La recherche sur les piles à combustible pour les applications mobiles a démarré il y a 30 ans
- Un projet s'est rapidement concrétisé pour mettre au point un nouveau système d'entraînement
- Projet lancé en février 1991
- En 1994, Mercedes-Benz a dévoilé le premier véhicule à pile à combustible au monde – le NECAR ou « New Electric Car »
Stuttgart. La mobilité personnelle devenait de plus en plus électrique. À l'époque, et au fil des années qui ont suivi, Mercedes-Benz a poursuivi un certain nombre de chemins parallèles dans cette voie : la marque avait déjà commencé à offrir une proportion sans cesse croissante de modèles à batterie électrique et hybrides rechargeables, en particulier dans le segment des voitures particulières. Outre les camions et autobus alimentés uniquement par des unités électriques à piles, les véhicules utilitaires de Daimler Truck AG auront également recours à des piles à combustible comme source d'énergie : Les camions entreront en production en série au cours de la deuxième moitié de cette décennie, les essais auprès des clients étant prévus pour 2023. Et des tests en situation réelle de bus urbains entre les mains des clients sont également programmés. La centrale électrique embarquée produit de l'électricité à partir d'hydrogène. L'entreprise peut compter sur une vaste expérience de cette technologie – la recherche sur les piles à combustible a en effet démarré il y a 30 ans.
Le 25 février 1991, le développement d’une unité de pile à combustible pour alimenter un véhicule électrique a commencé sur une proposition de Dornier GmbH à Friedrichshafen, alors membre du Groupe. C'était l'époque de l' « Integrated Technology Group » : c'est sous cet égide que Daimler-Benz AG d'alors avait réuni plusieurs entreprises de différentes industries. Des domaines tels que l'électronique numérique et informatique ainsi que les voyages spatiaux ont enrichi le bassin de connaissances du Groupe, qui a également bénéficié au domaine traditionnel de la technologie automobile.
Dornier développait des systèmes pour les voyages spatiaux habités, y compris une pile à combustible AFC (pile à combustible alcaline) à utiliser pour fournir de l'énergie. Dans les années 1980, une nouvelle technologie de pile à combustible a vu le jour : la pile à combustible à membrane d'échange de protons (PEMFC). Ce système utilise des températures relativement basses entre 60 et 120 degrés Celsius, ce qui rend concevable leur utilisation comme convertisseurs d'énergie dans les voitures électriques pour produire de l'électricité à partir d'hydrogène. C'est exactement ce que les développeurs du Groupe ont proposé. Toutefois, l'idée a d’abord été rejetée – le moment n'était à l'évidence pas encore venu pour cette petite révolution.
Puis un coup de pouce a été donné au projet en 1991 : Le Professeur Hartmut Weule venait de reprendre la direction de la division recherche de Daimler-Benz. Il a donc accepté le projet de développement d'un moteur à pile à combustible pour un véhicule électrique.
Développement du tout premier modèle de démonstration en deux ans seulement
C'était le feu vert que les ingénieurs attendaient. En quelques semaines, ils avaient mis au point un concept bien défini pour un module d'entraînement et l'avaient présenté au Professeur Weule. En novembre 1991, ce dernier approuve la construction d'un modèle de démonstration et libère des fonds pour deux ans. Ce n'était pas très long pour développer une technologie qui, jusque-là, n'avait jamais existé sous cette forme. Mais l'objectif de la mobilité sans émission était tentant : le courant électrique du moteur d'entraînement était généré par la conversion électrochimique de l'hydrogène, avec l'eau comme seul sous-produit.
La suite est connue : la phase de développement rapide a été un succès. Le 13 avril 1994, l'entreprise dévoile au public le NECAR, la « New Electric Car ». À cette époque, le véhicule innovant avait déjà plusieurs milliers de kilomètres au compteur – il sillonnait les routes depuis décembre 1993 sans avoir rencontré le moindre problème. Il s'agissait d'une nouvelle étape dans l'histoire d'innovations de Mercedes-Benz.
