Spécial Energie

Interview 4
"Il faut mettre en place une filière pile à combustible" - Interview de Patrick Bouchard, président d'Hélion
Rail & Recherche n°40 - juillet/août/septembre 2006

Le patron de la filiale d’Areva, spécialisée dans la conception et la construction de coeurs et de systèmes de pile à combustible, plaide pour la mobilisation d’urgence des acteurs d’une filière qu’il juge vitale pour l’avenir. Avec le projet SPACT 80*, la SNCF donne l’exemple…

• Après avoir travaillé pendant plus de 20 ans sur les problèmes de réduction de bruits et de vibrations, Patrick Bouchard devient président-directeur général d’Hélion avec pour objectif de développer et structurer la filière pile à combustible au sein du groupe Areva.
• Hélion a testé avec succès une pile de 5 kWe intégrée dans un groupe de secours en mars 2003 et présenté en novembre 2004 une nouvelle génération de coeur de pile de puissance de plus de 20k W, triplant ainsi son chiffre d’affaires en deux ans.
• Hélion poursuit aujourd’hui son positionnement sur les marchés du stationnaire, du transport urbain et des applications anaérobies.

* Système à base de Pile À Combustible pour le Transport de 80 kW.

Rail & Recherche : Quels sont les avantages de la pile à combustible ?
Patrick Bouchard : Le premier argument en faveur de la pile à combustible (PAC) est son rendement, nettement supérieur à celui des moteurs thermiques : il peut atteindre 80% dans le cas de la cogénération, car la PAC produit aussi de la chaleur utilisable, autre avantage non négligeable pour certains usages. De plus, la PAC fournit de l’électricité et de la chaleur sans dégager de gaz à effet de serre ni produire de déchets, à partir d’une réaction électrochimique entre l’hydrogène et l’oxygène, pur ou présent dans l’air. L’intérêt de la PAC du point de vue du développement durable est donc évident, mais la question de la production d’hydrogène reste posée. Car l’hydrogène n’étant pas disponible tel quel à l’état naturel, il doit être produit par un processus ne générant pas, si possible, de gaz à effet de serre et dont le coût soit acceptable. L’énergie nucléaire d’un côté, la biomasse, les énergies éoliennes et photovoltaïques de l’autre apportent des solutions potentielles à ce problème. On peut ainsi fabriquer localement les gaz réactifs par électrolyse en utilisant l’énergie fournie par le vent ou le soleil sur le site même où elle est consommée. On résoudrait ainsi à la fois le problème du stockage des énergies renouvelables et celui de la production “propre” de carburant pour les PAC. On irait alors jusqu’au bout de la logique du développement durable.

R & R : Quels sont les principes de la pile développée par votre société ?
P. B. : Hélion conçoit et fabrique des PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PAC à membrane échangeuse de protons). Ces PAC fonctionnent en deux modes : “hydrogène-oxygène purs” ou en mode “hydrogène-air”. Hélion a commencé à travailler sur le premier type de pile pour des applications anaérobies de propulsion des sous-marins militaires. Le mode “H2-O2 purs” offre en effet de meilleures performances électrochimiques, d’où une autonomie et une disponibilité nettement améliorées. Comme notre société est l’une des rares à maîtriser cette technique, nous disposons d’un avantage concurrentiel notamment pour les applications “stationnaires” tels que les groupes de secours ou le couplage avec les énergies renouvelables. Il faut aussi être capable de proposer des PEMFC fonctionnant selon le second mode et déclinées en “H2 pur-air” pour les applications de transport, et en “H2 réformé-air” à partir de carburants fossiles, comme le gaz naturel ou les biocarburants, pour les applications de cogénération.

R & R : Quelles sont les applications les plus prometteuses de la PAC ?
P. B. : Hélion privilégie cinq domaines d’applications nécessitant des puissances électriques importantes :

• La propulsion et la robotique sousmarine utilisées par la Défense et la recherche pétrolière, qui demande de plus en plus d’énergie.
• Les transports, en particulier les transports collectifs et de fret urbains.
• Les groupes de secours, pour remplacer les groupes électrogènes : une PAC Hélion de 5 kW électriques passe actuellement les derniers tests en laboratoire, et dès septembre prochain, nous présenterons une solution complète de 20 kWe.
• L’électrification des sites isolés à partir d’énergie éolienne ou hotovoltaïque, là où l’électricité est chère et/ou non permanente et où la production gagne à être décentralisée : dans les îles, par exemple, en particulier touristiques comme en Grèce.
• La microcogénération, qui consiste à utiliser également la chaleur produite par la pile pour le chauffage des locaux.

R & R : Quels problèmes devez vous résoudre pour atteindre la puissance nécessaire pour les applications aux transports ?
P. B. : En 2002, notre coeur de PAC “H2-O2 purs” développait 2 kWe.
En 2003, 5 kWe, puis 20 kWe à la fin de l’année 2004. Dès la mi-2005, il atteignait 30 kWe. Et à la fin de l’année, nous serons en mesure de produire des stacks de 50 kWe. L’évolution en puissance est donc particulièrement rapide. En mode “H2-air”, dans le cadre du projet SPACT 80 , nous disposerons d’un module élémentaire de coeur de pile offrant une puissance d’environ 20 kWe au début de l’année 2006. Les 80 kWe nécessaires pour le fonctionnement de la plate-forme expérimentale de la SNCF seront fournis par le couplage de coeurs de PAC. En optimisant la puissance et en couplant plus de coeurs, il sera possible d’aller par la suite jusqu’à 200 kWe, la puissance nécessaire pour mouvoir un locotracteur.

R & R : La SNCF n’est-elle pas un utilisateur de PAC un peu atypique?
P. B. : De fait, la PAC ne remplacera pas la caténaire des TGV avant longtemps. Par contre, elle pourrait bientôt fournir de l’électricité à bord en cas de coupure de l’alimentation, lors d’un arrêt en rase campagne par exemple. Mais c’est d’abord dans les transports urbains qu’elle aura une carte à jouer, qu’il s’agisse de transporter au coeur des villes des passagers ou du fret dans des tramways, des autobus ou des véhicules utilitaires en supprimant toute pollution, atmosphérique, sonore et visuelle (par la suppression de la caténaire), ou de déplacer des wagons dans les gares de triage grâce à des locotracteurs silencieux et non polluants. Par rapport à l’automobile, par exemple, c’est une niche de marché étroite mais qui joue un rôle précurseur et indispensable. SPACT 80 est un projet exemplaire dans la mesure où il réunit tous les grands laboratoires, l’Inrets, l’Université de Technologie de Belfort - Montbéliard et la plate-forme de Belfort, le CEA et le CNRS, avec une composante R & D publique très forte, une société spécialisée, Hélion, deux utilisateurs finaux, l’un civil, la SNCF, et l’autre militaire, la DGA. C’est un exemple à suivre. Il faut mettre en place en France une filière industrielle en lien étroit avec la recherche pour réunir les acteurs et promouvoir les expérimentations. Ce sont les applications réelles, par les retours d’expérience, qui vont tirer la technologie et l’acceptabilité par le public. En offrant des solutions variées reposant sur un corps technologique unique, nous pourrons faire baisser le coût de la technologie.