L’invention d’une technologie pour injecter l’hydrogène directement dans les cylindres d’un moteur

Dans le contexte de crise climatique actuelle, toutes les possibilités permettant de réduire l’effet de serre sont à l’étude. Dans le secteur des transports, les ingénieurs cherchent les moyens de remplacer les carburants diesel et essence. Sachez qu’une voiture essence rejette 0,259 kg de CO₂ par kilomètre et 2,9 t de CO₂ par tonne équivalent pétrole (tep), tandis qu’une voiture diesel produit 0,251 kg de CO₂ par kilomètre et 3,1 t de CO₂ tep, selon une étude. En effet, les voitures thermiques constituent une importante source d’émissions de gaz à effet de serre dans le monde.

En Europe, les véhicules neufs de ce type seront ainsi interdits d’ici 2035, selon le Conseil de l’UE. Mais à la demande de l’Allemagne, cette mesure pourrait tout de même s’assouplir. Ce pays membre de l’UE propose d’alimenter les moteurs à combustion par des carburants de synthèse, qui devraient être neutres en termes d’émissions de CO₂. En Corée du Sud, des chercheurs ont réussi à construire un moteur à hydrogène à injection directe, qui serait sans impact carbone. Cette nouvelle technologie pourrait apporter une grande amélioration dans l’industrie des transports. Découverte.

Comment est conçu ce moteur à hydrogène ?

Ce moteur de voiture de deux litres a été développé grâce à la collaboration du laboratoire de recherche sur les moteurs à zéro carbone de Hyundai-Kia Motor Company avec l’Institut coréen des machines et des matériaux (KIMM). Selon les chercheurs qui l’ont conçu, il fonctionne complètement à l’hydrogène. La méthode d’injection consiste à induire de l’air durant la course d’admission et à injecter directement de l’hydrogène gazeux dans le cylindre durant la course de compression. Cette équipe a précisé que l’absence d’hydrogène gazeux dans le tuyau d’admission entraîne l’absence de retour de flamme. Ce qui empêche d’augmenter la puissance du moteur.

C’est pourquoi, dans cette étude, l’équipe a choisi d’utiliser un injecteur d’essence d’un moteur à injection directe des véhicules particuliers. Ainsi, l’injection du carburant vert s’effectue à des pressions supérieures (5 MPa et 7 MPa) dans le cylindre. Il est à noter que ces chercheurs ont étudié les effets du calage et de la pression de l’injection du carburant, ainsi que diverses autres stratégies pour optimiser les performances de sortie du nouveau moteur. Ils ont réalisé de nombreux ajustements afin de parvenir à atteindre le couple maximal de 142,7 Nm pendant la combustion.

Quels sont les avantages de cette technologie ?

Grâce à une température de combustion basse, ce moteur à hydrogène à injection directe rejette de faibles quantités de NOx (en dessous de 15 ppm), selon ces chercheurs. De plus, la combustion ultra-faible affiche un bon rendement thermique, même dans des conditions de charge partielle. Outre cela, d’après les résultats de tests effectués, ce moteur à hydrogène produit des émissions de CO2 et de poussières fines inférieures respectivement de 98 % et de 90 % par rapport aux moteurs à essence. Ce qui fait de lui une alternative moins polluante, remplissant les exigences imposées par l’Union européenne pour les voitures à zéro émission.

Actuellement, l’équipe prévoit de procéder à des tests plus approfondis afin d’évaluer la durabilité de cette nouvelle technologie de motorisation. Elle va aussi étudier le potentiel de ce moteur lorsque celui-ci sera intégré dans les véhicules particuliers, les véhicules utilitaires et les systèmes de production d’énergie sans carbone. Plus d’informations : Science Direct. Que pensez-vous de cette invention ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .