Le stockage liquide de l’hydrogène révèle un défi inattendu

À l’occasion de la journée LMH2 qui a rassemblé sur le circuit du Mans 300 professionnels de l’hydrogène, le sujet de l’avenir du sport automobile, et bien sûr du choix des organisateurs des 24 Heures du Mans pour ce carburant à partir de 2028, ont été abordés. Il ressort de cette table ronde que le stockage de l'hydrogène à l'état liquide est devenu incontournable, que la technologie du réservoir cryogénique doit être adaptée, et surtout qu’un autre défi technique plus complexe attend les motoristes.

Afin de participer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et de ceux polluants dans l’air, l’ACO et la FIA ont décidé de mettre en place pour les 24H du Mans et le championnat WEC à partir de 2028 un règlement spécifique pour les véhicules à hydrogène. Les essais ont démontré que le stockage gazeux sous haute pression n'est pas adapté à cette compétition en raison des trop grandes variations de température, tant lors de l'emplissage que du roulage. Voir notre dossier Pourquoi le moteur à combustion perdurera-t-il dans des compétitions automobile majeures ? 

Le stockage de l'hydrogène à l'état liquide sous -253 °C dans un réservoir cryogénique est alors la nouvelle solution adoptée. Ses avantages sont nombreux par rapport au stockage gazeux sous 700 bars : 

  • Remplissage plus rapide et sans variation de température limitante.
  • Densité volumétrique supérieure.
  • Forme de réservoir plus facile à insérer dans un châssis.
  • Sécurité accrue.

Réunissant Pierre Fillon (président de l’ACO), Bassel Aslan (directeur technique de MissionH24), Pierre-Jean Tardy (Alpine Racing), Jacques Nicolet (Ligier Automotive), Pascal Vasselon (Toyota Gazoo Racing), et Raphaël Pourret (Forvia Hydrogen Solutions), la table ronde a rapidement évoqué un défi de taille. Les technologies de réservoir cryogénique sont connues et ne montrent pas de problème insurmontable. Ce n’est pas le cas du traitement de l’hydrogène en sortie de réservoir : il doit changer d'état (de liquide à gazeux), de température et de pression, passant de quelques bars à une plage entre 5 et 10 bars pour une pile à combustible et à 40 ou 60 bars avec un moteur thermique. Un système de montée à une température acceptable est nécessaire, probablement utilisant la chaleur produite par les systèmes de propulsion.

La grande difficulté réside dans la nécessaire montée en pression via une pompe, notamment parce que l'hydrogène, contrairement à l’essence, n’offre aucune capacité de lubrification. Si cet obstacle a été surmonté sur les injecteurs pour moteur à combustion par l’ajout d’un doseur d’huile pulvérisant des microgouttes dans le rail d’alimentation, une pompe présente des zones de frottement plus critiques et la quantité d'huile nécessaire serait alors probablement inacceptable. De nombreux équipementiers et constructeurs (Toyota, Alpine, Bosch, Forvia, etc.) travaillent donc sur cette problématique complexe afin de proposer un dispositif fiable. Les solutions choisies par chacun devraient être connues en 2026 ou 2027.


    Yvonnick Gazeau