Transition énergétique : l’Ifpen réhabilite le moteur thermique

En prenant en compte les contraintes financières et physiques liées à l’électromobilité à batteries et à hydrogène, l’Ifpen adapte le moteur thermique aux biocarburants et à l’hydrogène.
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Ifpen moteur thermique
Le moteur à combustion d’hydrogène que met au point l’Ifpen pour 2023 pour les PL, les trains et les navires offrirait une transition énergétique plus rapide, plus pratique et moins chère que la PAC.

En 2020, le parc électromobile n’a concerné que 9,5 millions de véhicules électriques sur le 1,4 milliard de véhicules circulant dans le monde, malgré 501 milliards de dollars investis depuis 2016, souligne l’Institut français du pétrole énergies nouvelles (Ifpen, voir notre précédente brève).

En outre, la rareté progressive du cobalt, du cuivre, du lithium et du nickel menace à l’horizon 2050 la fabrication et le coût des batteries électriques. Ces dernières, du puits à la roue, garderont un bilan carbone inférieur à ceux du biogaz et des biocarburants de deuxième génération. Autre point mis en avant : l’usage d’hydrogène dans les piles à combustible est exorbitant, pointé à 1,5 euro/kg pour l’H2 gris issu du reformage du méthane, à 2,5 euros/kg pour l’H2 bleu issu du reformage avec capture du CO² et à 5 euros/kg pour l’hydrogène vert produit par hydrolyse.

Des biocarburants plus verts que l’électromobilité

Fort de ces constats, l’Ifpen a conçu des biocarburants de seconde génération et un moteur thermique à hydrogène dont la démocratisation concrétiserait la transition énergétique avant 2050. Mis au point en 2018 par l’Ifpen, le bioéthanol Futurol, issu de la biomasse et destiné aux moteurs à essence, a ainsi trouvé fin 2020 son premier client avec la société croate INA. D’ici 2023, INA construira ainsi une usine qui produira 55 000 t de Futurol par an.

Conçu à partir de biomasse, le biocarburant BioTFuel remplace le diesel dans les voitures et le kérozène dans les avions, tout en réduisant de 95 % leurs émissions de CO².

Fin 2021, c’est le BioTfuel, issu de déchets et de biomasse, qui sera commercialisé pour se substituer au diesel des véhicules routiers et au kérozène des avions. Le Futurol comme le BioTFuel réduisent les émissions de GES des moteurs thermiques de 85 à 90 % du champ à la roue. Ce qui les rend « plus performants que les véhicules électriques dans beaucoup de pays », avance Pierre-Franck Chevet, P-DG de l’Ifpen.

Moteur thermique à hydrogène pour 2023

Avec le projet Eagle, qui inclut Renault, Vitesco Technologies, FEV, Saint-Gobain et des universités, l’Ifpen développe depuis 2016 un système de combustion à haut rendement pour moteur à essence de voiture ou de VUL qui, par ajout d’un peu d’hydrogène, réduit le CO² et les Nox. Sur un hybride rechargeable Renault E-Tech, il atteindrait le seuil des 50 g de CO²/km exigé par la norme Euro 7 en 2025.

De son côté, le Carnot Ifpen Transports Énergie développe depuis 2019 un moteur à combustion directe d’hydrogène pour véhicule lourd dans son banc d’essai de Solaize (69). Fonctionnant avec un hydrogène moins pur et moins cher que celui exigé par une pile à combustible, ce moteur thermique affiche un meilleur rendement énergétique. En 2021, l’Ifpen espère l’affranchir des systèmes de post-traitement des gaz. Il estime que les premiers camions prototypes intégrant un moteur à combustion hydrogène verront le jour en 2023, ce qui ouvre la voie à un usage à grande échelle dès 2025 si les constructeurs l’adoptent.

Le système de combustion à haut rendement Eagle consomme un peu d’hydrogène pour rendre les moteurs à essence éligibles à la norme Euro 7.