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21/05/2024

La FIA très favorable aux moteurs à combustion d’hydrogène

V8 adapté à l’hydrogène par Pipo Moteurs

 

Lors de la Journée d’étude sur les moteurs à combustion d'hydrogène hautes performances organisée par la Société des ingénieurs de l'automobile (SIA), la FIA a révélé vouloir mettre en avant ce type de propulsion et travaille sur différentes options technologiques.

 


Les motivations du monde de la course automobile pour le moteur à hydrogène sont fortes, à commencer par le fait que de nombreuses compétitions ne pourront pas fonctionner avec des véhicules à batterie en raison de leur trop faible autonomie. Le moteur à combustion d’hydrogène n’est pas sujet à cette limitation. En outre, il offre une densité de puissance supérieure, bénéficie d’une grande expérience des motoristes, permet de disposer de groupes motopropulseurs à coût réduit et, motivation plus subjective mais ô combien fondamentale, offre une musicalité irremplaçable qui renforce l’émotion des spectateurs.

 

4-cylindres issu du Rallycross,
adapté à l’hydrogène par Oreca

Lors d’une table ronde organisée pendant la Journée d’étude de la SIA, Vincent Pereme, responsable des groupes motopropulseurs à la Fédération Internationale de l'Automobile (FIA), a marqué sa préférence pour le moteur à combustion et le son enthousiasmant qu’il émet. Il a ensuite rappelé que l’endurance est un précurseur pour l’hydrogène et que ce carburant pourrait par la suite alimenter d’autres catégories. Des véhicules à hydrogène, trois thermiques et un à pile, seront en effet en démonstration aux 24H du Mans à venir, le 15 juin prochain, et ce type de voitures intégrera la compétition en 2027.

Organisateur des 24H du Mans, l’ACO se veut agnostique vis-à-vis de la technologie de l'hydrogène : moteur à combustion interne ou pile à combustible. Bernard Niclot, de l’ACO, rappelle que l’objectif est de mettre en compétition des véhicules dits « zéro émissions », quel que soit leur technologie. Ce qui amène un débat sur les émissions d'oxydes d'azote (NOx). 

En effet, jusqu’à présent, la plupart des projets de moteur hautes performances ont été développés avec un objectif de coefficient d’air lambda proche de 1 sous pleine charge, ou avec un maxi de 1,8, principalement en raison de la difficulté de la suralimentation des moteurs à mélange pauvre, à lambda supérieur à 2. En contrepartie, un système d'injection d'eau dans les cylindres doit être implémenté afin de repousser le risque de pré-allumage et le moteur rejette des NOx.

 

Développement complet par AVL d’un 4-cylindres à hydrogène 


La FIA et Alpine préféreraient une réglementation fixant une valeur limite de NOx, ce qui pourrait faire basculer le choix vers l’un ou l’autre mode de propulsion selon l’ACO. Victor Gasté, expert combustion chez AVL, indique que le développement d’un moteur hautes performances à mélange pauvre est plus complexe qu’un à lambda 1 et qu’une limite de NOx serait une contrainte nouvelle en compétition. Le surcoût de cette voie est également un critère à prendre en compte. 

Si une réglementation sur les émissions de NOx devait être implémentée en compétition, les motoristes auraient alors le choix entre un moteur à lambda 1, mais embarquant un lourd et encombrant système de post-dépollution, et un moteur à lambda entre 2 et 2,5, mais équipé d'un système de suralimentation complexe, tel qu’une suralimentation à étage ou assistée électriquement.

Un autre débat a concerné le moyen de stockage de l’hydrogène : gazeux sous 700 bars ou liquide à -253 °C dans un réservoir cryogénique. La FIA préfère la solution liquide en raison de sa plus grande sécurité, ainsi que de sa densité énergétique supérieure. Cette solution ne subit pas en outre les grands écarts de température difficiles à gérer dans les réservoirs haute pression. Pierre Jean Tardy, responsable des projets Hydrogène chez Alpine Racing, ajoute qu’un réservoir cryogénique n'est pas nécessairement rond, ce qui facilite son intégration, mais indique qu’un enjeu concerne l’ajout d’une pompe embarquée qui doit générer une pression dans le système d’injection.

Ces différentes voies technologiques qui seront bientôt choisies par la FIA pourraient par ailleurs avoir un impact sur l'industrie des véhicules légers et lourds.

 

Table ronde organisée par la SIA sur le thème « Evolution of regulations in motorsport to integrate hydrogen as a fuel »

 


    Yvonnick Gazeau