Propulsion à l’hydrogène : une balayeuse à l’essai à Berne (Suisse)

Depuis le printemps 2012 une balayeuse à hydrogène est en action dans les rues de la septième ville de Suisse (St-Gall) à l’entière satisfaction du service de la voierie de la ville ; l’engin va maintenant être testé à Berne pour 1 trimestre.

Après Bâle et St-Gall, Berne est la troisième ville à tester cette balayeuse propulsée à l’hydrogène. Les expériences positives dans les rues des collines de St-Gall, où les conducteurs du véhicule ont attesté que ce véhicule ne présentait aucune limite ou inconvénient par rapport aux balayeuses conventionnelles à moteur diesel, constituaient pour cette utilisation à Berne une base importante pour l’équipe de ce projet qui a eu à lutter avec des difficultés techniques durant la première phase d’expérimentation pratique.

« Déjà à Bâle, il est apparu que notre concept était prometteur et que les performances du véhicule étaient bonnes, toutefois différents composants nous ont posé quelques problèmes », explique le chef de ce projet Christian Bach. La majorité de ces problèmes ont entre-temps été résolus ainsi que l’a montré son utilisation de plusieurs mois sans grandes pannes dans la ville de St-Gall.

Avec cette utilisation à Berne, Bach et son équipe espèrent tirer des enseignements supplémentaires, par exemple sur le fonctionnement de cette balayeuse sur des pavés et lors de basses températures. Mis à part le plan technique, l’objectif de ce projet est aussi de diffuser dans la pratique des informations sur la propulsion à l’hydrogène et de dissiper les réserves vis-à-vis des nouveaux concepts de motorisation. Ce projet doit ainsi renforcer l’intérêt pour des modes de propulsions nettement plus durables et moins bruyants.

Comme les balayeuses sont des véhicules lourds, en service chaque jour durant environ sept heures, leur consommation d’énergie est près de 10 fois supérieure à celle d’une voiture de tourisme normale. De plus, elles sont utilisées dans des zones sensibles telles que les zones piétonnes et le centre des villes. Leur rayon d’utilisation uniquement local permet de les exploiter judicieusement avec l’infrastructure actuellement encore limitée pour leur approvisionnement en hydrogène.

Le véhicule en chiffres

Le véhicule de base de Bucher Schörling possède un moteur diesel de 55 kW et un système d’entrainement hydraulique raffiné pour la propulsion, l’aspirateur et les brosses. Ce moteur a été remplacé par une pile à combustible de 16 kW avec un entrainement électrique et une batterie de 12 kWh.

La pile à combustible est en mesure de recharger 10 fois la batterie à partir des 7.5 kg d’hydrogène stocké dans une bouteille sous pression de 350 bar sur le véhicule, ce qui assure sans problème une exploitation de toute une journée sans avoir à refaire le plein.

Ce nouveau mode de propulsion a permis de réduire de plus de moitié la consommation d’énergie du véhicule: Au lieu de 5 à 5.5 litres de diesel par heure (correspondant à une consommation d’énergie de 180-200 MJ) il ne consomme plus que 03 à 0.6 kg d’hydrogène par heure (soit 40-80 MJ par heure). Les émissions de CO2 – même avec une production de l’hydrogène par reformage à la vapeur de gaz naturel – sont d’environ 8 kg par heure au lieu de 21 kg par heure pour le moteur diesel, émissions dues à la production du carburant comprise.


La vision

A l’avenir, les excédents à court terme de la production d’électricité renouvelable pourraient être utilisés pour la production décentralisée d’hydrogène utilisé ensuite directement dans des véhicules à hydrogène, sans reconversion en électricité ou autres processus de transformation ultérieurs. Ce stockage de l’électricité sous forme chimique va gagner en importance dans l’avenir du fait du développement actuel de la production d’électricité photovoltaïque et éolienne. Pour que de tels concepts puissent passer dans la pratique, il faut disposer de véhicules à hydrogènes. Les véhicules communaux à hydrogène pourraient être un premier pas dans ce sens.

