L'équipe de développement du GAPC (Global Alternative Propulsion Center de GM et Opel) vient d'accomplir un pas supplémentaire sur la voie de la production d'un véhicule à pile à combustible commercialisable. Lors d'une conférence de management automobile organisée à Traverse City, près de Detroit (Michigan), le constructeur automobile américain a présenté le premier reformer d'essence au monde pour systèmes de propulsion à piles à combustible, monté sur un pick-up S de Chevrolet. Le reformer Gen III extrait l'hydrogène du carburant fossile pour alimenter la batterie de piles à combustible. Le prototype est équipé d'une batterie de piles à combustible optimisée qui, en liaison avec le reformer, engendre un gain de puissance de l'ordre de 25 pour cent tout en étant nettement plus compacte et deux fois moins lourde que son prédécesseur. Les spécialistes des modes de propulsion alternatifs du GAPC considèrent les piles à combustible alimentées en hydrogène via un reformer d’essence embarqué comme une solution intermédiaire jusqu'à la mise au point d'une infrastructure de distribution d’hydrogène efficace. Outre l'application de la technologie des piles à combustible dans un véhicule, General Motors a également montré que celle-ci pouvait avoir des débouchés « à terre » : à Traverse City, Larry Burns, GM Vice President for research and development and product planning, a dévoilé le prototype d’une génératrice fixe à piles à combustible adaptée notamment aux besoins des entreprises, des complexes de bureaux, des hôpitaux et, éventuellement, des particuliers. L'unité fixe est capable de fonctionner au gaz naturel, au méthane ou à l'essence et intègre la même technologie de reformage d'essence et de batterie de piles que les véhicules expérimentaux pour convertir l'essence en un flux d'hydrogène de qualité qui alimente la pile à combustible. Le reformer d'essence Gen III : un encombrement moindre pour un démarrage plus rapide Par rapport au premier groupe exclusivement fixe présenté à l'automne 2000, l'équipe de développement a considérablement « miniaturisé » le nouveau reformer d'essence mobile Gen III (gain de 300 %) sans sacrifier l'efficacité. Le reformer embarqué, qui a également été mis au point en collaboration avec Exxon Mobil, se caractérise par un temps de préchauffage nettement plus court que son prédécesseur, se contentant de trois minutes à peine au lieu de 12 à 15 précédemment. Le Gen III affiche un rendement de pointe de 80 pour cent. L'hydrogène produit par le reformer d'essence réagit avec l'oxygène dans la pile et génère l'énergie électrique qui alimente un moteur électrique. Cette avancée dans la technique de reformage de l'essence est capitale pour la commercialisation future de véhicules à piles à combustible qui présentent des émissions polluantes pratiquement nulles et des émissions de CO2 relativement faibles. Elle permet d'utiliser les mêmes infrastructures de remplissage que pour les voitures équipées d'un moteur à combustion. « Devant une telle avancée, la technologie des piles à combustion pourrait devenir une alternative commercialisable avant la fin de la décennie », a affirmé Larry Burns à la conférence. La batterie de piles à combustible qui équipe le prototype dérivé du pick-up Chevrolet S10 a été mis au point par les spécialistes du Global Alternative Propulsion Center. Elle produit 25 kW et pèse 86 kilos, soit la moitié du poids de son prédécesseur. Vu sa compacité et sa légèreté relative, elle n'est pas loin de répondre aux exigences des ingénieurs et des designers automobiles chargés d’optimiser l’agencement des composants du véhicule, et devrait considérablement stimuler le développement des futures unités à piles à combustible mobiles et fixes. Les chercheurs du GAPC testent actuellement un système à piles à combustible complet, avec reformer d'essence, qu'ils croient être en mesure d'atteindre une efficacité de pratiquement 40 pour cent. A titre de comparaison, un moteur diesel fonctionnant de façon optimale se situe autour de 33 pour cent et un moteur à essence autour de 27 pour cent. Un autre objectif à long terme réside dans la mise au point d'un reformer capable de démarrer en moins de 20 secondes. Génératrice à piles à combustible : l'unité fixe ouvre de nouvelles perspectives Afin d'illustrer la polyvalence exceptionnelle de cette nouvelle technologie de piles à combustible, GM a également présenté, à Traverse City, une génératrice à piles fixe, qui est aussi le fruit des travaux des spécialistes du GAPC. Cette unité quasiment silencieuse et respectueuse de l'environnement abrite une pile compacte de 5,3 kW. Elle fait appel au même reformer de carburant que le prototype mobile, mais est capable d’extraire l'hydrogène nécessaire à l’alimentation de la pile en électricité, non seulement à partir de l'essence, mais aussi du méthane ou du gaz naturel. L'idée qui sous-tend cette démarche se comprend aisément quand on sait que les Etats-Unis possèdent déjà un réseau de distribution de gaz naturel qui chauffe la quasi-totalité des foyers. Par conséquent, la transition serait très facile pour les consommateurs. Le groupe cible visé par cette unité novatrice se compose des entreprises et des équipements collectifs, tels que les hôpitaux, mais pourrait aussi être idéalement étendu aux particuliers raccordés au gaz naturel. La minicentrale électrique de GM, qui a déjà fait ses preuves dans le cadre d'un essai de six mois conduit sur le site de recherche de Rochester (New York), pourrait servir de génératrice de secours pour les subdivisions de Californie exposées aux pertes d'énergie en raison des pannes fréquentes ou d'autres surcharges du réseau électrique. Le vice-président de GM, Larry Burns, estime que les unités fixes pourraient même apparaître sur le marché avant les premières voitures à piles à combustible, ce qui constituerait aussi un avantage en termes d'acceptation de la technique : « Les gens auraient tout le loisir de s'habituer aux piles à combustible et ne seraient plus déstabilisés au moment de leur introduction dans les automobiles », ajoute-t-il. Pour permettre à GM de débuter la commercialisation de sa petite génératrice à pile dans les plus brefs délais, l'entreprise a l'intention de conclure une alliance stratégique avec un partenaire. Les ingénieurs et spécialistes des trois sites GAPC, implantés à Mainz-Kastel (Allemagne), ainsi qu'à Rochester (New York) et Warren (Michigan) aux Etats-Unis, se sont fixé un certain nombre d'objectifs sur la voie de la commercialisation de la technologie des piles à combustible. Les quelque 300 travailleurs s'efforcent surtout d'allonger la durée de vie des systèmes, de les miniaturiser davantage, de raccourcir les temps de préchauffage et de réduire les coûts. En effet, le coût des piles à combustible reste toujours quelque dix fois trop élevé pour être intéressant en vue d'une production de masse, mais il a pu être abaissé considérablement grâce à l'intensification des efforts de recherche et de développement de GM. Il y a quinze ans, les piles à combustible étaient mille fois trop chères. Et Larry Burns d'ajouter : « Il est clair qu'il reste du pain sur la planche à plusieurs égards. Après tout, nous sommes en train de révolutionner les transports et les techniques de propulsion, mais nous faisons les choses correctement sans essayer de mettre la charrue avant les bœufs. »