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La pile à combustible à hydrogène en test

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La pile à combustible à hydrogène en test

1. Évacuation des produits de combustion de la chaudière 2. Ballon de stockage ECS (47 l) 3. Évacuation des produits de la pile (vapeur d’eau, CO, etc.) 4. Chaudière à condensation 5. Module pile à combustible 6. Ballon de stockage de l’énergie thermique de la pile (170 l)

Bien connus des Japonais, les systèmes à pile à combustible à hydrogène doivent faire leurs preuves en France. C’est l’objet d’un projet de recherche qui durera deux ans et vise à faire évoluer la réglementation pour en favoriser le déploiement.

Trois piles à combustible japonaises combinées à des chaudières allemandes ont pris leurs quartiers en territoire français. La commune de Forbach, en Moselle, non loin de l’usine Viessmann située à Faulquemont, les accueille. L’industriel allemand fournit en effet les trois machines Vitovalor 300-P du projet de recherche Epilog (*), financé par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) et qui préfigure l’utilisation de ces systèmes « chaudière pile à combustible » en France. Alimentée en gaz naturel (CH4, méthane), la machine transforme celui-ci en hydrogène (réformage) et le fait réagir avec l’oxygène de l’air. Cette réaction constitue le principe actif de la pile à combustible à hydrogène ; elle produit de l’électricité (750 W) et de la chaleur (1,1 kW). Le rendement global atteint 92 % (40 % pour l’électricité). Une chaudière gaz à condensation de 19 kW apporte la chaleur nécessaire au fonctionnement de la pile et le complément de puissance thermique réclamée par les usages domestiques.

Durée de vie estimée : dix ans

« Panasonic, qui fournit le cœur de pile, a déjà installé plusieurs milliers d’équipements de ce type au Japon, note Ludovic Thiébaux, responsable du pôle marketing produits à la direction du développement de GrDF, partenaire du projet. On pourrait considérer la technologie comme éprouvée, sauf qu’un certain nombre de conditions changent. En effet, le gaz du réseau japonais est plus pur ; la pression dans le réseau de distribution diffère, de même que le réseau électrique. Par ailleurs, au Japon, on installe les machines à l’extérieur ; en France, non. » Or ces raisons pratiques peuvent avoir une incidence sur le rendement de la machine au cours des dix ans de sa durée de vie estimée.
En outre, parce qu’elle met en œuvre de l’hydrogène, une pile à combustible est encore considérée comme une installation classée pour la protection de l’environnement (ICPE), ce qui ne facilite guère son implantation à grande échelle. « Ce classement n’est pas pertinent car nous ne stockons pas l’hydrogène, il est consommé instantanément », fait remarquer Richard Cordonnier, chef de produit nouvelles technologies chez Viessmann. De plus, la machine « chaudière pile à combustible » n’est pas prise en compte par le moteur de calcul de la RT 2012. C’est pourtant dans les bâtiments conformes à la nouvelle réglementation thermique que réside son cœur de cible, puisqu’elle vise à répondre à un faible besoin de puissance thermique et à un besoin de puissance électrique permanent. Pour apporter les données nécessaires à cette évolution réglementaire, le Comité scientifique et technique des industries climatiques (Costic) et le Crigen, centre de recherche de GDF Suez, ont instrumenté les trois machines installées. La première l’est dans un pavillon (84 m2, radiateurs basse température) ; la deuxième dans une crèche (170 m2, radiateurs basse température) ; et la troisième dans un tout petit collectif (deux appartements totalisant 150 m2, planchers chauffants). Tous ont été rénovés récemment et bénéficient d’une bonne isolation.
Il existe actuellement deux technologies de pile à combustible à hydrogène. L’une, à haute température (700°C au cœur de la pile), affiche un rendement électrique de l’ordre de 60 %, mais souffre d’une durée de vie limitée : deux ans. La pile Panasonic utilisée par Viessmann est une pile à basse température (80°C), dont le rendement électrique est de 40 % « seulement », mais qui fonctionne une dizaine d’années sans intervention. « On devrait bientôt pouvoir s’engager sur quinze ans de durée de vie, assure Richard Cordonnier. La Vitovalor 300-P est un produit tout à fait abouti que nous commercialisons en Allemagne depuis avril. L’enjeu, outre-Rhin, est de produire de l’électricité avec du gaz, lequel est moins cher. » Du côté de GrDF, on met surtout en avant la présence accrue à l’avenir de biogaz dans le réseau. La « chaudière pile à combustible » pourrait, malgré elle, devenir une solution à énergie renouvelable. Ce qu’elle n’est pas pour l’instant.

N°338

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