Les grandes ambitions européennes en matière de mobilité hydrogène lourde – 60 000 camions à pile à combustible en circulation en 2030 – nécessiteront le développement de fortes capacités de compression de ce gaz très léger, afin de fournir en volumes suffisants les stations d'avitaillement. Mais comment dimensionner chacune de ces bornes au plus près des besoins alors que les contours de ce marché restent très mouvants et que le changement d'un compresseur peut s'avérer très onéreux ? C'est à cette question que tente de répondre le projet H2REF-Demo, mené par un consortium de partenaires (lire encadré ci-contre), coordonné par le Centre technique des industries mécaniques (Cetim).
Développé entre 2014 et 2019, dans le cadre du programme européen Hydrogène FCH JU 2020, un premier démonstrateur a abouti à la mise au point d'une nouvelle technologie, où le compresseur est actionné par une membrane souple située à l'intérieur d'un réservoir en composite de carbone. Cette membrane sépare le volume intérieur de la bonbonne en deux parties. L'une, au centre, est réservée à l'hydrogène injecté par le haut. L'autre, autour, est destinée à l'huile hydraulique injectée par le bas. L'huile ainsi introduite vient comprimer le gaz à 350 ou à 700 bars au milieu du réservoir.
Un dispositif adaptable
Avantage de ce concept mis au point par la société H2Nova : il permet d'ajouter des réservoirs les uns aux autres et d'augmenter les capacités de compression de l'installation, au fur et à mesure de l'accroissement de la taille de la station. Ce qui est beaucoup moins onéreux que de changer la totalité du dispositif. « Les attentes sont fortes en matière de développement des stations d'avitaillement en hydrogène. France Hydrogène en prévoit un millier en 2030. Mais la manière dont elles s'implanteront reste difficile à anticiper, remarque Jérémy Viale, responsable des partenariats hydrogène au Cetim. D'où l'intérêt de cette solution facilement adaptable. » Autre atout : elle fait appel à des éléments de fonctionnement élémentaires en mécanique, faciles à trouver un peu partout : réservoir, membrane, accumulateur…
Le concept ayant été validé pour la distribution d'hydrogène aux véhicules légers, une suite a donc été décidée, en décembre 2021, dans le cadre du programme européen Clean Hydrogen 2022. Rebaptisé H2REF-Demo, le projet bénéficie ainsi d'un soutien de quelque 5 millions d'euros pour aborder cette seconde phase : le passage à l'opérationnel et, notamment, la préparation de l'ouverture en 2025 d'une station test, près de Grenoble, pour au moins un an.
Une durabilité à assurer
D'une capacité de 1,2 tonne par jour, ce point de recharge devrait pouvoir alimenter quotidiennement une centaine de véhicules, appartenant dans un premier temps à des flottes captives de bus et de bennes à ordures locales de la région. « Les solutions ont montré leur pertinence. Maintenant, le défi va être d'assurer la durabilité des équipements, explique Jérémy Viale. Cela implique notamment de s'assurer que le réservoir résistera bien à de hautes pressions, jusqu'à 900 bars, ou que la membrane acceptera bien les déformations, qu'elle sera compatible avec l'hydrogène et l'huile, et que la station test pourra fonctionner correctement. »
Les partenaires s'assureront aussi de l'efficience du pilotage de l'alternance de cycles d'un réservoir à l'autre, via des détecteurs de pression et autres instruments de monitoring. Ils surveilleront par ailleurs tout risque de fuites au niveau des connexions. Enfin, ils pourront peut-être réduire les consommations énergétiques du dispositif, via le système de pompes électrocommandées, et diminuer ses nuisances sonores.
