HYCEVAL

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Contexte

Les enjeux climatiques et environnementaux conduisent les partenaires de ce projet à développer de nouvelles solutions techniques s'inscrivant directement dans la politique de l'Union Européenne FIT 55 dont l'objectif est de diminuer les émissions de CO2 de l'UE de 55% d'ici 2030 et d'atteindre la neutralité carbone en 2050. De plus, cette transition est l'opportunité de transformer les outils industriels existants pour proposer une solution rapide et à moindre coût.

Les enjeux climatiques et environnementaux conduisent les partenaires de ce projet à développer de nouvelles solutions techniques s'inscrivant directement dans la politique de l'Union Européenne FIT 55 dont l'objectif est de diminuer les émissions de CO2 de l'UE de 55% d'ici 2030 et d'atteindre la neutralité carbone en 2050. De plus, cette transition est l'opportunité de transformer les outils industriels existants pour proposer une solution rapide et à moindre coût.

Objectifs

HYCEVAL vise à concevoir 2 véhicules/machines à moteurs à combustion interne à hydrogène, ceci dans le but de répondre à la nouvelle norme européenne zéro émission (émission inférieure à 1g de CO2/kWh). La solution moteur à combustion interne est une technologie qui présente des avantages uniques et clés dans la décarbonisation :

• Robuste pour de nombreux véhicules et environnements d'utilisations.
• N'utilise pas d'importante quantité de métaux rares, toxiques ou précieux.
• Possède un circuit de recyclage efficace.
• Utilise une infrastructure de production existante.
• Le réseau de production et de distribution d'hydrogène est en plein essor sur le territoire national.

La naissance de cette solution permettra aux partenaires de se positionner en leader dans le domaine de la combustion hydrogène, chacun dans son domaine de compétences, permettant ainsi de pérenniser son activité et les emplois associés.

Partenaires

Le partage des savoirs et activités des 5 partenaires s'articule autour des briques technologiques suivantes :

 

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• Définition du système d'injection d'hydrogène : composants hydrauliques et contrôle du moteur. Coordinateur du projet (BorgWarner).
• Définition du système de fixation du réservoir, étanchéité et distribution (Caillau).
• Définition de la distribution du fluide au système : tubes et connections (Duncha).
• Définition du bloc moteur et intégration véhicule (John Deere).
• Recherches avancées en combustion (Université d'Orléans).

Déroulement

Le projet se compose de 4 étapes menant à la conception de 2 démonstrateurs avec moteurs à combustion interne à hydrogène :

• Optimisation de la combustion et recherche fondamentale sur modèle monocylindre au sein de l'Université d'Orléans.
• Adaptation technique du moteur diesel existant afin d'intégrer le système d'injection d'hydrogène et d'optimiser la combustion sur un banc de test.
• Réalisation d'un générateur d'électricité mobile pour démontrer les performances de ce moteur sur des conditionnements de fonctionnement à régime stabilisé.
• Réalisation d'un démonstrateur roulant pour les travaux autoroutiers : intégration du moteur et du système de stockage d'hydrogène pour proposer cette innovation aux différents marchés visés.

Résultats attendus 

Innovation

HYCEVAL propose une conception technologique basée sur une évolution du design d'un moteur diesel existant afin de réduire le coût de fabrication. Le challenge consiste à optimiser la combustion d'hydrogène par une suralimentation couplée à une injection directe, un allumage par bougie, un mélange air-hydrogène efficace, une limitation des températures de combustion afin de réduire à la source la production des oxydes.

Economiques & sociaux

HYCEVAL contribue à la réduction des émissions polluantes (CO2) et à l'indépendance énergétique. Il permet également de développer les compétences des laboratoires français dans le domaine de l'injection / combustion, la formation de jeunes chercheurs et également de fédérer la filière industrielle hydraulique haute pression afin de sécuriser la position concurrentielle des constructeurs de motorisation et des équipementiers. 

Environnement 

La combustion interne à hydrogène pourra permettre de répondre à la nouvelle norme zéro émission de la Commission européenne qui demande une émission inférieure à 1g de CO2 par kWh.  Le coût annuel de fonctionnement, lié de manière directe au coût de production de l'hydrogène vert, est similaire au coût annuel de fonctionnement d'un véhicule à moteur à combustion interne.

Application et Valorisation

Le 14 juillet 2021, la commission européenne a adopté un ensemble de propositions afin d'adapter la politique de l'Union notamment dans le domaine de l'énergie, de l'agriculture et du transport, afin de réduire les émissions nettes de gaz à effet de serre de 55% d'ici 2030 par rapport aux émissions de 1990 et d'atteindre la neutralité climatique d'ici 2050. L'hydrogène vert est une des solutions retenues permettant de répondre à ces objectifs ambitieux. Ainsi en tenant compte des performances, de l'investissement (CAPEX) et du coût d'exploitation (OPEX), le moteur à combustion interne fonctionnant à l'hydrogène peut être une solution pour répondre aux enjeux environnementaux futurs tout en conservant un tissu industriel localisé en France.

Les marchés visés sont ceux des véhicules agricoles ou véhicules de travaux publics ainsi que le secteur des groupes électrogènes. Par extension, ces démonstrateurs seront également une vitrine pour tout autre type d'engins ou de véhicules.

Contact : Fabrice FOUCHER ⇒ fabrice.foucher@univ-orleans.fr