Ce moteur à hydrogène à pistons opposés développe une efficacité exceptionnelle

Le Laboratoire national d'Argonne du Département américain de l'énergie (DOE) et Achates Power (motoriste) testent un moteur deux temps à pistons opposés alimenté à l’hydrogène. Bien que de conception ancienne, ce type de moteur offre une efficacité supérieure à son homologue quatre temps, que les deux partenaires espèrent bien exploiter pour produire un moteur à hydrogène plus performant, destiné aux véhicules commerciaux long-courriers.
 
En lui-même, le moteur à pistons opposés, ou à pistons antagonistes, n’est pas révolutionnaire puisque le brevet a été déposé pour la première fois en 1877 par Ferdinand Kindermann. C’est un moteur à explosion dans lequel les deux pistons agissent alternativement sur un même cylindre. Sa densité de puissance est particulièrement élevée, c’est la raison pour laquelle il a équipé, au milieu du siècle précédent, une multitude de navires, de sous-marins, de chars d'assaut et même d'avions.
 
Parmi ses avantages, la simplicité liée à la symétrie du mécanisme (pas besoin d’équilibrage), une plus large place de disponibilité du couple moteur optimum et de faibles pertes de chaleur à travers les parois du cylindre.
 
C’est la raison pour laquelle le Laboratoire national d’Argonne et Achates ont choisi de travailler sur son alimentation en hydrogène, considérant que les technologies récentes telles que les commandes électroniques, l’injection électronique de carburant et les performances des capteurs ; pouvaient permettre d’en optimiser le fonctionnement et les performances.



 

Le moteur 2 temps à hydrogène est plus performant que son homologue 4 temps

Les premiers tests sont particulièrement concluants. Au-delà des avantages résultant de l’architecture du moteur, les améliorations apportées par les deux partenaires exploitent en particulier la réduction de la déperdition de chaleur (l’absence de culasse, cause majeure de perte de chaleur et d'inefficacité dans les moteurs conventionnels, y contribue largement) : l’hydrogène ayant une réactivité élevée et une faible énergie d’inflammation, les pertes d’efficacité sont moindres que dans un moteur classique. De plus, le cycle de combustion à deux temps produit deux fois plus d’énergie par tour de vilebrequin qu'un moteur à quatre temps standard, et ainsi délivre plus de puissance.
 
Au final, le moteur est plus léger, très performant et décarboné. Achates et le Laboratoire national d’Argonne sont persuadés que leur moteur à hydrogène à pistons inversés sera particulièrement adapté pour les camions commerciaux de moyenne à grande taille, les véhicules tout-terrain destinés à des industries telles que l'exploitation minière et l'agriculture, ainsi que les véhicules militaires. Les développements se poursuivent en vue d’un prochain test grandeur nature (via un prototype de véhicule ou de groupe électrogène).