Air Liquide et Faurecia amènent l'hydrogène liquide au poids lourd

Publié le 14 septembre 2022

9 minutes

Avec une autonomie de 1 000 km, une capacité de stockage optimisée et une technologie éprouvée prête dans les cinq ans, les réservoirs à hydrogène liquide offrent une solution attractive pour une mobilité lourde décarbonée et performante. Découvrez les défis auxquels sont confrontées les équipes d'Air Liquide et de Faurecia pour développer cette technologie.

Air Liquide associe son expertise à celle de l'équipementier automobile mondial Faurecia, société du groupe FORVIA, pour accélérer le développement de l'hydrogène liquide dans le secteur de la mobilité lourde. L'objectif : décarboner les flottes de véhicules lourds tout en maintenant leur autonomie grâce aux réservoirs à hydrogène liquide, un choix technologique très adapté.

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Pour Guillaume Petitpas, ingénieur senior Recherche & Développement et spécialiste LH2 chez Air Liquide, "L'hydrogène liquide est deux fois plus dense que l'hydrogène gazeux, il offre donc deux fois plus de kilométrage sans prendre plus de place." Un camion propulsé à l'hydrogène liquide a donc une plus grande autonomie que son équivalent gazeux, ce qui rend l'hydrogène liquide aussi pratique à utiliser que les solutions fossiles actuelles. "Cette solution est réalisable car le surcoût de la cryogénie est compensé par des économies sur les coûts logistiques en amont des stations-service", ajoute Petitpas.

Faurecia considère que la technologie actuelle des réservoirs cryogéniques pour l'hydrogène liquide peut effectivement être étendue au monde automobile. « Nous connaissons les exigences de ce secteur et sommes bien placés pour y répondre », explique Julien Hergott, ingénieur R&D et expert systèmes thermodynamiques chez Faurecia. "Je soulignerais la nécessité d'une isolation de réservoir extrêmement efficace et d'une conception de réservoir permettant une production de masse rentable."

Fort de son expérience approfondie auprès des constructeurs automobiles, Faurecia peutdévelopper une solution technique la plus adaptée à leurs besoins . Pour Air Liquide, le principal défi estmettre en place une chaîne complète d'approvisionnement en hydrogène liquide . "Cela nécessite de mettre en place une interface entre les stations et les véhicules pour permettre une recharge en hydrogène rapide et sécurisée", précise Guillaume Petitpas. "Et en parallèle, nous devons poursuivre le développement de nos chars." Actuellement au stade de prototype, cette supply chain de distribution est déjà en test. Il sera développé dès 2025 et déployé en 2027, date à laquelle les chars seront commercialisés.

« Chez Air Liquide, nous sommes naturellement plus impliqués dans la démonstration fonctionnelle de la solution technologique, précise Guillaume Petitpas, alors que Faurecia anticipe déjà le développement et l'application du produit, sur une échelle de temps plus courte. Mais pour ce projet, nous avons un objectif commun qui structure notre agenda quinquennal." Les collaborateurs d'Air Liquide travaillent pour livrer et déployer la solution le plus rapidement possible.

« Nous nous sommes emboîtés le pas en concevant ensemble la feuille de route du projet », ajoute Julien Hergott, « et cela nous a permis d'identifier les priorités du système, comme la conception de la suspension entre les deux réservoirs1, dont le prototype sera prêt début 2023. " Un succès facilité par la longue expérience des deux groupes dans ce type de projets, qui implique une forte expertise en R&D, une approche d'innovation orientée produit et la mobilisation de ressources sur plusieurs sites.

Aider les clients à décarboner leurs flottes est une priorité pour Air Liquide et Faurecia , qui mobilisent un large éventail de ressources pour développer le plus rapidement possible les réservoirs d'hydrogène liquide de pointe. Les ingénieurs de Faurecia sont spécialisés dans les normes et réglementations automobiles, l'optimisation de systèmes complexes, la conception de produits et les processus de fabrication pour s'assurer que cette technologie peut être exploitée pour le secteur de la mobilité. Leurs équipes de simulation 3D visualisent tous les aspects mécaniques, thermiques et fluides impliqués. En parallèle, les experts d'Air Liquide apportent leur connaissance approfondie de la liquéfaction de l'hydrogène, notamment leur maîtrise des codes et normes propres à cette molécule et à sa chaîne de valeur (production, stockage, distribution, etc.), enjeu majeur pour la réussite du déploiement d'une chaîne d'approvisionnement en hydrogène liquide pour véhicules lourds. Leur savoir-faire en matière d'isolation, développé dans le cadre du programme Ariane pour les réservoirs de fusées, est également un véritable atout.

sLH2 ou CcH2 ?

Le stockage de l'hydrogène sous forme cryogénique entraîne une augmentation de densité par rapport au stockage à température ambiante, permettant une plus grande capacité de stockage. Le principal défi de la technologie réside dans l'isolation thermique du réservoir pour maintenir la température du liquide à -253°C. Une augmentation de sa température entraînerait une augmentation de la pression et une perte conséquente de molécules si le véhicule est en stationnement. pendant une longue période. Outre une meilleure isolation thermique, un moyen de réduire ces pertes est d'augmenter la pression de stockage. Les solutions pour cela incluent sLH2 (hydrogène sous-refroidi avec une pression maximale d'environ 20 bars), qui est actuellement la solution préférée, et CcH2 (hydrogène cryo-comprimé avec une pression allant jusqu'à 350 ou 400 bars). Alors que la deuxième solution réduit considérablement la perte de molécules en assurant une pression extrêmement élevée, elle est plus coûteuse et prend plus de temps à se développer. Le sLH2, quant à lui, offre un bon compromis en termes d'équilibre performances-utilisation, de coût d'utilisation et de délai de mise sur le marché.