Les progrès scientifiques et les avancées technologiques dans la connaissance et la fabrication des matériaux, ainsi que la volonté politique de réduire les émissions de gaz à effet de serre, en l'occurrence le CO2 — principal polluant de l'environnement — ont permis de relancer l'intérêt de développer les énergies renouvelables. Cette ressource considérée comme le meilleur moyen alternatif favorisant la pérennité des énergies fossiles. Depuis plusieurs années, les chercheurs se sont lancés à la quête d'une diversification des énergies primaires en vue de limiter les fortes dépendances énergétiques, notamment celle à l'égard des énergies fossiles (pétrole ou gaz). Parmi ces solutions, figure la pile à comb ustible. Cette technologie est devenue d'une importance incontournable, notamment dans le domaine de fabrication des véhicules électriques. Le challenge est de taille en raison de la croissance fulgurante de l'activité industrielle dans le secteur de l'automobile qui ne cesse d'augmenter, mettant en péril l'environnement. En effet, l'augmentation du nombre de véhicules a pour conséquence l'accroissement de la consommation globale du carburant, principal polluant de l'atmosphère. Le professeur Benalia Atallah, chercheur et vice-recteur chargé de la post-graduation à l'université de Laghouat, travaille sur un projet de recherche intitulé : «Commande et observation d'une Pile à combustible (PAC) comme application dans le domaine des transports». «Il est important de savoir que la technique de la PAC est très ancienne et fut découverte il y a plusieurs années», explique d'emblée le professeur. Si la recherche sur la pile à combustible a connu un essor prodigieux, sa fiabilité ainsi que sa performance demeurent par contre sujets à caution. Pour résoudre ce problème, des travaux de recherche sont effectués dans le domaine de la modélisation de la PAC. «C'est cela le sujet de notre recherche. Nous travaillons sur un projet qui vise dans un premier temps à faire une modélisation physique de la pile à combustible. Il faut savoir que ce qui se fait actuellement en Algérie, ce sont des modélisations approximatives dans le sens où les objectifs à travers ce type de modélisation n'étaient pas très ambitieux. Si l'on veut augmenter les performances, il faudra entrer dans le détail de modélisation de la pile à combustible. Cela va certainement complexifier un tant soit peu l'étude, mais on va certainement gagner en performance», précise le Pr Benalia. Selon ce dernier, en utilisant la technique de modélisation, le chercheur saura exactement ce qui se passe à l'intérieur de la pile, que ce soit d'une manière dynamique ou bien statique. «On a développé des modèles précis en plusieurs gammes. Car il existe des modèles à 4 états (nombre de variables), à 9 états et le plus compliqué est celui de 12 états», instruit-il. Selon le professeur, l'objectif principal de ce projet est d'intégrer la pile à combustible dans un véhicule qui fonctionnera en utilisant l'hydrogène. «Le rôle de la pile à combustible, faut-il le préciser, est de transformer l'hydrogène en électricité. Cela va permettre de réaliser un véhicule électrique à pile à combustible». Pour augmenter le rendement de la fabrication de l'électricité, le professeur indique qu'il est indispensable de concevoir une commande afin de gérer l'absorption de l'oxygène. «Cette technique va permettre de connaître la quantité d'air qu'on doit mélanger avec celle de l'hydrogène pour avoir un volume d'eau qui va se dégager et la quantité d'électricité qui va être fournie au véhicule pour se déplacer. Dans ce cas-là, le véhicule ne va pas rejeter du CO2 mais plutôt du H2O», explique-t-il. Concernant la commande, le professeur informe que son équipe utilise des méthodes innovantes. «Il y a déjà des études existantes qui utilisent des commandes classiques. Nous essayons de regarder l'ensemble des phénomènes incertains qui influencent le comportement de la pile à combustible. Et cela est intégré dans la conception de cette technologie. En faisant cela, cette dernière va rejeter ces incertitudes sur le comportement de la PAC. On a utilisé des méthodes issues des commandes avancées, en particulier la commande ‘‘hybride''. C'est-à-dire prendre le phénomène tel qu'il est et l'on essaye de mélanger plusieurs régulateurs dont chacun est optimal dans un endroit particulier», développe-t-il. S'agissant des avantages de la technologie de la pile à combustible, le Pr Benalia fait valoir les bienfaits du point de vue environnemental et également économique. «Cette technologie permet en effet de réduire le taux de la pollution provoqué par l'émission de gaz à effet de serre, en l'occurrence le CO2. Pour ce qui de l'aspect économique, il s'agit de minimiser l'utilisation des hydrocarbures», explique-t-il. Observation La pile à combustible est un boitier fermé dans lequel on ne peut se permettre d'introduire de l'électronique. Ce qui mène l'équipe de recherche à poser la problématique suivante : serait-il possible d'estimer les variables dissimulées à l'intérieur de la pile à combustibles à partir des mesures faites à l'extérieur ? «Partant de ces mesures, on fait des programmes qui tournent dans un microcontrôleur dont l'objectif est d'estimer les températures, les pressions, les concentrations, etc. Il est important de savoir que ces estimations sont utiles pour la commande afin de contrôler et surveiller la pile à combustible», enseigne le professeur qui fait savoir que la PAC risque d'exploser en cas de fortes températures : «C'est une bombe à retardement.» La pile à combustible est un projet innovant dont certains pays ont déjà tenté l'expérience il y a de cela plusieurs années, à l'instar du Japon. Mais la commercialisation de ce nouveau produit reste encore timide. «Certains s'interrogent sur la non-commercialisation de ce type de véhicules électriques à pile à combustible. Il convient d'indiquer que ces véhicules sont à des prix astronomiques», révèle le chercheur. Pour étayer ses propos, il donne l'exemple du prix d'un bon véhicule classique estimé à 20 000 euros, ce même véhicule une fois équipé de la technologie de la PAC pourrait atteindre les 100 000 euros. «Ce prix est justifié par l'utilisation des matériaux nobles dans la fabrication de cette technologie». Pour réduire ces coûts, aujourd'hui les chercheurs à travers le monde travaillent sur la simplification des procédures de fabrication de la pile à combustible. Ils tentent également par des recherches avancées de sécuriser les éléments que comporte cette pile. «Il existe un autre problème qui bloque la commercialisation de ce type de véhicules : l'autonomie. Je vous ai dit tout à l'heure qu'il faut une commande qui soit performante dans le sens où le véhicule ne doit pas consommer une forte quantité d'hydrogène pour rien, car cela peut réduire son autonomie. Donc, pour garantir un lancement avec succès, les chercheurs doivent pallier ces problèmes pour pouvoir mettre ces véhicules sur le marché», prône le Pr Benalia. Passionné par son domaine de recherche, le vice-recteur de l'université de Laghouat lance un message aux chercheurs algériens : «Je voudrais dire aux chercheurs algériens qu'il faut travailler dans le domaine des hydrocarbures, car on est par nature un pays producteur. Il ne suffit pas d'exporter cette richesse, mais de l'industrialiser ici. Pour ce faire, il faut effectuer des recherches scientifiques. Il est vrai qu'il est important de maîtriser les énergies renouvelables, mais il faut aussi développer l'énergie fossile», conclut-il.
