable pour les cosmonautes. Toutefois, sortie de l'espace la technologie des piles à combustible perd un peu de sa pureté.

Plusieurs technologies sont aujourd'hui développées. Les piles à basse ou moyenne température sont les plus avancées, et sont arrivées au stade commercial ou pré-commercial.

Les piles alcalines (AFC) ont été les plus utilisées dans l'espace, mais aujourd'hui on leur préfère les piles à membrane (PEMFC) plus adaptés à un marché de masse comme l'automobile. Les piles à acide phosphorique (PAFC) sont une technologie mature adaptée aux usages stationnaires.

Un marché en plein essor

L'industrie des piles à combustible est en train de s'établir. Elle est surtout vive en Amérique du Nord, soutenue notamment par d'importants programmes de R&D gouvernementaux.

Pile à combustible de poche chez SonyAu Japon la situation est plus complexe. Ce sont les grandes entreprises de la construction électrique comme Fuji, Hitachi, Mitsubishi, Toshiba, IHI qui poursuivent des travaux dans le domaine des piles à combustible. De même les grands constructeurs automobiles comme Toyota, Honda, Nissan développent leur propre technologie de PEMFC en interne.

Il faut dire qu'avec les normes d'émission de plus en plus strictes , la pile à combustible est devenue un enjeu suffisamment important pour que la plupart des grands constructeurs mondiaux s'engagent dans un gros effort de R&D pour sortir sur le marché des voitures à pile à combustible! En Europe l'effort de R&D est encore sensiblement inférieur à ce qu'il est aux Etats-Unis et au Japon.

Considérée comme l'énergie de demain, la pile à combustible fait indéniablement son chemin dans le marché et se positionne dans l'avenir comme une alternative séduisante aux énergies fossiles. Des promesses fondées?

Des enjeux économiques majeurs

Selon des estimations canadiennes, la pile à combustible pourrait faire naître une industrie de 154 milliards de dollars en 2020. La Chine entre en course avec un programme R&D de 100 millions de dollars par an. Le Japon, le Canada, les Etats-Unis et l'Allemagne semblent également bien positionnés.

En Europe, le développement s'approfondit surtout dans les transports avec le démarrage dans le cadre de 7e PCRD du projet HyChain. Coordonnée par Air Liquide, ce projet amplifie les tests sur les minibus, véhicules utilitaires, fauteuils roulants, scooters et vélos. Il testera à l'occasion un nouveau réservoir en composites qui fonctionne selon sur le modèle des cartouches pour les portables.

Partout, la recherche s'intensifie et la technologie se développe. La normalisation en matière de sécurité de stockage et de transport avance. Des réservoirs d'hydrogène conformes à la norme ISO11439 sont déjà fabriqués par des sociétés comme Quantum. Il reste encore à mettre la technologie à portée des voitures, à convaincre le législateur d'adapter la réglementation, aujourd'hui défavorable à l'hydrogène, et à gagner la confiance des utilisateurs.

L'Europe du Nord est véritablement entrée dans l'« ère Hydrogène ». En témoignent le projet à court terme de 580 kilomètres d'autoroute à hydrogène reliant Oslo à Stavanger, en Norvège, ou encore l'avalanche de projets de transport propre en Suède.

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