Des chercheurs d’Argonne développent un moteur à pistons opposés qui carbure à l’hydrogène

En partenariat avec l’entreprise Achates Power, ces scientifiques travaillent aujourd’hui sur le développement d’une technologie de motorisation à hydrogène pour les véhicules utilitaires longue distance.

Les moteurs à pistons opposés ont été inventés il y a plus de 100 ans, mais ils n’ont connu un véritable succès qu’à partir des années 1930. Des porte-avions, des sous-marins, des trains et des chars d’assaut avaient utilisé ce type de motorisation. Bien que cette technologie présente un excellent rendement énergétique, son utilisation reste limitée jusqu’à présent en raison du durcissement des normes sur les émissions de gaz à effet de serre des moyens de transport. Mais la donne pourrait changer grâce aux avancées techniques et technologiques qui améliorent grandement ce système de propulsion. Aujourd’hui, des équipes de recherche explorent le potentiel d’un moteur à pistons opposés pour décarboner le secteur des transports. Dans ce sens, les scientifiques du Laboratoire national d’Argonne (États-Unis) s’associent notamment avec la société Achates Power afin d’adapter cette technologie à l’hydrogène sans carbone et de l’intégrer dans les véhicules utilitaires difficiles à électrifier. Décryptage.

Des premiers tests réussis pour ce moteur avancé à pistons opposés

Lors de leurs travaux, ces chercheurs ont bénéficié de l’expertise de l’équipe d’Achates Power, spécialisée dans la conception des moteurs à pistons opposés et à allumage par compression. Ils ont déjà commencé les tests de cette nouvelle technologie de motorisation à hydrogène dans les installations de dernière génération de leur laboratoire. Ainsi, ils ont constaté que celle-ci pouvait fonctionner avec un allumage par compression, en utilisant de l’hydrogène comme carburant. Cette démonstration réussie de la combustion d’hydrogène vert serait une étape cruciale vers la transition énergétique du transport de marchandises moyen et lourd.

Le prototype du moteur à pistons opposés lors des tests du laboratoire d'Argonne.
Le prototype du moteur à pistons opposés lors des tests du laboratoire d’Argonne. Crédit photo : Laboratoire national d’Argonne

Essam El-Hannouny, ingénieur principal à Argonne, a déclaré que c’est la première fois que le laboratoire a réussi à démontrer que ce type de moteur peut être alimenté par l’hydrogène et produire de l’énergie. Ce n’est que l’une des nombreuses étapes que devra franchir cette équipe avant le lancement de ce moteur modernisé. Mais grâce aux essais, les données fournies pourront être utilisées pour faire évoluer le mode de combustion du carburant propre ou diverses autres parties du moteur, en vue d’améliorer ses performances. Il est à noter que ce prototype comporte des technologies de pointe telles que l’injection électronique de carburant, les commandes électroniques et les capteurs délivrant des informations critiques.

Les avantages potentiels de ce moteur à hydrogène

Ce nouveau moteur à pistons opposés affiche plusieurs avantages pour la combustion de l’hydrogène par rapport aux moteurs conventionnels, expliquent ces scientifiques. Tout d’abord, sa conception serait plus simple. Les pistons conçus par Achates Power ont une architecture innovante qui permet de les placer en opposition dans un cylindre. Grâce à cette nouvelle conception, les culasses ne sont plus indispensables. Il est à souligner que cette pièce est considérée comme une source majeure d’inefficacité et de pertes thermiques dans les moteurs conventionnels. Ce changement serait essentiel pour s’adapter à l’utilisation du carburant hydrogène qui possède une faible énergie d’allumage et une réactivité élevée. En outre, le cycle de combustion à deux temps de ce nouveau concept de moteur produirait deux fois plus de coups de piston par révolution du vilebrequin qu’un modèle à quatre temps standard. Il fournit ainsi une puissance nette plus élevée. Enfin, ce moteur serait plus léger et plus facile à construire. Son coût de fabrication devrait être plus allégé.

Les scientifiques d'Argonne ont démontré que le moteur à pistons opposés pouvait fonctionner avec un allumage par compression utilisant de l'hydrogène comme carburant.
Les scientifiques d’Argonne ont démontré que le moteur à pistons opposés pouvait fonctionner avec un allumage par compression utilisant de l’hydrogène comme carburant. Photo d’illustration non contractuelle. Crédit : Shutterstock

Les installations de recherche d’Argonne

Il est important de préciser qu’Argonne possède de longues années d’expérience dans le domaine de la recherche et de la technologie de l’hydrogène. Ce laboratoire dispose d’installations de recherche complètes, avec une plate-forme de moteur monocylindre à pistons opposés. Cette dernière est composée d’une chambre de combustion nouvellement développée et optimisée pour la recherche sur les moteurs de véhicules utilitaires moyens et lourds. On y trouve également un système de distribution et de stockage de l’hydrogène. Les recherches et les tests sont donc réalisés dans des conditions favorables. Plus d’informations : Anl.gov. Que pensez-vous de ces recherches ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Source
anl.gov