Ce projet est financé et réalisé par l’Empa, l’Institut Paul Scherrer (PSI), Bucher Schörling, Messer Schweiz et Brusa ainsi que le Centre de compétence Energie et mobilité (CCEM du Domaine des EPF, Novatlantis – Durabilité dans le Domaine des EPF, l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) et les régions pilotes de Bâle, St-Gall, Berne (Canton et Ville de Berne, SwissAlp3000).

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js

Bravo à ces différentes villes suisses pour leur expérience, avec pour une fois des données chiffrées !! Intéressant de voir que même avec de l’hydrogène classiquement produit à partir de gaz naturel, le bilan reste bon par rapport à du diesel !

fredo

à quand la première station service hydrogène en France

Pecor

Comment peut-on se féliciter d’avoir une bombe à bord ? Déjà qu’une bouteille de plongée gonflée d’air à 200 bars exige un controle récurent en plus de grandes précautions d’utilisation. Alors avec 350 bars d’hydrogène, je vous laisse imaginer les conséquences. La PAC n’a de l’avenir qu’avec un carburant liquide comme l’éthanol ou le GPL, qui peuvent être fabriqué à partir d’hydrogène : c’est d’ailleur la solution que l’on trouve dans les campings-car et qui me semble être le meilleur compromis. Il existe des PAC qui fonctionnent au GPL, mais pas encore pour le grand-public. Le GPL est aussi une bonne alternative car il pourrait aussi être utilisé à la fois pour les véhicules thermiques et électriques. Les pompes existent et sont au point, donc plus de problèmes d’autonomie.

Tech

c@nnerie = danger citez moi une activité humaine sans danger! l’hydrogène utilisé comme il se doit n’est pas plus dangereux que d’autres gaz utilisés n’importe comment! comparer avec des bouteiles de plongée n’a pas de sens car pas le même usage et c’est un plongeur qui vous parle! et pourquoi pas un controle régulier des bouteilles d’ hydrogéne, ce n’est pas plus contraignant qu’un contrôle technique automobile obligatoire non?!

Lionel_fr

Pour les risques liés au stockage de gaz sous pression, il faut se reporter au GNV qui est considéré comme plus sûr que l’essence.. Bien pire que les propriétés des stocks d’énergie quels que soient les procédés (le stockage d’énergie est dangereux) L’hydrogène est parmi ceux qui s’accumulent le moins (d’où les pressions élevées), une fois libéré il ne demance qu’à s’enfuir vers la stratosphère. Et même s’il ne peut pas, sa densité énegétique est si faible qu’il va s’enfuir par tous les moyens sous l’effet de sa propre pression Maintenant , vous n’imaginez pas les dégâts que peuvent faire 10 litres de sp95 … Les précautions et contre mesures contre les accidents sont différents mais pas plus critiques dans un cas que dans l’autre.. Encore une fois , en cas de fuite, l’hydrogène se “dilue” en quelques fractions de secondes et le peu qui reste n’explose pas comme le GPL ou le méthane. D’ailleurs les accidents connus liés au gaz naturel ou à l’essence ont donné lieu à des règlementations sur les équipements, ces mêmes règlementations sont valables pour l’hydrogène en gardant à l’esprit que l’énergie stockée dans un espace donné est 3 fois inférieure à celle du gaz et qu’il n’y a pas d’explosion à proprement parler. En fait il y a combustion très rapide exempte de souffle mais pas forcément d’onde de choc si le volume est très grand. Quoi qu’il en soit, en stockant de l’hydrogène dans une bouteille , vous aurez un mal de chien à provoquer un accident. Vous devriez faire quelques expériences avant de parler

Pecor

@Tech : Moi aussi je suis plongeur et j’ai vu les dégats causés par une bouteille de plongée explosée à sa station de gonflage. D’ailleurs la règlementation est très strict concernant le gonflage de ces bouteilles malgré le fait qu’elles ne contiennent que de l’air à 200 bars. Alors je n’ose imaginer les conséquences à 350 bars de carburant… @Lionel_fr : “GNV plus sur que l’essence…” – Bien sûr ! Alors pourquoi les véhicules au gaz sont interdits dans de nombreux parkings souterrain ? C’est domage que les passagers de chalenger n’ai pas lu votre commentaire avant de monter dans la navette spaciale, ils seraient peut-être encore vivant…

