HYCHAIN

Hydrogen Challenge

Le contexte

Concrètement, en quoi consiste le projet HYCHAIN ?

Des éléments de réponse à un double défi

• lutter contre la pollution issue du transport dans les villes

Le transport en Europe compte pour 25% des émissions totales de dioxyde de carbone (gaz à effet de
serre) ; le coût de la pollution liée au transport est estimé à 1,7% du PNB de l'Europe, soit environ
360 € par an pour chaque citoyen(1) !
Aujourd'hui, en Europe, les véhicules qui circulent dans nos villes sont responsables de 40% des
émissions de dioxyde de carbone liées au transport(2). Et ce dioxyde de carbone est aujourd'hui
reconnu par tous les experts comme l'un des principaux gaz a effet de serre, responsable de
dérèglements climatiques. L'Union Européenne s'est engagée, dans le cadre du protocole de Kyoto
sur les changements climatiques, à réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 8 % par rapport
à 1990 d'ici 2008-2012.
Ces véhicules émettent aussi des oxydes d'azote et des particules (fines poussières en suspension
dans l'air), qui ont un effet nocif sur la santé des citadins. Les oxydes d'azote (aussi connus sous le
nom de NOx) exacerbent des problèmes respiratoires qui touchent particulièrement les populations
les plus fragiles : jeunes enfants, personnes âgées, personnes affaiblies. Ils sont aussi responsables
des "pics d'ozone".

(1) 'Green week', Commission Européenne, 1er juin 2005
(2) Livre blanc de la Commission Européenne: "La politique des transports à l'horizon 2010 : l'heure des choix"

• réduire notre dépendance envers les energies fossiles

Le transport urbain dépend aujourd'hui à 95% des énergies fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon)
aux réserves limitées et pour lesquelles des incertitudes liées à leur approvisionnement pèsent, dans
un contexte où la facture énergétique s'est considérablement accrue. L'accroissement de la population
mondiale et l'industrialisation des pays émergents va entraîner à terme une augmentation des besoins
énergétiques (électricité...).

C'est pourquoi l'Union Européenne et les Etats membres se sont donc engagés à proposer de
nouvelles solutions pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, pour préserver la santé
des citoyens et pour réduire notre dépendance à l'importation d'énergies fossiles.

L'utilisation de l'hydrogène comme vecteur d'énergie est une solution alternative qui se dessine
depuis maintenant une dizaine En effet, utilisé dans une pile à combustible, l'hydrogène se combine
avec l'oxygène de l'air pour produire de l'électricité avec un rendement élevé, proche de 50%, en ne
rejetant que de l'eau. Un fabuleux potentiel pour fournir une énergie silencieuse et propre, qui répond
aux deux défis de l'Union européenne dans le domaine du transport. Celle-ci s'est largement engagée
dans cette voie en soutenant, pour plus de 250 millions d'euros depuis 1998, plusieurs dizaines de
projets. Le Projet HYCHAIN viendra s'ajouter aux 2 autres projets européens majeurs de
démonstration. Il s'agit du Projet CUTE, dans lequel 30 bus, et les stations de remplissages associées,
ont été déployés dans 10 villes européennes (en 2004, ces bus avaient parcouru près de 300 000
kilomètres, transportant 400 000 passagers) et du Projet ZERO REGIO qui développe une flotte de
voitures alimentées par des stations services en Italie (Lombardie) et en Allemagne (Rhein-Main).

Mais aujourd'hui, le nombre de véhicules dont le moteur est alimenté par l'électricité fournie par une
pile à combustible est très restreint (quelques centaines de prototypes dans le monde). Leur
déploiement est freiné par leur disponibilité mais aussi par une infrastructure de distribution de
l'hydrogène qui n'est pas adaptée à cet usage. Bien que plus de 500 milliards de mètres cubes
d'hydrogène soient produits chaque année dans le monde, leurs utilisations et leurs modes de
distribution sont principalement à visée industrielle : utilisés par les industriels de la chimie, du
raffinage, l'hydrogène leur est fourni par canalisations ou par camions citernes?

Le Projet HYCHAIN-MINITRANS propose la mise en place simultanée de flottes de véhicules
urbains propulsés par des piles à combustibles et d'une infrastructure originale de distribution
de l'hydrogène. Il ambitionne de favoriser le développement d'une véritable filière industrielle
assurant emploi et croissance en Europe.

158 véhicules dans 4 régions d'Europe

Les moteurs des véhicules électriques qui circulent dans nos villes sont aujourd'hui alimentés par des
batteries qui stockent une quantité limitée d'énergie utilisable et qui ont une autonomie réduite, de
l'ordre de 50 à 150 km.

L'objectif du Projet HYCHAIN-MINITRANS est d'ajouter à ces véhicules électriques existants et utilisés
le plus souvent dans les flottes captives des villes (qui reviennent se recharger au même endroit) une
source additionnelle d'énergie sous la forme d'une pile à combustible alimentée en hydrogène.
Les véhicules hybrides ainsi développés vont avoir une autonomie accrue (au moins triplée), et
pourront être rechargés en énergie.

