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GM to show off fuel cell-powered car

General Motors Corp. (NYSE:GM) has achieved a milestone in its quest to bring a hydrogen fuel cell-powered vehicle to market, announcing that it now has a drivable version of its Sequel concept car.

The Sequel, which looks like a shrunken minivan and has a range of 500 kilometres, will be shown to reporters next month in California, GM chairman and chief executive Rick Wagoner said Thursday during a speech at the Center for Automotive Research Management Briefing Seminars in Traverse City.

But production and sale of the Sequel is a long way off. Wagoner wouldn’t give a time estimate for when the public could buy one.

“That’s rocket science when you get in that car,” he said. “This is the most sophisticated product, technologically advanced product, I think we’ve ever made in the history of GM.”

Nearly all automakers are testing hydrogen-powered vehicles, with some in use by government workers. The testing has received support from a five-year, $1.2 billion US hydrogen initiative first announced by U.S. President George W. Bush in his 2003 State of the Union address.

The pollution-free technology holds the potential of zero emissions and a sustainable source of energy produced when hydrogen and oxygen are mixed. Experts say they could begin arriving in showrooms by 2020, or perhaps earlier.

But many obstacles exist including the high cost, relatively short range and a lack of fueling stations.

Un premier prototype

Bien qu'il en existe de nombreux types, celle qui retient le plus l'attention est la pile à membrane échangeuse de protons ou PEMFC (pour Proton exchange membrane fuel cell), avec une puissance de quelques dizaines de kilowatts. En effet, sa basse température de fonctionnement (inférieure à 100°C), son insensibilité au dioxyde de carbone ambiant et sa conception tout solide simplifient la mise au point d'un système industrialisable. C'est cette technologie que le CEA et ses partenaires PSA Peugeot-Citroën, Renault, Air Liquide, Nuvera et Solvay ont choisie pour leur prototype de véhicule à hydrogène, développé sur la base du Partner. Présenté au début de cette année, il possède une autonomie équivalente à celle des véhicules à essence (environ 600kilomètres) et peut atteindre une vitesse de 90 à 100kilomètres à l'heure. "Nous avons réussi à placer les réservoirs à hydrogène [stocké sous 700bars de pression, ndlr] sous le plancher, explique Pierre Serre-Combe, chef du laboratoire Hydrogène et piles à combustible au CEA/Grenoble. Ce véhicule possède donc un encombrement identique à celui des voitures de série."

Plus de compacité à moindre coût

PSA, mais aussi Renault, Daimler-Chrysler, Toyota… Les industriels de l'automobile ne s'y trompent pas et font de la pile à combustible l'une de leurs priorités. Néanmoins, ils n'envisagent pas de véritable application avant 2010. Pourquoi ? Parce qu'il existe encore de nombreux verrous technologiques à lever. "Le cahier des charges pour l'utilisation de la pile à combustible dans les voitures présente aujourd'hui des difficultés, convient Pierre Serre-Combe. Il faut faire léger, compact et peu coûteux...". Malgré les progrès de ces dernières années, les coûts doivent en effet être divisés par cent. "Le prix du kilowatt est aujourd'hui de 6000 euros (40000 francs), indique Pierre Serre-Combe. Il faudrait qu'il soit de l'ordre de 50 euros (300 francs)." De ce fait, le chercheur estime que l'emploi de la pile à combustible dans l'automobile nécessitera une rupture technologique."La mise au point non seulement de nouveaux systèmes mais également de nouveaux matériaux sera indispensable." Bref, la commercialisation de véhicules à hydrogène pour les particuliers représente un vrai challenge !