Tech

c’est ce que je dis, usage totalement différent, bouteille de plongée, manipulée “a nu” très souvent d’ou chocs sur les robinets. Reservoir de gaz embarqué et protégé! rien à voir. il y a surement des accidents au niveau des détendeurs, mais ils sont infiniment peu nombreux et pourtant la pression passe de 200 bars ou plus à moins de10 bars. diaboliser l’hydrogène c’est diaboliser l’essence le diesel ou l’électricité quand elles sont apparueset qu’elle ont remplacé les machines à vapeur c’est dépassé! dailleurs regardez donc la pression et la temperature de vapeur dans les chaudières et tuyauteries des centrales modernes !!

Pecor

Le gros problème en mécanique sont les vibrations et les chocs, que ce soit pour une fusée ou une voiture, c’est pareil. Une installation fixe est plus fiable. Je ne dis pas que l’hydrogène n’a pas d’avenir sous forme de dérivés (carburants de synthèse…), mais je ne crois pas à son utilisation grand-public sous haute pression à 350 bars. A mon avis c’est de l’intox. Les allemands travaillent à un stockage sous forme d’hydrure qui lui ne présente plus les mêmes dangers. Ils vont encore prendre de l’avance sur nous dans ce domaine si on continu à s’entêter dans des impasses technologiques… Je ne suis pas du tout un nostalgique de la machine à vapeur. J’ai l’électricité dans ma grotte et j’utilise même un ordinateur, c’est pour dire 🙂

Benoit

Une telle pression n’est valable que si le véhicule peut embarquer un très gros réservoir. Dans une voiture, il faut comprimer l’hydrogène à 700 bars pour que le volume soit raisonnable et cette compression consomme l’équivalent de 20% de l’énergie contenue dans l’hydrogène embarqué. Mais ça, évidemment ce n’est pas compté dans les émissions de CO2. De plus, la complexité du système: unité de réformage de gaz (source fossile), pile à combustible dont la durée de vie n’excède pas 5000 heures (2 ans de fonctionnement), système de batteries embarquées (encombrement supplémentaire, durée de vie, matériaux) … Et tout cela à quel prix ? Arrêtons de rêver avec ces machines hyper complexes, coûteuses et dont le rendement global est forcément mauvais si on prend en compte l’énergie grise pour fabriquer tout ça.

Lionel_fr

Vous estes sympa de nous balancer vos vérités biblique sans avoir fait la moindre recherche ni avoir testé quoi que ce soit. Sachez que l’industrie a depuis longtemps normé les réservoirs 700bar. Ils sont au point et déjà certifiés par de sorganismes (ISO) à coté desquels vos états d’âmes ne sont pas signifiants. Les réservoirs sont en composites et aluminium : l’acier est chimiquement fragilisé par l’hydrogène. Le problème du prix reste préoccupant mais plus aucun constructeur n’embarque de reformeur. Les pàc ont une durée de vie de 200 000 km et la qté H2 embarquée est de 5kg selon les normes édictées par les secteurs auto japonais et américains. Il est très difficile de connaitre les specs des véhicules qui seront mis sur le marché en 2015 mais on sait que les constructeurs se sont entendus pour tenir dans une enveloppe < 50 K$ Excusez moi d'être un peu abrupt mais j'avais les mêmes àprioris que vous et je me suis cassé un peu la nénétte pour en avoir le coeur net et ce que vous dites relève effectivement de la croyance ancestrale. En outre la comparaison avec l'accident de Challenger révèle une certaine mauvaise foi à moins que ce ne soit une incompétence crasse , dans tous les cas , les détracteurs ne pèsent pas lourd face aux efforts en cours. A noter tout de même : Goldman Sachs vient d'annoncer une baisse progressive du Brent à 80$ dûe à la production non-conventionnelle. Est ce que cette baisse rendra vaine les efforts des constructeurs auto comme ce fût déjà le cas dans le passé ?

