Description du projet:
Le remplacement des énergies fossiles dans les transports se heurte à la difficulté induite par les technologies développées actuellement sur les plans économiques, environnementaux et sociétaux. Ils nécessitent d'une part des matières premières rares et difficilement recyclables et, d'autre part, manquent de fiabilité en restant onéreux malgré la production en série, ce qui limite leur progression et leur adoption à large échelle.
La combustion de l'hydrogène offre de multiples avantages, dont la possibilité de réduire les émissions de CO2 jusqu'à zéro `du puits à la roue'. Hors, c'est justement l'impossibilité de réduire les émissions de CO2 dans le transport qui empêche la Suisse de respecter ses engagements pris à Kyoto.
Dans ce contexte, l'utilisation de l'hydrogène dans les moteurs à combustion aurait un grand intérêt pour une réduction à court terme du CO2, tant ces machines sont largement répandues, fiables et de technologie éprouvée et peu coûteuse. La faisabilité avait été démontrée dans le passé (p.ex. BMW), mais on parlait alors peu du réchauffement climatique et d'économie d'énergie et ces moteurs étaient peu optimisés pour l'hydrogène.
L'objectif de la recherche proposée est de convertir un moteur à combustion existant pour un fonctionnement à l'hydrogène, tout en optimisant son rendement et ses émissions de NOx pour pouvoir l'appliquer à n'importe quel moteur en tirant avantage des progrès réalisés récemment en matière de stockage de l'hydrogène et de sécurité.
Le but principal de ce projet est donc d'étudier, simuler et concevoir les modifications à apporter, de les implanter sur un moteur, et de l'utiliser comme démonstrateur. La méthodologie développée ainsi que la démonstration devraient permettre d'intéresser des industriels, p.ex. Liebherr, des compagnies de transport, des entreprises qui convertissent des moteurs pour carburants gazeux, dans un but de déboucher sur des projets financés et de communiquer.
Les enjeux sont ainsi de pouvoir transformer avec des investissements faibles, un gigantesque parc de véhicules routiers suisses dans un temps très court et vers des solutions durables. Notons qu'à pleine charge, les performances d'un moteur à combustion peuvent être supérieures à celles d'une pile à combustible tout en offrant des gains significatifs en fiabilité, volume, masse et coût.
Les compétences clés réunies par les requérants de ce projet sont les moteurs à combustion et les carburants alternatifs (HEIA-FR), la chimie de la combustion de l'hydrogène et des émissions (HEIA-FR), les méthodes d'usinage (perçage & structuration) par EDM (electrical discharge machining) et laser utilisées pour les injecteurs, ainsi que la simulation (HEPIA). Ces compétences sont nécessaires pour traiter la problématique interdisciplinaire de l'optimisation de la préparation du mélange et de la combustion, ainsi que des méthodes de fabrication permettant de réaliser les pièces spécifiques requises par l'optimisation.
Forschungsteam innerhalb von HES-SO:
Wälder Georg
, Gillioz Simon
, Allemann Christophe
, Nellen Christian
, Kurz Leo
, Bouchardy Loïc
, Monney Nils
, Varisco Massimo
, Haas Patrick
, De Lucia Gianni
, Corpataux Dominique
, Bourgeois Jean-Pascal
, Horsky Mathieu
Partenaires académiques: hepia inSTI; FR - EIA - Institut ChemTech; FR - EIA - Institut SeSi; Nellen Christian, FR - EIA - Institut SeSi
Durée du projet:
01.06.2019 - 31.03.2022
Montant global du projet: 250'000 CHF
Zustand: Abgeschlossen
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