Pile à combustible : faire de ses défauts une force

La troisième école d’été internationale autour de la pile à combustible s’est tenue du 4 au 8 juillet à Belfort en présence d’étudiants, de chercheurs et d’industriels du monde entier. Objectif : partager savoir-faire et connaissances. Mais aussi réfléchir aux points faibles de cette technologie prometteuse pour mieux les dépasser.

Suisses, Allemands, Norvégiens, Portugais, Danois, Iraniens… ont fait le déplacement du 4 au 8 juillet pour l’école d’été internationale FTC2016 organisée par la fédération de recherche FCLAB, le labex ACTION et FEMTO-ST. Une troisième édition sur la thématique du « diagnostic et du contrôle tolérant aux défauts des systèmes pile à combustible ». L’occasion de faire le point sur l’avancée des recherches, de partager des connaissances et promouvoir le savoir-faire de l’UTBM et de ses partenaires : UFC, ENSMM, IFSTTAR, CNRS en la matière, « le cœur de ce que nous faisons ici », résument Nadia Yousfi Steiner, maître de conférences à l’UFC et titulaire de la chaire d’excellence au sein du labex ACTION et Argyro Karathanou, chargée de mission relations partenariales au FC LAB.

Durant quatre jours et demi, les participants, étudiants en master et doctorants, chercheurs et industriels du monde entier, ont participé à des cours/séminaires, des travaux pratiques et visité le FC LAB. Ils ont également assisté à des démonstrations, comme la dernière voiture pile à combustible de Toyota Mirai. Et ont planché de nombreuses heures durant sur les verrous actuels et futurs qui bloquent le développement de la pile à combustible, pour mieux les faire sauter. Ceux-ci sont principalement au nombre de trois. D’abord, les contraintes liées à l’eau émise par la pile : « si l’eau s’accumule, la pile est noyée ce qui empêche la réaction. S’il n’y en a pas assez, c’est l’inverse : la pile est asséchée », explique Nadia Yousfi Steiner. Deuxième contrainte : les gaz. Leur quantité d’abord. « S’il n’y a pas assez d’hydrogène et d’oxygène, la pile se dégrade et les dommages sont irréversibles ». Leur qualité ensuite. « On retrouve toujours des polluants dans les gaz en entrée ce qui peut parfois perturber la réaction. L’hydrogène pur n’existe pas », précise la maître de conférences. Troisième point faible enfin : la durée de vie limitée de la pile et son coût étroitement lié à celui du platine, utilisé comme catalyseur. « Même si la quantité de platine utilisée dans la pile a nettement diminué ces dernières années, les recherches continuent pour faire baisser les coûts. À l’heure actuelle, il n’existe pas de matériau de substitution », explique Mme Yousfi Steiner.

Une technologie propre, d’avenir

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Au-delà des limites techniques, il a également été question de « l’acceptation sociétale » de la pile lors de cette école internationale d’été. « Les gens ont en tête le dirigeable allemand mais la pile à combustible n’est pas plus explosive qu’une bouteille de gaz », assure Argyro Karathanou. D’où la nécessité de faire connaître et accepter aux industriels et à la population les contraintes liées à cette technologie encore méconnue. « Les industriels la considèrent comme une technologie d’avenir mais tant que les trois contraintes ne seront pas réglées, et notamment la contrainte économique, son développement restera limité », analyse Nadia Yousfi Steiner.

Pourtant les avantages de la pile à combustible sont nombreux : « d’un point de vue environnemental, quand elle fonctionne proprement, elle ne rejette que de l’eau qui peut être réutilisée. Elle a aussi un grand rendement énergétique : on peut facilement chauffer et éclairer une maison par exemple. Chacun peut produire son énergie de manière décentralisée, chez lui ». Bref, chercheurs et étudiants ont encore du pain sur la planche pour optimiser la « PàC ». Cette troisième école d’été internationale aura permis de tisser des collaborations bilatérales au niveau Européen et de créer des cadres pour faire avancer la recherche.

La pile à combustible déjà au service du quotidien

Se chauffer ou rouler grâce à l’hydrogène : ce n’est pas un mythe mais déjà une réalité en France et à l’étranger. Au Japon, des maisons fonctionnent avec une chaudière à pile à combustible qui produit de l’eau chaude, de la chaleur et de l’électricité. En France, une expérience de ce type a été menée par GRDF dès 2014 à Forbach (57). Des véhicules électriques à pile à hydrogène sont déjà commercialisés en petit nombre par Nissan, Toyota, Hyundai, Daimler, Ford ou General Motors. Daimler, basé à Stuttgart a annoncé la commercialisation d’un véhicule de série en 2017. Plus près de nous, la Poste dispose depuis 2014 d’une station et de cinq véhicules à hydrogène pour ses tournées à Audincourt et Dole-Perrigny dans le Jura. Les facteurs s’en disent satisfaits.


Crédits

Un article de : Eléonore Tournier
Crédits photos : UTBM/DR

  

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