Conception de moteurs à combustion interne à hydrogène efficaces et à basse émission – DELHYCE

L’Europe définit sa trajectoire pour assumer sa transition écologique, son « Green Deal », au travers de la mise en œuvre d’un ensemble d'initiatives politiques. Devant une ligne directrice inflexible, considérée comme dogmatique par certains, le Parlement européen tend à faire de l’Europe, le premier continent climatiquement neutre. En effet, dans le domaine des transports, l'Union Européenne (UE) a proposé d’abolir les ventes de véhicules légers (voitures, camionnettes, VUL) utilisant des carburants fossiles, ainsi que pour les transports lourds (camions, bus), d’ici 2035. Plusieurs technologies permettent de répondre à ces engagements : la propulsion réalisée par des moteurs à combustion interne Hydrogène en fait partie. Cette dernière permettrait de décarboner rapidement une partie des véhicules existants, grâce au rétrofit des moteurs Diesel en moteur à Hydrogène, puis de proposer de nouveaux véhicules dont les moteurs, issus des chaines de production Diesel, seraient reconçus pour être adaptés à la combustion de l’Hydrogène. Cependant, les moteurs à combustion interne Hydrogène sont également stratégiques, d’un point de vue économique, puisque les usines de production, et les emplois liés, peuvent être sauvegardés localement.
Le laboratoire PRISME, de l’université d’Orléans, engagé avec Stellantis autour d’un laboratoire commun Openlab Energetics, depuis plus de dix ans, et une plateforme expérimentale ExplOe, depuis 4 ans ; ainsi qu’avec Renault Trucks au sein d’un projet ADEME-CORAM PL-H2 (France 2030), possède un savoir-faire, une forte expérience et des dispositifs uniques et reconnus, sur la combustion Hydrogène.
La chaire « DEsign of Low emission and efficient Hydrogen Internal Combustion Engines » (acronyme : DELHYCE) a pour ambition de construire une méthodologie permettant de rétrofiter et de reconcevoir des moteurs à combustion interne Hydrogène, sur la base de moteurs Diesel de petites cylindrées pour les véhicules commerciaux et de plus fortes cylindrées, pour les camions. Puis deux motorisations Stellantis et une Renault Trucks seront optimisées et testées. Le rendement et les émissions de NOx seront notamment fortement optimisés, sous contraintes de maitrise des combustions anormales, caractéristiques de ces motorisations.
Afin de répondre aux enjeux industriels et de lever les verrous scientifiques, six tâches ont été définies, impliquant six doctorants :
• La tâche 1, consacrée à la compréhension des phénomènes de combustion Hydrogène (injection, mélange air-hydrogène, combustion, auto inflammation et pollution) ;
• La tâche 2, pour la caractérisation des phénomènes de mélanges dans des moteurs à accès optiques ;
• La tâche 3, consacrée à l’optimisation de moteurs Stellantis : des moteurs monocylindres de recherche seront développés pour cela ;
• La tâche 4, dédiée à l’optimisation du moteur MH8 de chez Renault Trucks. Le moteur monocylindre développé dans le cadre du projet CORAM PL-H2 sera réutilisé ;
• La tâche 5, pour proposer des nouvelles lois de commandes pour contrôler les moteurs à combustion interne hydrogène, notamment durant les phases de transitoires. Les moteurs polycylindres permettront de valider ces lois de commandes ;
• La tâche 6, dédiée à la valorisation des résultats et à la dissémination de ces derniers (un effort particulier sera fait pour impliquer les formations universitaires mais également sensibiliser un publique plus jeune).

Ainsi, l’ambition du projet DELHYCE, pour le volet industriel, est :
• Pour Stellantis : de disposer de motorisation hydrogène ;
• Pour Renault Trucks : d’améliorer substantiellement le rendement et la charge maximum du moteur MH8 afin de motoriser des démonstrateurs 19 tonnes.