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Ford travaille à la conception d’un moteur à combustion d’hydrogène

L’électrification est une voie de l’avenir, mais l’hydrogène n’a pas encore dit son dernier mot. Explosif, l’hydrogène pourrait sauver la combustion interne, selon Ford.

EN RÉSUMÉ
  • L’hydrogène est presque 3 fois plus explosif que l’essence.
  • Tout comme Toyota, Ford travaille sur la combustion interne de l’hydrogène.
  • Cette technologie pourrait sauver les moteurs V8 de Ford.

De toute évidence, l’électricité est en train de devenir l’énergie principale pour alimenter la mécanique des véhicules. Toutefois, elle demeure encore marginale, et, sur bien des planches à dessin, d’autres technologies évoluent et pourraient bien prendre leur envol à moyen ou à long terme. L’hydrogène est certainement au sommet de cette liste.

Au Canada, deux produits alimentés à l’hydrogène sont offerts sur le marché, soit la Toyota Mirai et le Hyundai Nexo. Ces deux véhicules sont mus par une motorisation électrique qui, par un procédé chimique, sont alimentées par l’hydrogène. Toutefois, il existe d’autres possibilités que la pile à combustible à hydrogène. À la base, l’hydrogène est un combustible hautement explosif. En réalité, selon le World Nuclear Association, l’hydrogène trône au sommet des matières capables de produire beaucoup d’énergie en joules, avec une mesure de 120 à 142 mégajoules par kilogramme. L’essence, quant à elle, offre une densité énergétique inférieure à 42-46 mégajoules par kilogramme. Le diesel ne fait pas mieux à 40-46 mégajoules par kilogramme. On voit rapidement que l’hydrogène comme combustible peut produire beaucoup plus d’énergie pour la même quantité de matière que l’essence et le diesel. Pourtant, encore aujourd’hui, l’hydrogène est laissé pour compte comme carburant pour alimenter un moteur à combustion interne.

Toyota_Mirai_2022
Toyota Mirai 2022 Photo fournie par: Toyota

On sait toutefois que Toyota travaille à la mise au point d’une motorisation alimentée à l’hydrogène. D’ailleurs, cette technologie est déjà utilisée par le constructeur dans des Toyota Corolla en course automobile au Japon. Toyota n’est maintenant plus seule dans la course puisque Ford est aussi en train de développer cette filière.

Selon la publication Muscle Cars and Trucks, Ford a déposé au bureau des brevets des États-Unis une nouvelle interprétation pour l’injection de l’hydrogène à l’intérieur d’un moteur turbocompressé. Précisons qu’il ne s’agit pas d’un nouveau moteur, mais bien plutôt de la configuration et de la gestion du système d’alimentation qui sont brevetées.

En pouvant modifier la quantité et le temps de l’injection, il semble que Ford ait trouvé une bonne solution pour optimiser la consommation de l’hydrogène dans le moteur. Le principe général demeure le même qu’un moteur à essence. Cependant, avec ce brevet, on constate que la gestion de l’alimentation de l’air par recirculation et du carburant par injection directe, sont fait séparément l’un de l’autre. La variation de la gestion des soupapes entraîne une optimisation de la combustion et de la puissance ainsi qu’un meilleur contrôle de la température. De plus, en favorisant une recirculation de l’air, on optimise la combustion et on réduit les émissions d’oxyde d’azote (NOx).

Ford_Hydrogen_combustion
Schéma de combustion interne à hydrogène par Ford

On y voit ici une solution pour sauver le moteur à combustion interne. Toutefois, il ne s’agit pas d’une alternative verte au même titre qu’une voiture électrique ou à pile à combustible à hydrogène. L’hydrogène à titre de carburant, tout comme les mécaniques Diesel, émettent de l’oxyde d’azote. Le véhicule doit donc être équipé d’un catalyseur ou, encore, d’un système d’injection d’urée ou d’ammoniaque qui permet une forte diminution de la pollution.

Ford ne mentionne pas quel moteur pourrait utiliser cette technologie, mais on pense naturellement aux plus grosses cylindrées comme les V8. En optant pour cette orientation, les camionnettes et, même, la Mustang pourraient continuer d’utiliser un moteur V8. Dans la mesure où les systèmes d’antipollution sont efficaces et bien entretenus, il s’agit d’une avenue intéressante pour la survie de la combustion interne.


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