A titre d'exemple, l'hybridation (utilisation simultanée d'une batterie et d'une production in situ
d'électricité grâce à une pile à combustible utilisant de l'hydrogène) d'un petit véhicule utilitaire
électrique permettra de réduire son poids de 25% puisque la quantité de batterie (une grande partie
du poids du véhicule) qu'il embarquera sera divisée par deux. L'hydrogène et la pile à combustible
lui permettront de parcourir jusqu'à trois fois plus de kilomètres sans recharge. Son autonomie
sera alors augmentée jusqu'à 300 km.

Quant au temps nécessaire pour recharger en énergie ces véhicules, il n'a plus rien à voir ! La charge
d'une batterie est un procédé long, qui immobilise le véhicule entre 4 et 8 heures. Faire le « plein
d'hydrogène », en utilisant la technologie originale développée dans ce projet, sera instantané.

Ainsi 158 piles à combustibles, de puissances différentes, fournies par des fabricants européens
(MASTERFLEX, AXANE, MES-DEA, PAXITECH et HYDROGENICS) seront développées et
fabriquées et intégrées dans 158 petits véhicules urbains électriques :

·  40 piles à combustibles de 0,250 kW développées par MASTERFLEX intégrées dans des tricycles en Allemagne,
·  34 piles à combustibles de 0,500 kW développées par AXANE et PAXITECH intégrées par Besel dans des fauteuils roulants en Espagne,
·  30 piles à combustibles de 1 kW développées par MES-DEA intégrées par Rucker, Besel et Derbi dans des scooters en Espagne ;
·  44 piles à combustibles de 2,5 kW développées par AXANE intégrées par VEM dans des véhicules utilitaires légers en Italie,
·  10 piles à combustibles de 10 kW développées par HYDROGENICS intégrées dans des minibus en Allemagne.

Une infrastructure hydrogène nouvelle et originale

L'infrastructure hydrogène qui sera mise en place dans les quatre régions européennes partenaires
sera basée sur le concept de l'échange de bouteilles vides contre des bouteilles pleines. Pour
une utilisation maximale de l'hydrogène, les véhicules seront équipés de plusieurs réservoirs.
L'hydrogène sera consommé séquentiellement à partir de chacun de ces réservoirs. Une fois l'un
d'entre eux vide, l'utilisateur l'échangera contre un réservoir plein dans les "Points HYDROGENE"
prévus à cet effet. Ces points prendront, dans un premier temps, la forme de distributeurs
automatiques qui seront développés dans le cadre du Projet. L'utilisateur repartira immédiatement avec
son véhicule.
L'alimentation des 158 véhicules sera ainsi assurée par la mise en place de plus de 2 000 bouteilles
développées par Air Liquide :
·  900 bouteilles de 20 litres remplies à 300 bar d'hydrogène
·  1 120 bouteilles de 2 litres remplies à 700 bar d'hydrogène.

Ces bouteilles intègreront une nouvelle technologie développée et brevetée par Air Liquide dans
ces centres de recherche. Cette innovation majeure intègre dans la bouteille
toute la mécanique de mise en oeuvre de l'hydrogène (détendeurs, sécurité et connectique) et permet
de retirer et de remplacer la bouteille en toute simplicité et en toute sécurité par tous les utilisateurs.

Air Liquide assurera, grâce à ses filiales en Allemagne, Italie, Espagne et France, l'ensemble de la
mise en place de cette véritable chaîne hydrogène : production, transport, remplissage et distribution
des bouteilles.

Un projet d'études... et un levier pour faire évoluer les mentalités

• collecter des données techniques

L'exploitation de ce réseau de véhicules va permettre d'accumuler un grand nombre de données
techniques dans plusieurs pays européens. Leur analyse permettra d'améliorer le fonctionnement
des véhicules tout comme celui de la logistique de distribution de l'hydrogène. Il facilitera leur utilisation
future par le plus grand nombre.

Le Projet HYCHAIN-MINITRANS va ainsi poser les fondations qui vont servir de base à la construction
d'un premier modèle économique pour préparer l'industrialisation à grande échelle de véhicules
utilisant l'hydrogène comme source alternative d'énergie.

• faire évoluer la réglementation et l'acceptation par le grand public

Ce Projet va également contribuer à lever les verrous sociétaux que constituent la méconnaissance
de la mise en oeuvre de l'hydrogène et l'absence de réglementation. Une innovation - et conduire
demain un véhicule disposant d'une pile à combustible alimentée en hydrogène en est une ! -
nécessite d'adopter une démarche pédagogique pour faire évoluer les mentalités.
Le savoir faire des partenaires techniques du Projet va ainsi être mis à profit pour identifier, analyser et
démontrer que l'on peut utiliser l'hydrogène en toute sécurité comme vecteur d'énergie dans des
véhicules particuliers.

Le Projet HYCHAIN-MINITRANS devrait également permettre de mettre en place, en accord avec les
autorités compétentes, les homologations nécessaires à l'utilisation de véhicules alimentés en
hydrogène dans nos villes.
Ce Projet prévoit aussi la mise en place de modules de formations qui permettront au grand public de
se familiariser avec l'utilisation de l'hydrogène, de mieux comprendre la manière de le mettre en oeuvre,
comment le manipuler en toute sécurité, et en tirer les bénéfices.
Le Projet HYCHAIN-MINITRANS est un premier pas vers un déploiement plus large dans toute
l'Europe, voire au-delà, de véhicules utilisant l'hydrogène comme vecteur d'énergie propre.

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