Développé par le Southwest Research Institute, un nouveau moteur à combustion d’hydrogène de moyenne cylindrée reproduit le couple d’un moteur diesel tout en affichant des émissions quasi nulles de dioxyde de carbone. Cette technologie s’appuie sur l’allumage par étincelle et des innovations en matière d’admission.
L’industrie des véhicules utilitaires dispose désormais d’une option de motorisation alternative concrète grâce à des travaux menés par des chercheurs du Southwest Research Institute (SwRI). Plutôt que de recourir à une pile à combustible complexe, cette technologie fait brûler de l’hydrogène gazeux directement à l’intérieur des cylindres d’un moteur à combustion interne thermique, utilisant l’allumage par étincelle et des pistons pour générer une propulsion mécanique.
Ce fonctionnement se rapproche de celui des blocs essence traditionnels tout en offrant des performances de traction adaptées aux charges lourdes. L’hydrogène ne contenant aucun carbone, sa combustion produit principalement de la vapeur d’eau au lieu des émissions fossiles habituelles, permettant ainsi de conserver l’écosystème industriel existant en matière de fabrication, de transmissions et de chaînes d’approvisionnement.
Le développement technique et les performances du moteur à l’hydrogène du SwRI
Pour obtenir un comportement comparable à celui d’un bloc fonctionnant au gazole, l’équipe d’ingénieurs a dû repenser l’architecture interne des cylindres. L’ingénieur Dr. Qilong Lu a dirigé une partie des travaux d’optimisation.
Nous avons commencé au niveau du monocylindre, en nous concentrant sur l’optimisation des stratégies de combustion et d’injection. Dr. Qilong Lu, gestionnaire de programme au département d’ingénierie des systèmes de groupes motopropulseurs du SwRI
Les ingénieurs ont ensuite fait évoluer le prototype vers un bloc multi-cylindres complet. Le projet a relevé des défis complexes tels que le pré-allumage, la stabilité de la combustion et l’intégration globale des systèmes. Pour atteindre le couple nécessaire aux camions chargés, le bloc utilise un turbocompresseur qui force l’entrée d’air afin de brûler davantage de carburant.
Une géométrie innovante au niveau des conduits d’admission accélère la vitesse de combustion de l’hydrogène par rapport à l’essence. Le dispositif intègre également des soupapes d’admission élargies, des injecteurs spécifiques et des logiciels de calibration pointus pour gérer l’injection, l’allumage et la pression de suralimentation.
La certification de Weichai Power et la course aux poids lourds en Chine
Le fabricant Weichai Power a officialisé le développement d’un moteur à injection directe d’hydrogène destiné aux véhicules lourds, baptisé WP15.
Le 3 juillet 2026, ce moteur a franchi avec succès les tests de la certification d’émissions China VI, l’une des normes les plus strictes au monde pour les poids lourds. Cette homologation valide le fonctionnement du moteur sous des régimes variés, allant du ralenti à froid jusqu’à pleine charge à haute vitesse. Doté d’une cylindrée de 14,6 litres, le WP15 développe une puissance maximale de 600 chevaux.
Comparaison des avantages industriels et défis environnementaux
Les moteurs thermiques alimentés par l’hydrogène présentent des similarités structurelles notables avec les motorisations classiques en service. Le bloc de Weichai Power partage 90% de ses composants avec des moteurs non fonctionnant à l’hydrogène, ce qui réduit les coûts de production et facilite son adoption par les exploitants de flottes de transport.
| Caractéristique | Moteur SwRI (Moyenne cylindrée) | Moteur Weichai WP15 (Poids lourd) |
|---|---|---|
| Technologie d’injection | Allumage par étincelle et optimisation de l’admission | Injection directe de gaz dans les cylindres |
| Puissance et format | Adapté aux véhicules commerciaux de moyenne gamme | 14,6 litres, jusqu’à 600 chevaux |
| Points communs industriels | Conservation de l’écosystème thermique | 90% de pièces communes avec les moteurs non hydrogène |
Les applications visées pour ces moteurs à combustion incluent les camions long-courriers, les équipements portuaires, les véhicules de aciéries, les camions de chantier et les grands générateurs électriques. Cependant, la question des émissions ne se limite pas à la simple sortie du tuyau d’échappement.
Bien que la combustion directe ne dégage pas de dioxyde de carbone, les températures élevées atteintes dans les cylindres peuvent générer des oxydes d’azote (NOx), nécessitant des systèmes de traitement des gaz d’échappement. De plus, la méthode de production de l’hydrogène demeure déterminante pour le bilan carbone global, selon que le combustible provient d’énergies renouvelables ou du reformage du gaz naturel.
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