L’utilisation de l’hydrogène dans le secteur des transports fait partie des différentes technologies permettant de mener à bien la transition énergétique et la révolution des modes de propulsion. Cependant, la présence future des piles à combustible fait encore l’objet d’une certaine controverse, notamment en raison de la forte hausse des prix de l’énergie. Le fait est qu’en Suisse, depuis cinq ans, le cycle de l’hydrogène basé sur le modèle du camion Hyundai Xcient Fuel Cell démontre chaque jour sa faisabilité technique; il est de plus en plus utilisé dans les pays voisins. Aujourd’hui, pratiquement tous les constructeurs de camions du monde entier travaillent sur des technologies utilisant l’hydrogène, et dans de nombreux cas, les concurrents ont commencé à collaborer étroitement au développement des technologies de base. Par exemple, la société allemande Cellcentric, qui développe des piles à combustible pour les camions, est une coentreprise à parts égales de Daimler Truck et du groupe Volvo.
Un nouveau défi
Les véhicules d’essai GenH2 de Mercedes-Benz Trucks, tout comme ceux de Volvo Trucks, misent donc également sur les piles à combustible Cellcentric. Mercedes se distingue toutefois par le fait que l’hydrogène n’est pas transporté à l’état gazeux, comme c’est le cas chez tous les autres constructeurs, y compris Hyundai, mais sous forme liquide. Cela ne change toutefois rien au fonctionnement de la pile à combustible, car l’hydrogène est dans tous les cas transformé en gaz pour produire de l’énergie électrique dans le camion. Chez Mercedes, il doit donc d’abord être converti.
L’hydrogène liquide est refroidi à moins 253°C. A l’instar du GNL et du gaz naturel, cela permet de transporter beaucoup plus d’énergie, ce qui, avec deux réservoirs de 40 kg, offre au GenH2 une autonomie de 1000 km, avec des temps de ravitaillement similaires à ceux du diesel, soit 10 à 15 minutes. D’ailleurs, selon Daimler, le H2 liquide peut être converti relativement facilement en hydrogène gazeux. Cela permettrait de ravitailler des véhicules FCEV équipés de réservoirs de gaz à 350 ou 700 bars dans une station-service proposant le H2 liquide et disposant de la technologie appropriée. Afin de perfectionner l’utilisation de l’hydrogène liquide H2, Mercedes-Benz a envoyé cinq prototypes du GenH2 à des partenaires logistiques pour qu’ils les testent. Il s’agissait des entreprises Air Products, Amazon, Holcim, Ineos et Wiedmann & Winz.
Pour ces essais, une station-service supplémentaire a été construite dans la région de Duisburg, en plus de celle située près du site d’essai de Daimler Truck à Wörth. Au total, 285 ravitaillements ont été effectués pendant la phase d’essai et les camions ont parcouru 225 000 km avec l’énergie liquide stockée dans des conditions réelles, mais très variables selon les entreprises, ce qui correspond à environ cinq tours du monde. Avec des camions diesel, environ 154 tonnes de CO2 auraient été émises. L’utilisation intensive des deux stations-service de H2 liquide a permis d’optimiser encore davantage ce nouveau processus de ravitaillement.
Adapté à l’utilisation en altitude
Daimler Truck a effectué une partie de ses essais estivaux en Suisse, afin de tester la technologie automobile proprement dite. Dans le Valais, quatre prototypes ont été «mis à l’épreuve» sur les routes de cols exigeantes situées entre 600 et près de 2480 mètres d’altitude, une station-service mobile de H2 liquide d’Air Products assurant l’approvisionnement en carburant. Le défi sur ces routes réside dans la combinaison de températures estivales élevées (parfois supérieures à 35°C) et d’un air raréfié en altitude, qui poussent les véhicules à la limite de leurs capacités de refroidissement et de gestion thermique sur des profils de route particulièrement exigeants.
Au total, les quatre prototypes ont parcouru plus de 10 000 km et 146 000 mètres de dénivelé en plusieurs semaines. Dans ces conditions difficiles, les systèmes ont affiché des performances à la fois stables et fiables. Dans le Valais, l’accent a été mis sur les performances du moteur électrique et de la gestion thermique, mais aussi sur l’interaction entre la pile à combustible, la batterie haute tension et le système de réservoir. Le perfectionnement du Predictive Powertrain Control PPC était également au centre des préoccupations.
Ce système permet de détecter les montées à venir à l’aide de données géographiques sur le trajet. La pile à combustible doit alors augmenter la puissance à temps et charger la batterie haute tension afin de disposer d’une puissance suffisante dans la montée avec la meilleure efficacité possible.
Première petite série
La prochaine étape consiste à construire une petite série de 100 tracteurs routiers GenH2 perfectionnés, qui seront mis en service chez différents clients à partir de fin 2026. Ils doivent préparer l’industrialisation à grande échelle au début des années 2030. Les cinq prototypes logistiques ont désormais été mis en service dans de nouvelles entreprises, où ils doivent contribuer au développement de camions à hydrogène adaptés aux besoins spécifiques des clients.
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Texte: Martin Schatzmann
Photos: Daimler & MS
