Daimler : sa voiture à pile à combustible de série sortirait avant 2015

Rappelez-vous : en 1994, Daimler a présenté sa première voiture à pile à combustible baptisée la NECAR 1. Depuis, près de 100 exemplaires de ce modèle ont roulé plus de 3,6 millions de kilomètres à titre d’essai. Ces exemplaires ont connu diverses modifications techniques. Daimler a annoncé qu'il compte faire démarrer la production en série de véhicules à pile à combustible dans moins de dix ans. Christian Mohrdieck, responsable du développement des piles à combustible, a affirmé : "D’ici à 2012 ou 2015, nous serons bien avancés sur le plan technique et en mesure de produire des voitures rentables, comparées à celles dotées d’autres technologies."

Daimler et la pile à combustible, une histoire qui dure

L'Association Française de l’Hydrogène explique que c’est en 1989 que Daimler-Benz entreprend d’évaluer la pile à combustible pour l’application automobile et choisit pour cela la pile Ballard. Puis en août 1992, Dornier GmbH, filiale de Daimler-Benz, achète un système Ballard afin de le soumettre à des essais plus poussés. Convaincu par les résultats de ces tests, Daimler-Benz signe, en mars 1993, un accord avec la société canadienne Ballard Power Systems Inc., constituée en 1979 (par le géophysicien Geoffrey E. Ballard, sous le nom de Ballard Research Inc.) et qui développait des piles à combustible de type PEM depuis 1983. Au titre de cet accord, les deux parties mettent en commun leurs connaissances technologiques respectives et Daimler-Benz verse à Ballard la somme de 15 millions de dollars US pour la poursuite des travaux de mise au point de la pile à combustible de type PEM, auxquels s’ajoutent 10 millions de dollars que chaque société s’engage à investir, en plus de la somme versée, soit au total 35 millions de dollars. Cette somme était considérable à l’époque dans la mesure où elle représentait une fois et demi l’exercice financier annuel de Ballard et était aussi le premier investissement aussi massif sur cette technologie (hors espace) depuis le début de l’histoire de la pile à combustible. De plus, cet accord n’interdisait pas à Ballard de continuer à fournir des piles à combustible à d’autres clients.

Un an seulement après cet accord, Daimler-Benz a sorti son premier prototype, la Necar2 1, en avril 1994. Il s’agissait d’un véhicule utilitaire de type Mercedes MB 180 dont presque tout le volume utile était occupé par le système pile, sans aucun souci d’intégration : Daimler ne souhaitait que tester les fonctions de tous les sous-systèmes mis en œuvre. La source était constituée de 12 modules de type PGS-103 pour un total de 50 kWe. Les piles étaient alimentées par de l’hydrogène gazeux stocké à bord sous 250 bars.

En mai 1996, un deuxième prototype était présenté : la Necar 2. Il s’agissait d’un prototype sur la base d’une Mercedes Classe V que Daimler avait conçu avec un bon effort d’intégration puisque tout le volume utile intérieur avait été libéré. Pour la même puissance de 50 kWe disponible, seuls deux modules de 25 kW ont été nécessaires. Chaque module était constitué de 150 cellules de 700 cm et la puissance spécifique du système générateur avait été abaissée à 6kg/kW et 9litres/kW. L’hydrogène gazeux était stocké à bord dans deux bouteilles de 140 litres permettant 250 km d’autonomie.

En 1997, le troisième prototype Necar 3, était présenté au Salon Automobile de Francfort. Il était conçu sur la base de la Classe A. La pile était du même type que sur la Necar 2, mais l’originalité résidait dans la source de combustible : pour la première fois, le réservoir d’hydrogène était remplacé par un réservoir de 38l de méthanol couplé à un reformeur fonctionnant à 280°C. Le système complet était intégré dans le châssis. L’autonomie était voisine de 400 km.

En décembre 1998, DaimlerChrysler présente au Los Angeles Motor Show, la Jeep Commander, alimentée par une pile à combustible hybridée à des batteries NiMH. Tout comme la Necar 3, elle est équipée d’un reformeur méthanol. En mars 1999, DaimlerChrysler présente la Necar 4 à Washington, toujours basée sur la Classe A, mais alimentée à partir d’un réservoir de 7 kg d’hydrogène liquide embarqué, dont le taux d’évaporation est de 1%/jour. Sa pile à combustible fournit maintenant 70 kWe avec deux modules de 35 kWe. Le véhicule pèse 1580 kg, contre 1120 kg pour le modèle à essence. Le rendement total du réservoir à la roue est donné à 37,7%. En 2000, une version à hydrogène comprimé à 350 bars (réservoir Dynetek) de la Necar 4, baptisée Necar 4 Advanced, est présentée ; elle est destinée à intégrer la flotte du California Fuel Cell Partnership. Les modules Ballard qui l’équipent sont du type Mark 900.

En novembre 2000, le prototype Necar 5 est présenté. Il est très voisin de la Necar 3 (reformeur méthanol) et préfigure le modèle que DaimlerChrysler prévoit de commercialiser ultérieurement. La puissance de la pile est toujours de 75 kWe (pile type Mark 900). En fin 2000, DaimlerChrysler a présenté le go-cart, un prototype de cart équipé d’une pile DMFC (pile PEM à méthanol direct) de 3 kW, technologie dans laquelle Ballard a investi. En janvier 2001, DaimlerChrysler a annoncé la livraison à la compagnie Hermes Versand Service, d’un petit utilitaire Sprinter équipé d’un stockage d’hydrogène sous pression, pour une autonomie de l’ordre de 150 km.

En décembre 2001, DaimlerChrysler a présenté un prototype, baptisé Natrium (ou plus exactement Chrysler Town & Country Natrium), alimenté par un nouveau type de stockage d’hydrogène embarqué : le stockage sur borohydrure développé par la société américaine Millenium Cell Inc.. Il s’agit plus précisément de faire réagir du borohydrure de sodium (qui explique le nom Natrium donné au prototype), dérivé du Borax, avec de l’eau en présence d’un catalyseur. Ce système, tel qu’il a été dimensionné dans la Natrium, donne une autonomie de près de 500 km ; la pile à combustible est hybridée avec une batterie Li-ion de la société Saft, capable de fournir 40 kWe. Au printemps 2002, une Necar 5 à reformeur méthanol a traversé les Etats-Unis parcourant 3200 miles en 15 jours sur des routes publiques : elle nécessitait un plein de méthanol tous les 300 miles.

En octobre 2002, DaimlerChrysler baptise F-Cell la nouvelle génération de sa version Necar 4 Advanced (c'est-à-dire alimentée en hydrogène sous pression) et annonce la fabrication d’une série de 60 véhicules. En décembre 2003, la première de cette série est livrée chez Tokyo Gas Co. Ltd, au Japon. Depuis, d’autres ont été livrées en 2004, aux USA en particulier. D’autres livraisons sont prévues à Berlin et à Singapour. Le concept de la F-Cell est de type hybride ; elle est alimentée par une pile Ballard Mark 902, de 72 kW de puissance nette. Le moteur électrique a une puissance de 65 kW et son réservoir d’hydrogène sous 350 bars lui donne une autonomie de 150 km. La batterie est de type NiMH (6,5 Ah). En août 2004, le Groupe Chrysler a livré le premier utilitaire à pile à combustible Dodge Sprinter à UPS, à Los Angeles. Ce véhicule a une autonomie de 250 km.

Et leur histoire n'est pas finie...

(Source : Daimler, Automotive news Europe, CCFA, Association Française de l’Hydrogène)