Tsiory Laurence

Titulaire de licence en communication et en langue française, je travaille comme rédactrice web depuis déjà plus de dix ans. J'ai collaboré avec quelques agences de communication locales avant de rejoindre l'équipe de Neozone. Ce qui m'a permis de consolider mon expérience en matière de création de contenus web au fil du temps. J’accorde une grande attention à chaque article que j’écris. Mon objectif, c'est de vous fournir des informations, des solutions et éventuellement des conseils. Je peux traiter divers thèmes, mais mes sujets préférés sont l’innovation, la technologie, le voyage, l’immobilier et les actualités. J’espère que mes articles vous permettront de connaître des inventeurs et des entreprises novatrices en France, en Europe et dans le monde entier. « La vie est une grande école où à chaque instant l’homme s’enrichit et tire une leçon de ses propres expériences ». Cette citation de Maude Anssens m’inspire dans tout ce que j’entreprends au quotidien. J’aime aussi suivre les actualités politiques et économiques internationales. Je pense que donner le meilleur de soi et s’adapter aux évolutions du monde autant que possible sont des valeurs importantes qui peuvent nous aider à progresser et à rester toujours efficaces. Je suis sur Linkedin si vous voulez me faire passer un message.

10 commentaires

  1. joli sauf que … comment dire…il y a un gros souci, l’Allemagne revient au thermique et le diesel de surcroît :

    https://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/automobile/automobile-en-allemagne-le-retour-de-la-voiture-thermique-989873.html

    https://www.20minutes.fr/economie/auto/4075245-20240210-allemagne-dit-adieu-voitures-electriques-revenir-diesel-explique

    Niveau sécurité j’émets des réticences concernant l’hydrogène.
    Les bus maintenant utilisé ça et quand il y a un accident c’est une catastrophe.Il y a plusieurs années déjà il y a eu des accidents de bus en thermique de type incendie.Il y a au moins une association qui avait milité pour que les sièges par ex.soient conçu comme ceux des avions c’est a dire avec des matériaux très difficilement inflammable,qui retarde d’inflammabilité.
    Alors quand on rajoute une motorisation électrique ( combustion spontanée des batteries) ou l’hydrogène ( encore cette année il y en a un qui est tombé sur des rails alors que c’était du GPL…) , désolé mais c’est dangereux.

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  2. Y a t il des soupapes d’échappement et d’admission. Ce moteur est a 2 temps? Il y a 1 temps moteur par tour? Y a t il des transferts comme sur un 2 temps? Je me pose des questions. Merci

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  3. Pourriez vous faire un schéma? Je ne vois pas comment deux pistons opposés dans un cylindre unique pourraient actionner un seul vilebrequin qui bénéficierai de deux poussées par tour. La combustion étant due à la Compression, il s’agirait d’un diesel, sans culasse. Sans lubrification.
    Je n’imagine pas.

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  4. Piston bielle vilebrequin…
    Vous êtes encore au Moyen-âge messieurs et n’avez imaginé rien d’autre qu’un vélo !!
    Il existe d’autres solutions.

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  5. Le moteur a hydrogène est le futur.
    La voiture électrique est déjà périmée, c’est une évidence et heureusement car la fabrication des batteries est très polluante.
    Les écolos favorables à la voiture électrique se sont donné bonne conscience mais ça ne va pas plus loin!!! C’est du gâchis et du temps perdu.
    Avares avait vu juste mais il faut aller plus vite ; il ne faut pas laisser les Japonais faire cavaliers seuls.

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  6. Seul moyen le moteur a hydrogène pour decarbonner notre pauvre terre
    le moteur électrique ne peut assurer de longues distances et polluer encore plus à la fabrication
    Comment seront recyclées les batteries ?
    Il faut se dépêcher à développer ce système a hydrogène

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    1. L’utilisation de H2 comme carburant pose le problème de durabilité pour les moteurs thermiques par cette réaction chimique de réduction sur les métaux, les fragilisant. Seul les moteurs OPE permettent de résoudre ce problème. Le refit des moteurs classiques et les électrodes des PàC sont condamnés

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  7. Je suis titulaire d’un brevet: »groupe électrogène avec moteur à pistons opposés ». C’est depuis longtemps le meilleur moteur en rendement. mais l’utilisation de H2gaz comme carburant pose un problème de durabilité par la réduction chimique du gaz sur les faces métalliques internes d’un moteur thermique (tous les métaux). Seul le moteur OPE permet de résoudre ce problème Ce qui condamne le refit des moteurs classiques et les électrodes des PàC, désolé!…Je cherche un partenaire industriel pour développer et commercialiser mon projet. pour plus de renseignements écrire à jcbidois@neuf.fr
    Cordialement

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