Activites de recherche et formation doctorale

4.2 : Le module de puissance de FEVER

Le projet FEVER [7] était basé sur l’utilisation d’une pile à combustible de type PEM (Proton Exchange Membrane), fournie par la société DE NORA, et d’un réservoir d’hydrogène liquide (conçu par la société AIR LIQUIDE) permettant de stocker les 8 kg nécessaires pour effectuer les 500 km prévus par le projet. Le véhicule test était une LAGUNA BREAK, dont l’habitabilité fut largement réduite pour pouvoir transporter un vrai laboratoire roulant.

Figure 37 : 2 images de la LAGUNA BREAK du projet FEVER équipée de piles à combustible et d’un réservoir d’hydrogène
La conception du module de puissance du véhicule FEVER était à la charge d’une équipe de ANSALDO, le FRAMATOME italien, qui avait l’habitude de travailler avec des piles de la Société DE NORA, notre fournisseur dans le projet.
Très rapidement, nous avons décidé, avec notre partenaire RENAULT, de superviser la conception du module de puissance, notamment dans la gestion des transitoires (démarrage du module de puissance avec de l’hydrogène liquide arrivant, à froid, dans certains composants de l’alimentation de la pile).
En modélisant l’ensemble des composants du module de puissance dans notre environnement logiciel (solveur algébro différentiel tel que décrit au chapitre 1), nous avons pu rapidement constater des risques de gel dans certains échangeurs, et proposé des architectures alternatives moins dangereuses.
Le logiciel a aussi permis de simuler, en régime dynamique, le comportement de l’ensemble du module de puissance sollicité par le véhicule au cours de cycle de roulage normalisés. A tout instant, nous connaissions l’état du stock, les différentes températures des différents composants, les taux d’humidités dans les membranes, la puissance disponible aux roues… et pouvions calculer l’autonomie du véhicule en fonction du parcours envisagé [8].
Cela nous a aussi aidé, pendant le projet, à définir l’intérêt relatif de diverses solutions, notamment celle qui était basée sur une turbine installée en sortie de pile pour récupérer une partie de l’énergie contenue dans le circuit d’air sous pression. Nous en avons conclu que la présence de la turbine de récupération permettait d’augmenter l’efficacité du système de 5 %, au prix d’une complexité largement accrue.