Luis

Goldman Sachs n’a pas parlé de 80$ le baril en 2013, mais de 110$ au lieu de 130$ dans ses prévisions antérieures. Comme cela est au niveau mondial, cela montre que la sortie de crise n’est pas encore pour l’années prochaine. Les stocks augmentent dans les pays “occidentaux”, car la consommation est en baisse.

Benoit

– Je n’ai pas remis en cause la solidité des réservoir et je n’ai pas parlé de danger lié à l’hydrogène. – vous ne remettez pas en cause les pertes liées à la compression à 700 bars ni le coût de production de hydrogène à partir de gaz naturel. Pour la production à partir d’électricité imaginez un peu la quantité d’énergie électrique qu’il faudrait pour alimenter un parc automobile. «il reste deux difficultés : le coût de production et l’infrastructure de distribution de l’hydrogène, pointe Didier Leroy, patron de Toyota Europe (interview au salon de l’automobile 2012) – Un coût de 50.000$ vous semble satisfaisant ? Ne trompez pas le lecteur et précisez qu’il s’agit du coût de la pile à combustible uniquement, auquel il faut rajouter le prix de la voiture elle-même … – enfin, ne préjugez pas des recherches effectuées par l’un ou l’autre … vous ne connaissez rien des personnes auxquelles vous vous adressez. Après, chacun est libre de croire ce qu’il veut concernant l’avenir de ces véhicules. Personnellement je ne compte pas dessus autrement que dans le cadre d’un parc très restreint, pour des applications marginales par rapport à ce que nous apporte (plus pour longtemps) le pétrole en terme de coûts et d’avantages techniques.

Tech

ce que vous ne prenezpas en compte, c’ est la raréfaction progressive de la ressource fossile et donc par quoi la remplacer. il ne fait aucun doute aujourdh’ui que la densité énergétique des carburants pétrolier est excellente, maisaprès demain? l’un des intérêts majeur d’un système hydrogène, c’est lié à sa capacité de stockage (très important pour des ENR incertaines) et de transport. la distribution viendra petit à petit, mais imaginez déjà tout les moyens de transports captifs ou presques. aux USA Wallmart a transformé une flotte de ‘fenwick” batterie en version PAC hydrogène, moitié moins de chariots élévatuers car plus besoin d’attendre la charge! le matériel style balayeuse retourne à sa base qui peut être équipée d’un système de distribution. les bateaux de service dans les ports (sans bruit sans pollution!) les véhicules sur des campus ou dans des parcs etc, etc,…

Lionel_fr

En fait, quoiqu’en pensent les gens, c’est bien d’automobiles qu’il s’agit. On se doute bien que les 35 millions de véhicules français ne vont pas être remplacés par des nouveaux en quelques années mais l’enjeu a clairement été positionné sur ce marché et celui des poids lourds. GM, Toyota en tête mais une dizaine d’autres suivent de près. Si on oublie la France, les 5000 voitures à hydrogène allemandes et leurs 50 stations services vont générer du trafic. Or en réfléchissant un peu, une voiture GNV fonctionne pârfaitement à l’hytane de même que les milliers de bus et camions poubelles déjà déployés. Il ne manque que des stations… Et puisque on y est , le kit GNV sur un véhicule existant coûte quelques centaines d’euros et vous roulez à l’hytane (80%GNV, 20% H2) Et j’ajoute : le kit avec réservoir étant en place, pourquoi pas demander aux constructeurs de reprogrammer la jauge d’admission et utiliser le gaz en mode HHO (économie de 80% sur les petits trajets, 30% sur les gros..) C’est tout un nouveau monde qui s’ouvre une fois que l’hydrogène est disponible. Sans compter que les pronukes ne vont plus nous embobiner avec les problèmes d’intermittence : les pompes à hydrogène se rechargent en heures creuses. Et je vous fais grâce des horribles petites particules qui abrègent la fonction respiratoire de nos concitoyens.. L’hydrogène,et même le GNV sont extrèmement efficaces pour dépolluer les moteurs , bien plus qu’un filtre ou un pot catalytique. La boucle est bouclée

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