Un projet de l'UE met au point des piles à combustible au méthanol pour navires
Après presque un an et demi de recherche et de développement, le projet METHAPU («Validation of renewable methanol based auxiliary power systems for commercial vessels») financé par l'UE compte procéder à des essais sur le prototype d'une unité de piles à combustible à oxyde solide (SOFC, pour solid oxide fuel cell) à base de méthanol. La performance ainsi que les émissions de ce prototype seront testées dans des conditions réelles à bord d'un bateau destiné au transport de véhicules pour le commerce international. D'après l'organisme norvégien indépendant Det Norske Veritas (DNV), l'un des cinq partenaires du projet, la flotte de navires mondiale est responsable de 2% des émissions mondiales de dioxyde de carbone, de 10% à 15% des émissions d'oxydes nitreux et de 4% à 6% d'oxydes de soufre. Le DNV se spécialise dans la gestion des risques dans plusieurs domaines et fonctionne au niveau international. «Les piles à combustibles constituent une solution potentielle intéressante au problème de réduction des émissions locales et régionales», commente le DNV dans son rapport intitulé «Fuel cells in ships: safety & reliability» («Piles à combustibles sur les navires: sécurité et fiabilité»). «La technologie n'a toutefois pas encore fait ses preuves.» C'est ce que le projet METHAPU, d'une valeur de 2 millions d'euros (dont la moitié sera allouée par l'UE), compte changer: l'essai d'une durée d'un an permettra d'évaluer la maturité de la technologie basée sur le méthanol et sa pertinence pour une utilisation quotidienne dans le secteur naval. Parallèlement, l'essai permettra de quantifier l'impact environnemental à court et long terme d'un tel système en comparaison aux systèmes conventionnels. La puissance de ces derniers se base encore sur une alimentation par batterie ou par générateurs, indépendamment de la source de propulsion du navire ou du système électrique principal. L'unité prototype ne produira que 20 kilowatts (kW); elle pourra, par exemple, comprendre quatre modules de 250 kW et ainsi fournir environ un mégawatt (MW) de puissance supplémentaire, explique l'ingénieur en application Carl-Erik Sandström de Wärtsilä, le fabricant de moteurs finlandais responsable de la coordination du projet. Cependant, certains obstacles doivent encore être surmontés avant que le système ne soit intégré à des vaisseaux commerciaux, notamment en ce qui concerne la technologie de piles à combustibles. «Les piles à combustible de type SOFC n'ont pas encore atteint, par exemple, le niveau des piles à combustibles à membrane d'échange de protons (PEM, pour proton exchange membrane)», déclare M. Sandström. D'après lui, l'une des difficultés à surmonter concerne les températures élevées; en effet, les SOFC fonctionnent généralement dans des zones de température située entre 600 et 900 degrés Celsius. Par conséquent, «ces composants et matériaux doivent atteindre un niveau environnemental acceptable», ajoute M. Sandström. «Et ensuite, évidemment, déterminer la durée de vie des piles à combustibles et des piles. C'est le composant le plus important dans l'intégralité du système.» La sécurité opérationnelle, toutefois, ne devrait pas être source d'inquiétude, estime M. Sandström. Bien que la toxicité du méthanol et sa transformation en hydrogène puissent susciter des problèmes de sécurité, il est convaincu que le système de ventilation et les détecteurs de gaz dans la chambre des piles à combustible, associés à d'autres systèmes, aideront à détecter et à prévenir les fuites de gaz. Malgré les inquiétudes concernant la sécurité, le méthanol est tout simplement «totalement approprié à ce genre de technologie», déclare-t-il. «Il est disponible quasiment partout et peut être considéré comme un combustible renouvelable. Par ailleurs, c'est un liquide.» M. Sandström croit en la réussite du projet et est convaincu que les piles à combustibles trouveront des applications futures non seulement dans les systèmes d'alimentation des navires, mais également dans les installations côtières et les centrales électriques. Et sans doute un jour «ce gaz pourra-t-il être également utilisé pour la puissance de propulsion [dans le secteur maritime]», prévoit M. Sandström. «Tout est possible, mais qui ne tente rien n'a rien.»