L'hydrogène, solution d'avenir pour le transport frigorifique

A l’occasion d’un webinaire organisé par la région Occitanie, Bosch, Carrier et Chéreau sont intervenus pour évoquer l’exploitation de l’hydrogène pour le fonctionnement des systèmes frigorifiques embarqués pour les poids-lourds.
 
Parce que le territoire est particulièrement actif concernant la mobilité hydrogène, la région Occitanie, la chambre de commerce et de l’industrie ainsi que l’Ademe proposaient une conférence Internet sur le sujet à destination des transporteurs et logisticiens locaux. Programmée lundi 31 janvier 2022, elle a notamment permis de mettre en avant les solutions hydrogène pour les systèmes frigorifiques.

FresH2

L’équipementier Bosch et le spécialiste des solutions de production de froid Carrier Transicold ont travaillé main dans la main sur le projet FresH2. Il s’agit d’une des solutions frigorifiques retenues dans le cadre du Corridor H2 Occitanie. Développée dans l’usine Bosch de Rodez, elle s’appuie sur le groupe sans moteur Vector HE 19 de Carrier Transicold. Cette unité est alimentée par une pile à combustible.
 
Les premiers essais ont été réalisés dès septembre dernier en équipant une semi-remorque standard du carrossier Lamberet, reconnu pour ses véhicules frigorifiques. Acteur européen majeur du transport alimentaire sous température contrôlée, c’est STEF qui a utilisé en situations réelles ce démonstrateur. « Pendant un mois, nous avons pu l’exploiter pour montrer et prouver qu’un système à pile à combustible hydrogène peut tout à fait répondre aux besoins du marché », a précisé Pamela Moreira, responsable de l’innovation pour Bosch.


 

Pour du moyen et long termes, la pile à combustible fait sens

Jusque-là, Carrier Transicold construisait déjà des groupes de production de frais ou de froid fonctionnant au gazole, au HVO (carburant de synthèse alternatif), sur batterie, ou en tirant de la puissance du moteur du camion. « Pour du moyen et long termes, la pile à combustible fait sens. C’est pourquoi nous travaillons avec Bosch sur l’intégration de cette technologie au sein du groupe frigorifique. Nous avons comme objectif principal d’offrir des autonomies équivalentes à des solutions diesel, avec des temps de recharge équivalents », a commenté Gaël Ducher, responsable produit pour Carrier. « Nous cherchons à avoir les mêmes applications au niveau des schémas logistiques et des tournées que peuvent avoir nos clients. Nous travaillons d’ores et déjà sur les aspects conformité par rapport à la réglementation et aux engagements de Carrier de réduire ses émissions de CO2 », a-t-il complété.


 
Le démonstrateur FresH2 Full Power fonctionne sans batterie additionnelle. Il abrite une pile à combustible de 30 kW couplée au système de refroidissement, un réservoir pouvant contenir 10 kg d’hydrogène sous 350 bars, et de l’électronique de puissance. Cette unité peut équiper tous les types de semi-remorques frigorifiques, quel que soit son carrossier ou constructeur, y compris en rétrofit.
 
« Cette première phase du projet nous a permis de comprendre les besoins pour nous adapter », a souligné Pamela Moreira. « Ce démonstrateur nous a permis d’éduquer et de valider les aspects d’usage autour du véhicule, que ce soit en termes de temps de remplissage, de chaîne du froid, de longueur de tournée d’un point de vue opérationnel, et du silence de fonctionnement », a abondé Gaël Ducher.
 
Parmi les améliorations pointées, réintégrer à l’enveloppe frigorifique, à la place du petit moteur diesel dédié, la partie PAC H2 qui avait été placée sous le châssis de la remorque. D’où un travail sur la miniaturisation des composants et systèmes, et l’augmentation du volume de production. Tout cela permettra de positionner le FresH2 de façon compétitive.


 

Une législation à faire évoluer

« Nous sommes ouverts à un partenariat avec tous les fabricants de remorques. Aujourd’hui, règlementairement, au niveau européen, il n’est pas mentionné dans les textes de loi de pouvoir monter de l’hydrogène sur des semi-remorques. On est en possibilité de faire de l’homologation au niveau national, que ce soit à titre individuel ou en petite série. Nous travaillons d’ores et déjà avec les autorités pour faire évoluer la situation », a expliqué Gaël Ducher.
 
Bosch et Carrier s’appliquent à respecter une feuille de route qui permettra de livrer fin 2023 les unités frigorifiques promises à la région Occitanie. « Nous sommes déjà en phase de tests de cette nouvelle architecture électrique et technique, vers la qualification pour le Corridor H2 », a complété Pamela Moreira.
 

L’expérience de Chéreau

Installés au Val-Saint-Père et à Ducey-les-Chéris dans la Manche, les établissements Chéreau s’activent à proposer des solutions pour le transport sous température dirigée. Avec 3 400 véhicules produits à l’année, ils fournissent 51 % des semi-remorques vendues en France, et pèsent 15 % de parts en Europe sur leurs marchés.
 
