Le dihydrogène dans un moteur thermique

Ce type de moteur est très semblable à un moteur à essence actuel. Souvent, ces moteurs sont bivalents, donc pouvant être alimentés soit en sans plomb soit en dihydrogène. Cette technologie permet de partir d'une base technologique éprouvée donc plus fiable et le conducteur a la possibilité de choisir quel carburant il veut utiliser, ce qui peut dans un premier temps se révéler très utile (en attendant le développement des infrastructures nécessaires pour le H2).

Adapter le moteur à essence au moteur à dihydrogène


Droit d'image: erh2-bretagne.over-blog.com

Le moteur considéré est conçu pour fonctionner au dihydrogène ce qui implique que les composants du moteur doivent résister à des écarts de température pouvant aller de -250° C à 80° C. En effet, le dihydrogène est stocké sous forme liquide à -250 ° dans un réservoir spécialisé. De plus, les matériaux choisis pour le moteur doivent résister à l’hydrogène (risques de corrosion fissurantes) et à l’eau. En effet, la combustion du dihydrogène donne de l'eau (et aussi des oxydes d'azote NOx du fait de la réaction à haute température du diazote présent dans l'air avec le dioxygène).

Le dihydrogène peut être injecté directement dans la chambre de combustion, comme c'est le cas aujourd'hui pour la quasi-totalité des moteurs diesel et pour un nombre croissant de moteurs à essence. Mais dans tous les cas cette injection doit se faire sous forme gazeuse et non liquide ce qui implique des injecteurs spéciaux et une précédente détente du dihydrogène pour le faire passer de l'état liquide à l'état gazeux. La détente suit le même principe que pour les détendeurs de bouteilles de gaz


Source: http://industrie.turbomagazine.be/index.php?pg=news&id=1828
Coupe d'un cylindre d'un moteur à injection directe d'essence. Dans le cas d'un moteur à dihydrogène les injecteurs seraient différents mais le principe reste le même.

L’hydrogène étant plus susceptible de s’auto-allumer que l’essence, les électrodes des bougies doivent être fabriquées en iridium et surtout pas en platine car le platine pourrait agir comme un catalyseur d’auto-allumage. Le problème de l’auto-allumage peut également être résolu avec l’emploi d’un moteur à pistons rotatifs, comme l’a fait Mazda par exemple.


En effet dans un moteur à pistons rotatifs, le carburant est introduit dans une chambre de combustion moins élevée en température, ce qui réduit les risques d’auto-inflammation. Notons d'ailleurs que la température d'auto-inflammation du dihydrogène se trouve autour des 500°C. Il faut donc que la chambre de combustion ne soit pas à une température trop élevée au cours de la compression pour éviter une combustion incontrôlée qui aurait pour effet de détruire le moteur.
Enfin, la combustion est 6 fois plus rapide que la combustion de l'essence, ce qui nécessite un réglage très précis du moteur.

Impact sur l’environnement

D’après l’association française de l’hydrogène (AFH2), un moteur thermique à H2 type de 4.9 litres de cylindrée pour 80kW à 2200 trs/minute rejetterait:
1,4 g par heure d’oxydes de carbone (huiles de lubrification)
5,3 g/heure d’oxydes d’azote

Ainsi l'impact sur l'environnement apparaît très réduit mais il faut rajouter les émissions dues à la production, au transport et au stockage du dihydrogène.

Sources

 
i_-_environnement/3_-_le_moteur_thermique.txt · Dernière modification: 2011/12/15 21:02 (édition externe)
 
Ce TPE à été réalisé par Gabrielle Chevrot, Frank Villaro-Dixon ainsi que François De Lavernette pendant l'année 2009-2010. Il est sous license CC BY-NC-SA.


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