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06. Juni 2011

Les belles promesses de la pile à combustible

HTceramix est le seul laboratoire romand à travailler sur un générateur capable de produire de la lumière et du chauffage, réduisant ainsi considérablement les pertes d’énergie. Basée à Yverdon, la société cherche aujourd’hui à commercialiser ses petites machines.

Olivier Bucheli, Zacharie Wuillemin
Olivier Bucheli (debout), ingénieur et directeur de HTceramix, et Zacharie Wuillemin, responsable du développement de la pile à combustible.

Elle fait 30 centimètres de haut mais a le pouvoir de chauffer et d’éclairer toute une maison. Cette petite boîte magique n’est autre qu’une pile à combustible et fait partie des technologies les plus prometteuses dans le domaine énergétique. Dans le monde, des dizaines de laboratoires phosphorent sur la pile du futur pour un usage domestique mais aussi automobile ou comme simple générateur d’électricité.

HTceramix, à Yverdon, a fait de la pile à combustible pour le logement son cheval de bataille. Cela fait dix ans que cette spin-off de l’EPFL, aujourd’hui filiale de la maison italienne SOFCpower, développe son générateur révolutionnaire. En Suisse romande, il s’agit du seul laboratoire industriel à travailler sur ce type de pile dit «à oxyde solide» (SOFC). En collaboration avec des chercheurs de l’EPFL.

Chaleur et courant sont créés sur cette plaque de céramique.
Chaleur et courant sont créés sur cette plaque de céramique.

Une pile à combustible, quésako? Un convertisseur d’énergie capable de produire simultanément chaleur et électricité. A un bout, on introduit du gaz – gaz naturel, biogaz ou hydrogène – et de l’air. Sur une fine membrane de céramique chauffée à 800 degrés, possédant un électrolyte et des électrodes, s’opère la transformation: en réagissant avec l’air, le combustible fournit courant et chaleur.

«Le gros avantage, c’est qu’il n’y a presque pas de perte d’énergie, relève Olivier Bucheli, ingénieur et directeur de HTceramix. Actuellement, nos piles fournissent 40% d’électricité et 50% de chauffage avec 10% de perte.» «Toutefois, les tout nouveaux prototypes sur lesquels nous travaillons dépassent les 65% de rendement électrique en laboratoire», ajoute Zacharie Wuillemin, responsable du développement de l’appareil.

Efficace et écolo

A titre de comparaison, une centrale à gaz – soit la meilleure technologie actuelle pour produire de l’électricité à partir d’un combustible – fournit 55 % d’électricité mais évacue quasiment toute la chaleur dissipée par la cheminée. Les pertes sont donc très importantes. Fournissant courant et chauffage, la pile se révèle, elle, au contraire plus efficace et écolo. On considère que cet appareil permet une diminution des émissions de CO2 de l’ordre d’un tiers par rapport à la consommation classique d’un ménage. En d’autres termes, ce sont aussi 30% d’énergies fossiles qui sont économisées pour allumer la lumière ou chauffer l’eau du bain. Car c’est bien de cela qu’il s’agit: le laboratoire souhaite placer le petit boîtier dans une villa, voire dans un locatif.

Pensées comme de mini-centrales, les piles à combustible seraient cependant raccordées à un réseau plus large. Le surplus de courant fabriqué pourrait ainsi être réinjecté sur les circuits électriques généraux. Piles et pompes à chaleur peuvent fonctionner ensemble et leur combinaison permet de diviser par deux la consommation de combustible pour le chauffage.

Les «bébés» de HTceramix sont aujourd’hui en phase test, en laboratoire. En jeu, la robustesse des matériaux et la durée de vie des piles, planifiée sur trois-quatre ans. «Avec des températures à 800 degrés et un fonctionnement en continu, les appareils doivent être extrêmement résistants», précise Zacharie Wuillemin. Cependant, il faut aller vite. Un peu partout, les concurrents de HTceramix progressent rapidement. En Angleterre, une entreprise effectue des tests sur le terrain; la société suisse Hexis, basée à Winterthour, a déjà inauguré sa première pile dans une villa en septembre 2009.

L’an prochain, le laboratoire yverdonnois projette le test d’une petite dizaine de prototypes en Suisse et en Italie. Le début de commercialisation est envisagé pour 2012.

La boîte à combustible (ici, une coupe) de 30 cm de haut  a le pouvoir de chauffer et d’éclairer toute une maison.
La boîte à combustible (ici, une coupe) de 30 cm de haut a le pouvoir de chauffer et d’éclairer toute une maison.

Le générateur doit cependant baisser son prix de revient. Actuellement, il coûte trop cher: 100 000 francs pièce. «Une fois produit à quelques milliers d’exemplaires, le prix devrait tomber autour des 20 000 francs», précise Olivier Bucheli. Plus onéreux qu’une chaudière, certes. Mais la boîte magique produit de l’électricité, qui peut être revendue au réseau. Voilà qui permettrait d’égaliser les coûts.

A la recherche d’appuis

Et reste à trouver un marché. Machine à fabriquer des électrons, l’appareil n’est pas vu d’un bon oeil par les électriciens, qui pourraient se trouver concurrencés. La société cherche davantage un appui chez les fabricants de chaudières et les distributeurs de gaz. «Ils sont intéressés mais disposent de peu de moyens», regrette Olivier Bucheli qui, pour implanter ses machines, lorgne vers le nord, notamment la Bavière et le Baden-Wurtenberg (D), régions où les normes environnementales exigent du renouvelable et du haut rendement.

La vente en Suisse prendra un peu de temps, car l’électricité y est encore bon marché. Il n’y a pas de loi permettant de revendre le courant à prix coûtant, comme en Allemagne. Olivier Bucheli se veut toutefois confiant: «Cela fait entre quinze et vingt ans que l’on a commencé des recherches à l’EPFL sur les piles à combustible. Pour le solaire il a fallu à peu près autant de temps avant une commercialisation. » www.htceramix.ch

Autor: Céline Fontannaz

Fotograf: Pierre-Yves Massot /Arkive