Le développement d'un carburant alternatif pour usage dans les poids lourds implique un grand nombre de pièces mobiles et de nombreux joueurs. Les producteurs et les distributeurs d'énergie, les constructeurs automobiles, les fabricants de moteurs, les fabricants de lubrifiants, les organismes de réglementation et d'autres intervenants de l'industrie doivent collaborer sur des voies parallèles pour concrétiser la promesse d'un nouveau carburant carboneutre. Dans un article précédent, nous avons examiné la façon dont l'industrie est en train de s'orienter vers un carburant à hydrogène pour les moteurs à combustion interne. L'hydrogène a rapidement séduit l'industrie des poids lourds parce que l'architecture requise pour les moteurs est très similaire à celle des moteurs diesel. De plus, les constructeurs peuvent adapter leurs véhicules, leurs usines et leurs processus plus rapidement.

« Nous avons réalisé que la technologie des moteurs à hydrogène trouve un écho très positif auprès de notre clientèle », affirme Jim Nebergall, directeur général de la stratégie des marchés chez Cummins. « Les fabricants d'équipements peuvent l'intégrer plus facilement. Ils n'ont pas à entièrement reconcevoir un véhicule ou une pièce d'équipement pour un marché encore en pleine évolution. »

Cummins est parmi les principaux fournisseurs mondiaux de moteurs qui se sont engagés de façon substantielle dans le développement de moteur à combustion interne à hydrogène (MCIH). « Il s'agit vraiment d'offrir des solutions carboneutres qui conviennent à un vaste éventail de marchés commerciaux », poursuit Jim. « Par exemple, les véhicules sur autoroute et hors autoroute, l'agriculture, la construction et l'industrie maritime. Autrement dit, il n'y a rien qui empêcherait tout ce qui fonctionne aujourd'hui avec un moteur diesel de fonctionner avec un moteur à hydrogène. »

Déterminer la technologie de moteur optimale est un axe majeur des travaux de recherche et développement de Cummins. Il existe deux principales technologies de moteurs à hydrogène, explique Jim : l'injection dans l'orifice de carburant, qui implique d'introduire le carburant par un orifice d'admission, où il s'entremêle avec de l'air avant d'être propulsé dans le cylindre; et l'injection directe, dans laquelle le carburant est injecté directement dans le cylindre. « Cummins se concentre actuellement sur les moteurs à injection directe d'hydrogène », déclare Jim. « Ils sont plus précis et permettent d'obtenir de meilleures performances, une meilleure efficacité, une plus grande puissance et un couple plus élevé. »

Tandis que le carburant et les moteurs à hydrogène évoluent vers une viabilité commerciale, l'infrastructure de ravitaillement a besoin d'être développée parallèlement afin de stimuler une adoption généralisée. Cet effort a récemment obtenu un coup de pouce de l'administration Biden-Harris aux États-Unis avec l'annonce d'un financement de 7 milliards de dollars pour sept centres régionaux de ravitaillement en carburant à hydrogène en vertu de la loi américaine sur les infrastructures. Des travaux ont également commencé sur la planification du réseau et du corridor pour relier ces centres. « Toutefois, plusieurs parcs de véhicules ne sont pas nécessairement intéressés par l'infrastructure publique », révèle Jim. « Ils peuvent s'occuper du ravitaillement en hydrogène à l'interne, sur leurs propriétés, pour leurs trajets aller-retour. Nous nous attendons à constater de la demande pour ce type d'utilisation. »

Le cadre réglementaire entourant le carburant à base d'hydrogène évolue aussi. Aux États-Unis, l'EPA reconnaît le potentiel de réduction des GES, qui constitue le principal objectif. Le California Air Resources Board (CARB) collabore avec les équipementiers pour mieux comprendre les émissions d'oxyde d'azote (NOx) produites par la combustion d'hydrogène, même si elles sont extrêmement faibles. Pendant ce temps en Europe, les MICH satisfont aux critères de véhicules à zéro émission de l'UE. On s'attend à ce que les grands marchés comme la Chine et l'Inde emboîtent aussi le pas.

"Quel rôle les producteurs de lubrifiants comme Chevron jouent-ils dans les progrès des MICH? Les moteurs à hydrogène présentent-ils des problèmes qui influencent la formulation des lubrifiants? « Les moteurs à hydrogène utilisent beaucoup d'air et sont un peu moins chauds que les moteurs diesel », explique Jim. « Comme la combustion crée de l'humidité, la possibilité d'une accumulation d'eau dans le carter est plus élevée et nous savons que cela n'est pas très bon pour l'huile. Donc, la diminution de l'humidité est une chose qu'il faut traiter. » Jim souligne également que l'hydrogène est un carburant très inflammable, ce qui soulève le risque d'un pré-allumage à bas régime. Les fabricants de lubrifiants devront donc renforcer la protection contre le pré-allumage à bas régime dans leurs formulations. De plus, les molécules d'hydrogène sont très petites et posent le risque de s'échapper des pistons pour investir le carter. L'huile pourrait potentiellement agir comme un scellant pour aider à atténuer ce risque."

L'industrie s'accorde généralement à dire que la voie vers un avenir sans carbone ne dépend pas d'une technologie de carburant qui « remporterait » la mise sur les autres. Il s'agit plutôt d'avoir une variété d'options disponibles. Au début de l'année, par exemple, Cummins a lancé un moteur au gaz naturel de nouvelle génération pour les poids lourds et a pris des initiatives dans toute la gamme des solutions de rechange. « Nous investissons massivement dans les véhicules électriques à batterie », souligne Jim. « Nous investissons dans les piles à carburant à base d'hydrogène en plus des MCIH. Nous étudions toutes ces technologies parce que nous croyons qu'elles sont toutes nécessaires. Il y aura une grande diversité de solutions énergétiques, car les utilisations sont très variées. »

Cette diversité a également des implications pour les producteurs de lubrifiants, parce que les parcs de véhicules s'orientent vers une combinaison de différentes technologies de moteurs et de types de carburants. « Les clientèles des grands parcs de véhicules n'aiment pas avoir trop de choix, souligne Jim. Je vois l'intérêt d'avoir des huiles ayant des caractéristiques communes qui peuvent être utilisées à la fois dans les moteurs au gaz naturel, diesel et au combustible à base d'hydrogène. Ce serait avantageux pour le marché. »