Le bus à hydrogène

En revanche, l'avenir semble plus radieux dans le transport en commun. Le bus de ville constitue en effet le véhicule de choix pour la pile à combustible. En milieu urbain, le silence et le caractère non polluant représentent des atouts majeurs. En outre, la longue durée de fonctionnement des bus permet de réduire les coûts d'amortissement. Le fait qu'en fin de journée, ils retournent tous dans un même dépôt ("flotte captive") facilite la gestion du carburant. Et la pile à combustible autorise des architectures de bus à planchers bas mieux adaptées aux personnes à mobilité réduite (la transmission d'énergie se faisant par câble électrique). Dans ce cadre, le CEA a participé à l'élaboration d'un bus prototype avec Scania, Air Liquide et Nuvera. Présenté au salon Pollutec début décembre 2001, il possède deux piles de 50 kilowatts pour prolonger l'autonomie d'un pack de batteries électriques conventionnelles qui assure la puissance. D'autres constructeurs, comme le Canadien Ballard, ont annoncé la commercialisation de bus à hydrogène dès 2002. Pour Pierre Serre-Combe, c'est dans ces "niches" que la pile à combustible trouvera d'abord des applications, avant "la rupture technologique" qui fera d'elle un produit pour monsieur Tout-le-monde.

Au cours des dix dernières années, les constructeurs automobiles ont développé de nombreux prototypes. Le plus avancé d'entre eux est sans doute Daimler-Chrysler avec ses NECAR, avec les constructeurs japonais Honda et Toyota. D'autres constructeurs automobiles sont également sur les rangs: General motors, Opel, Ford, Nissan et en France, Renault et PSA.
Le salon de l'automobile de Paris (Octobre 2002) avait présenté de nombreux prototypes de véhicules fonctionnant à l'hydrogène : le Hy-wire de GM, le rouge véhicule pour pompiers H2O de PSA, et même un scooter et un vélo.

Les avantages de la pile à combustible sont nombreux. Outre la réduction des émissions de CO2, la PAC contribue à l'amélioration de la qualité de vie en ville, grâce au silence des véhicules utilisant un moteur électrique et à la suppression des émissions polluantes locales comme les particules et les NOx. En effet, contrairement à la combustion de l'hygrogène carburant, l'utilisation de l'hydrogène au sein des piles à combustibles ne produit pas de NOx.
Comme elle consomme de l'hydrogène et de l'oxygène et rejette de l'eau, c'est un système à ''zéro'' émission polluante, néanmoins l'hydrogène ne se trouve pas à l'état naturel et est en majorité produit actuellement à partir de gaz naturel avec émission de CO2, contribuant au réchauffement du climat. Mais ce gaz peut être fabriqué à partir d'énergies renouvelables (éolienne, solaire, hydraulique, biomasse) ou du nucléaire.

Environnement2100 a écrit :J'ai entendu qu'il n'y a pas assez de platine sur la planète pour équiper le parce de véhicules existant.

Il me semble que l'article en cours (très bref) du Wiki pourrait inclure quelques-unes des remarques ci-dessus.

Environnement2100 a écrit :J'ai entendu qu'il n'y a pas assez de platine sur la planète pour équiper le parce de véhicules existant.

Janco a écrit :Enfin la pile à combustible nécessite actuellement pour sa fabrication des métaux rares, par exemple du platine, pour lequel un seul pays assure 70% de la production mondiale : l'Afrique du Sud. Cette production mondiale a totalisé 5.860.000 onces en 2001 (une once = 31,10 grammes), soit 180 tonnes environ. Aujourd'hui il faut environ 100 grammes de platine pour faire une pile à combustible de voiture, mais nous allons nous placer dans le cas de figure où seuls 30 grammes par pile seraient nécessaire, ce qui représente la possibilité ultime espérée avec ce métal. La production mondiale de platine (dont la moitié est déjà utilisée dans des pots catalytiques, dont il est vrai que la nécessité disparaît avec les piles) permettra alors de fabriquer de l'ordre de 5 millions de voitures par an.

Il faudrait donc 120 ans pour transformer le parc actuel (600 millions de voitures), et 600 ans pour y convertir un parc mondial passé à 3 milliards de véhicules, nombre qui sera atteint si le monde entier connait le même taux de motorisation que la France en l'an 2000.