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PILE A COMBUSTIBLE

Technologie

13 septembre 2007

Alors que la plupart des concept-cars intègrent des technologies de motorisation hybrides, hybrides rechargeables, qui sont susceptibles d'arriver sur le marché dans les 5 ans, on avait un peu oublié les recherches ou développements à plus long terme, et notamment les piles à combustibles.
Hyndai, avec ce concept-car i-Blue, nous propose un modèle avec cette solution de pile à combustible.

Pour rappel, un véhicule hybride intègre un moteur thermique accouplé à un ou plusireurs moteurs électriques, ces derniers aidant ou remplaçant le moteur thermique lors de certaines conditions de roulage. Ainsi, en-dessous de 50 km/h, la voiture fonctionne en mode 100% électrique sur 2 kms (après, plus de batteries..). Au-dessus de 50 km/h, le moteur thermique prend le relais, assurant la propulsion et rechargeant les batteries lors des phases de décélération, stockant de l'énergie qui sinon serait perdue. ce type de voitures hybrides permet des gains en consommation de carburant, tout en continuant à rejeter les polluants classiques des moteurs à combustion (CO2, Nox,..).



La technologie de la pile est combustible est radicalement différente. Il s'agit de réaliser une "électrolyse à l'envers": la combinaison du carburant H2 avec le comburant 02 fournit de l'énergie électrique tout en rejetant de l'eau. Cette énergie électrique alimente directement des moteurs électriques, servant à la propulsion du véhicule.
Un véhicule fonctionnant avec une pile de combustible consomme donc de l'hydrogène H2 et rejette de la vapeur d'eau en sortie. Localement (au niveau du véhicule), il n'y a plus aucune pollution. Globalement, il faut bien créer de l'hydrogène, ce qui peut être fait par électrolyse ou par d'autres moyens. L'électrolyse est faite en faisant passer un courant électrique fort dans de l'eau, entre deux électrodes. De l'hydrogène se dégage sur la cathode, de l'oxygène sur l'anode. Cette électrolyse consomme donc du courant électrique. De plus, il faut ensuite comprimer cet hydrogène à des pressions très importantes pour le stocker dans des réservoirs embarqués à bord des véhicules. Sur le i-Blue, l'hydrogène est stocké dans un réservoir de 115 litres, sous une pression de 700 bar. Soit 700 fois la pression atmosphérique. La fabrication de cet hydrogène est donc énergivore, et donc source de pollutions dans le cas où l'électricité est produite à partir de charbon, de pétrole,...
La pile à combustible permet donc de remplacer une pollution locale (au niveau de la chaussée) par une pollution supplémentaire sur les sites de production d'électricité. Globalement, selon les rendements des différents procédés, les gains en rejets de CO2 par cette solution de pile à combustible vont de limités à inexistants, sauf dans les pays où l'électricité est produite par nucléaire ou par des énergies renouvelables. On le répète, le seul bénéfice marquant serait l'absence de pollution locale.

Dans le développement de nouvelles technologies de remplacement du moteur thermique classique (voire l'utilisation de bio-carburants, par exemple), il faut toujours s'intéresser au bilan énergétique global, du puit à la roue (well to wheel en anglais), pour éviter les fausses bonnes idées ou solutions miracles. Si pour produire un litre de bio-éthanol à partir de betteraves, il faut dépenser plus d'un litre d'essence, il ne sert à rien de développer cette voie... et dans ce cas, la communication prend souvent le dessus sur la réalité.