La remorque à hydrogène a fait l’objet chez Chéreau d’un projet baptisé « Road ». Ce programme s’est étalé de 2016 à 2019, avec l’objectif de concevoir la semi-remorque frigorifique du futur. « Nous avions un travail sur 2 axes. Avoir un véhicule moins énergivore parce que pour nous la transition énergétique c’est déjà moins consommer d’énergie. L’énergie la plus vertueuse c’est celle qu’on ne va pas consommer. En deuxième axe, nous voulions remplacer le gazole par une énergie propre et renouvelable », présente Christophe Danton, directeur marketing et de la communication.


 

L’hydrogène a été un choix relativement évident

 
« A l’époque, il y avait pas mal de choix qui s’offraient à nous. Mais l’hydrogène a été un choix relativement évident parce que, pour peu qu’on ait une station hydrogène décarbonée à disposition, on ne change pas les usages du client. On conserve une très bonne autonomie. On a un véhicule dont on fait le plein rapidement », justifie le représentant de Chéreau. Les travaux ont été détaillés en 7 lots, dont le dernier était consacré en 2019 aux essais en situations réelles avec le transporteur Malherbe pendant 6 mois. Auparavant, il a fallu gagner du poids sur le châssis, revoir l’aérodynamisme pour diminuer la consommation, améliorer l’isolation thermique par l’emploi de matériaux de nouvelle génération (gain énergétique de 25 % au niveau du groupe froid Carrier quel que soit son carburant), intégrer une pile à combustible, adopter un réfrigérant naturel (CO2), et trouver un nouveau système de multiplexage.
 

Chéreau hydrogen Power

« La semi-remorque Road embarquait 14 kg d’hydrogène à 350 bars dans 2 réservoirs, demandait 10 minutes pour effectuer la recharge, et tenait jusqu’à 2,5 jours d’autonomie en utilisation longues distances. C’est-à-dire qu’on part d’un point A et on ne rouvre le véhicule qu’à destination au point B. On a une journée pleine d’autonomie pour tout ce qui est activité de distribution où là on va effectuer de multiples arrêts et ouvrir et refermer le véhicule de nombreuses fois », a détaillé Christophe Danton.
 
Au départ, le démonstrateur embarquait 3 petites piles à hydrogène qui ont été dernièrement remplacées par une seule PAC de plus forte puissance. Un pack batterie permet d’augmenter l’autonomie et de faire fonctionner la pile à combustible en continu et toujours au même rythme. Ce qui allonge la durée de vie du système. « Nos véhicules sont souvent exploités, 12, 15, voire 18 ans. Il est important pour nous que nos clients puissent continuer à exploiter nos véhicules comme ils le feraient avec un modèle diesel », a plaidé le directeur marketing et de la communication.
 
« Après les Transports Malherbe, la remorque Road a été aussi de nombreux mois chez les Transports Delanchy. Ce qui nous a permis de continuer à apprendre sur le véhicule, et de mesurer les apports de l’aérodynamisme qui fait économiser 2 litres aux 100 km sur le tracteur », rapporte Christophe Danton.
 
Au sujet des gains sur l’isolation, il a raconté cette anecdote : « Un jour, on a eu un problème sur le groupe. C’est normal sur un prototype. Le transporteur a malgré tout pu livrer un lot complet de yaourts de la région parisienne jusqu’à l’Ouest simplement avec la température initiale. Et ce, parce que nous avons une carrosserie qui est extrêmement bien isolée ».
 
Au cours de la présente année 2022, deux nouvelles remorques vont être lancées pour des essais à longues durées. Une troisième sera réservée à des expérimentations plus courtes, confiée de client en client. En 2023-2024, des locations seront organisées pour des écosystèmes hydrogène, notamment pour le Corridor H2. La production en série est envisagée pour fin 2024 ou début 2025.
 

L'épineuse question du TCO

Le représentant de Chéreau a confirmé l’intérêt de la mutualisation pour faire avancer les usages de l’hydrogène, chiffrant aujourd’hui à 210 000 euros le surcoût d’une remorque de type Road par rapport à un modèle classique (70 000 euros).
 
« Il est clair qu’avant d’arriver à des TCO du niveau du diesel, ça va prendre encore un petit peu de temps. Le prix des véhicules va baisser. On ne sait pas encore de combien ni à quelle vitesse », a-t-il prévenu. « Néanmoins nous sommes confiants sur le fait que cette solution va être une des solutions d’avenir. Ce ne sera pas la seule. Il y aura des remorques frigorifiques aussi avec des packs batterie, rechargées par des essieux régénérateurs, par des panneaux solaires. Ce sont d’autres solutions que nous sommes en train de tester », a-t-il ajouté. « Néanmoins, sur des usages à longues distances, avec des chauffeurs qui doivent effectuer des coupures de 9 heures, il est important d’avoir de l’autonomie quand on n’est pas en mesure de brancher la semi-remorque. Là, l’hydrogène a toute sa place et est extrêmement pertinent. Il sera aussi pertinent pour des tournées en distribution qui peuvent être sévères dans le sud de la France. Ainsi avec beaucoup d’ouvertures et de fermetures de portes quand on transporte des surgelés avec 40° C l’été », a-t-il conclu.