Dossier

Une pile de 1 kW.Grosse commeun annuaireSimulation d’uneunité de 3 MWDoc : FuelCell EnergyPhoto : H PowerLes applications des piles à combustibleElles vont toucher tous les domaines de notre viedans l’avenir : l’automobile, la production d’énergiedécentralisée de chaleur et d’électricité pour les sitesisolés ou les habitations. Les avions pourront utiliserl’hydrogène en remplacement du kérosène afin dene plus polluer l’environnement; les batteries serontremplacées par de petites piles à combustible pourles téléphones portables. Les ordinateurs, lesbateaux et les sous-marins pourront également l’utilisercomme propulsion (cela remplacera avantageusementle réacteur nucléaire dans ces derniers !),etc. Bref, dans un avenir relativement proche, la pileà combustible sera un élément central de notre viequotidienne. Cette véritable révolution de notre façonde concevoir l’énergie devrait aller relativement viteen raison des investissements dans ce domaine, enparticulier aux Etas-Unis, au Canada, en Allemagneet au Japon. L’enthousiasme est grand outre-atlantique,comme le remarque Alan Guggenheim, deNorthwest Power Systems : “L’impact des piles àcombustible sera bien plus important qu’Internet etplus important également pour l’environnement et leséconomies mondiales qu’aucune autre technologieen cours de développement. Dans 25 ans, nosgrands enfants regarderont en arrière et se demanderontqui, d’internet ou de la pile à combustible,était là en premier ? Toutefois, ils ne douteront pasun seul instant quelle fut la plus importante de cesdeux technologies”.La recherche américaine a bénéficié de plus de 1,5milliards de dollars ( plus de 10 milliards de francs)l’année dernière, uniquement sur l’aide au développementdes piles à combustible.L’automobileL’industrie automobile américaine parie sur la pile àcombustible. Le constructeur Daimler-Chrysler envisagede commercialiser un véhicule équipé de cettetechnologie dès 2004. 1,4 Milliards de dollars ontdéjà été investis en 5 ans sur ce projet. Un prototypeexiste qui a déjà une autonomie de 450 km avec unevitesse maxi de 145 Km/h. L’hydrogène liquéfié eststocké dans un réservoir cryogénique installé sous leplancher arrière. Le véhicule utilise une pile à échangede protons (PEMFC). Par rapport au véhiculeélectrique il présente de nombreux avantages : remplissagerapide du réservoir et possibilité de faire soitdu chauffage ou de la climatisation à partir de la chaleurproduite par la pile.Les deux piles utilisées pour l’automobile sont laPEMFC dite “acide” ou la pile “alcaline” utilisant de lapotasse en électrolyte.La CogénérationC’est dans ce domaine que les piles auront aussi unimpact important. Les piles en démonstration depuisseptembre 1999 à Chelles ou depuis plus de 15 ansau CERN de Genève ont pour but de démontrer leurimpact favorable sur l’environnement :- pas de nuisances sonores,- très faible niveau de pollution de l’air (plus de SOx,de particules imbrûlées, très peu de Nox et de CO2).Dans ce domaine d’application, le rendement estplus élevé qu’aucune autre technique de ce genre.Les Etats-Unis misent beaucoup sur le développementde la pile pour la maison individuelle. Cela sera“ma-pile-at-home”, bien plus intéressante pour tout lemonde que notre actuelle pile atomique !Les problèmes techniquesrestants :On sait déjà fabriquer toutes les piles qui ont été évoquées,le seul obstacle est, bien entendu, le coûtencore élevé de ce matériel que la production demasse ne saurait régler. Les problèmes qui demeurenttouchent à :- la membrane électrolytiqueSon coût actuel est encore prohibitif, mais de nombreuseséquipes de par le monde y travaillent. EnFrance, le CEA et le CNRS s’y penchent ainsi quel’Air Liquide. Ce problème devrait être résolu d’ici 2 à4 ans.- la plaque bipolaire qui sépare les cellulesDeux types de solution sont en cours, métallique oucomposite. Le coût de la solution de référence estencore 200 fois supérieur au coût d’objectif.n°4 août-septembre 2001 25Photo : Ntaional Hydrogen Ass.