Une fourgonnette Mercedes-Benz MB 100 se muait en laboratoire mobile pour la technologie du futur. Non pas parce que les applications de véhicules utilitaires étaient l'objectif principal à l'époque, mais parce que le module d'entraînement pesait environ 800 kilogrammes et nécessitait encore beaucoup d'espace – en occupant presque tout le compartiment de chargement. Le véhicule avait rempli sa mission en démontrant que les entraînements à piles à combustible étaient, effectivement, adaptés aux véhicules routiers. Le NECAR parvenait à parcourir environ 130 kilomètres sur un réservoir d'hydrogène et sa vitesse de pointe s'élevait à 90 km/h. La puissance du moteur électrique était de 30 kW (41 ch). Le NECAR a représenté une étape importante. Aujourd'hui, il trône dans le musée Mercedes-Benz de Stuttgart.
L'entreprise a poursuivi sur cette voie. Les étapes de développement des années suivantes ont rendu la technologie des piles à combustible plus adaptée à une utilisation quotidienne. Il est ainsi devenu plus facile d'intégrer tous les composants dans les véhicules, les performances ont augmenté et la capacité de démarrage à froid a été améliorée. Chaque véhicule à pile à combustible Mercedes-Benz a étayé les progrès réalisés dans le développement au cours des années suivantes. Les véhicules utilitaires ont également été équipés de cette technologie d'entraînement innovante. Les autobus assurant des services réguliers de transport de passagers ont également été testés – avec une première dans le NEBUS (New Electric Bus) en 1997. Au cours des années suivantes, Mercedes-Benz a recueilli de précieuses connaissances avec une douzaine d'autobus urbains sur la base du Citaro en service régulier dans de nombreuses régions métropolitaines en Europe, en Australie et en Chine.
Le prototype Mercedes-Benz GLC F-CELL a été présenté en 2017 au Salon international de l'automobile (IAA) à Francfort. Ce premier véhicule électrique au monde à pile à combustible et à technologie hybride rechargeable, a d’abord été utilisé à partir de 2018 par les clients exploitant une flotte, puis à partir de 2019 par d'autres clients professionnels et privés. Les réservoirs du véhicule pouvaient être remplis d'hydrogène à une pression de 700 bar en juste trois minutes. L'autonomie à base d'hydrogène du véhicule électrique de 155 kW (211 ch) était d'environ 430 kilomètres dans le cycle de conduite européen NEDC, plus environ 50 kilomètres supplémentaires en mode hybride en utilisant l'électricité de la batterie.
La pile à combustible dans les véhicules utilitaires
Daimler Truck AG s'est concentré sur la poursuite du développement et de l'application de piles à combustible dans les camions lourds et les autobus urbains. La pile à combustible est idéale dans les bus urbains à batterie électrique comme prolongateur d'autonomie. Pour les camions, elle est prédestinée à des opérations de transport long-courrier flexibles et exigeantes de 1.000 kilomètres et plus – grâce à l'utilisation d'hydrogène liquide. En 2020, Daimler Truck AG a célébré la première mondiale du Mercedes-Benz GenH2 Truck, un concept de camion à pile à combustible. L'entreprise prévoit le lancement de la production pour la seconde moitié de la décennie. Toujours l'an dernier, Daimler Truck AG a fondé Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG pour rassembler toutes les activités de pile à combustible dans l'ensemble du Groupe. Outre le Dr Andreas Gorbach, le Conseil d'administration comprend le Professeur Christian Mohrdieck, qui a été responsable des activités des piles à combustible chez Daimler à divers postes de direction depuis plus de vingt ans et en est un fervent promoteur. Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG doit être transféré à une joint-venture avec le groupe Volvo. Un accord contraignant a été signé fin 2020 par le groupe Volvo et Daimler Truck AG. L'objectif est de développer, produire et commercialiser des systèmes de piles à combustible. Outre l'utilisation dans les camions lourds – l'objectif principal – les systèmes seront également offerts pour d'autres applications.