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Expérimentation des piles à combustible

Hugo Leroux

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Expérimentation des piles à combustible

Le système Vitovalor-P de Viessmann comporte une partie pile à combustible proprement dite et une partie chaudière à gaz avec réservoir tampon.

Dans le cadre de notre série de 21 entretiens consacrés à l'innovation en 2018, les experts interviewés ont mis en avant un ou deux exemples remarquables. Vous les retrouvez ici. Aujourd'hui, la sélection de Christian Cardonnel, consultant en efficience énergétique.

PILE À COMBUSTIBLE - Une expérimentation en cours sur 50 systèmes

"Des moyens de chauffage alternatifs apparaissent dans le bâtiment." Christian Cardonnel


Système Vitovalor-P de Viessmann.


Viessmann a lancé cette année, en partenariat avec GrDF et l'Ademe, la première expérimentation d'ampleur de piles à combustibles en France. Pendant trois ans, une cinquantaine de systèmes de microcogénération (chauffage et production d'électricité) vont ainsi être installés sur différentes typologies de bâtiment répartis sur plusieurs zones géographiques de l'Hexagone. Grâce à l'instrumentation de dix systèmes, l'expérimentation permettra de mieux caractériser le comportement et les intérêts de la technologie de la pile à combustible, prometteuse dans les transports, mais relativement nouvelle dans le bâtiment.

Concrètement, le système de Viessmann, baptisé Vitovalor-P, se présente comme une chaudière divisée en deux parties : une partie pile à combustible proprement dite et une partie chaudière gaz à condensation avec réservoir tampon pour l'appoint et la production d'eau chaude sanitaire. La pile se raccorde sur le réseau de gaz naturel, transforme ce dernier en hydrogène via un dispositif appelé «reformer», puis cet hydrogène réagit immédiatement dans le cœur de pile pour produire de l'électricité, avec un dégagement de chaleur associé. La chaudière gaz apporte l'appoint de chauffage si besoin. Depuis 2014, Viessmann a choisi de développer cette technologie à rebours de ses concurrents, qui privilégient le plus souvent une technologie plus conventionnelle basée sur la consommation du gaz naturel dans un moteur Stirling ou un moteur à combustion interne.

« L'inconvénient du moteur Stirling réside dans le rapport entre la puissance électrique et la puissance thermique produite, qui est de 1 pour 6. Or, cette importante chaleur doit être dissipée en permanence pour assurer le bon fonctionnement de ce système et ne pas atténuer l'efficacité globale du système. Ce rapport est quasi de 1 pour 1 avec la pile à combustible, on est donc plus souple », précise Richard Cordonnier, responsable produit chez Viessman. Par ailleurs, la réaction électrochimique se déroulant dans le cœur de la pile à combustible ne dégage que de la vapeur d'eau, donc aucun CO2. En dehors de l'expérimentation menée avec GrDF, Viessman compte déjà une cinquantaine d'autres installations depuis 2014, « presque toutes en rénovation, le titre V permettant d'effectuer les calculs réglementaires RT2012 dans le neuf devant être validé en 2019 », poursuit Richard Cordonnier. L'offre future se déclinera en quatre gammes de puissance thermique : 11, 19, 26 et 35 kW.  

Si le système Vitovalor-P n'est pas encore compétitif avec des solutions classiques du type réseau électrique et gaz à condensation, « nous prévoyons que la production locale permise par la cogénération sera fortement encouragée dans les années à venir pour deux raisons : les prix de l'électricité sont voués à augmenter, et les énergies renouvelables intermittentes provoquent l'instabilité du réseau. In fine, le prix de la pile à combustible baissera avec la montée en puissance industrielle », argumente Richard Cordonnier. Viessmann croit d'ailleurs en son pari au point de commercialiser en Allemagne une seconde technologie de pile à combustible, dite SOFC (Solid Oxid Fuel Cell), que la société prévoit d'introduire l'année prochaine sur le marché français. La technologie SOFC affiche un meilleur rendement global, à condition de fonctionner en continu. La technologie actuelle de Vitovalor-P, dite PEM (Proton Exchange Membrane), restera, elle, plutôt adaptée aux bâtiments résidentiels ayant des besoins énergétiques fluctuants. 

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