Et si Ford commercialisait une Mustang à moteur hydrogène ?

Le dépôt de quelques brevets par le constructeur américain laisse penser qu’il travaillerait sur un moteur thermique turbocompressé fonctionnant à l’hydrogène. De quoi continuer à faire hennir les Mustang ?
 
On ne va pas se mentir : contrairement à ce qu’il voudrait nous faire croire, le constructeur Ford est à la traîne au niveau de la mobilité électrique à batterie. Ce n’est pas son rapprochement avec Volkswagen qui en fait un pionnier dans le domaine, mais plutôt un groupe dépendant qui a besoin de rattraper son retard. Commercialisée dès 2013, la Focus électrique est à reléguer en rang des bides commerciaux. Aujourd'hui, Ford s’active à construire, un peu dans l’urgence, des usines d’électromobiles. Parfois en convertissant des chaînes de montage çà et là. Ainsi en Allemagne à Cologne, en Roumanie à Craiova, aux Etats-Unis dans le Kentucky et le Tennessee.
 

Le son d’une Mustang Shelby GT500

Et si Ford avait tant tardé à passer à l’électrique pour croire encore aux moteurs thermiques ? Un peu comme Peugeot, qui, voulant se démarquer de Renault en démolissant l’architecture de la Zoé, s’est planté avec la technologie Hybrid-Air. Ou les marques sportives, telle Bugatti qui filait très vite dans le mur avant de passer sous le contrôle de Rimac spécialisé dans les bolides survoltés. Pour qui entre en transe devant la sonorité sourde du V8 d’une Mustang Shelby GT500 de 2020, par exemple, comment imaginer prendre son pied en écrasant l’accélérateur d’une Mustang Mach-E à batterie lithium-ion ? Aucun jugement de ma part à ce niveau : Il m’arrive d’ouvrir la fenêtre de ma voiture électrique pour entendre passer une Ford Mustang ou une Chevrolet Corvette.
 

Un moteur thermique à hydrogène pour laisser s’exprimer les chevaux

Bien des lecteurs de Muscle Cars & Trucks doivent vouloir retarder le drame de l’électrique au maximum. D’où des fantasmes qui peuvent parfois rejoindre la réalité. C’est en tout cas la direction prise par le webzine américain qui a communiqué des données aussi intéressantes qu’étonnantes : Ford travaillerait sur un moteur thermique turbocompressé qui fonctionnerait à l’hydrogène. De quoi conjuguer le verbe vrombir au plus-que-parfait de la mobilité à zéro émission. Selon le média américain, les recherches viseraient à pérenniser l’usage des blocs thermiques et la santé globale de l’entreprise.
 
Dans son article, Muscle Cars & Trucks rappelle que dans un moteur essence classique, la combustion complète se produit en combinant 1 volume de carburant à 14,7 volumes d’air. Au-dessus de cette valeur, le mélange est théoriquement considéré comme trop riche ; en dessous, il est trop pauvre. Pour l’hydrogène, le bon équilibre serait d’une dose de ce gaz avec 34 doses d’air. Pourquoi une telle différence ? Tout simplement parce que l’hydrogène peut s’enflammer beaucoup plus rapidement dans un moteur, avec un système d’allumage d’une meilleure impédance. Avec la technologie que cherche à développer Ford, le gaz d’alimentation serait des plus pauvres, puisqu’il associerait une mesure d’hydrogène à un minimum de 68 mesures d’air.


 
La proportion calculée par Ford n’étonne pas vraiment la rédaction du webzine. Cette dernière se réfère aux travaux de Mike Copeland qui gave le V8 d’un pickup Chevrolet de 1948 avec un dosage de 1 volume d’hydrogène pour 100 volumes d’air, grâce à un compresseur piloté par ordinateur. Cet ancien de General Motors a bénéficié de l’aide de l’équipementier allemand Bosch pour mettre au point son moteur. Son objectif : Prouver que sa marche, pour sauver l’industrie automobile américaine qu’il aime et les courses spectaculaires, comme celles organisées par la fameuse Nascar (National Association for Stock Car Auto Racing). Concrètement, si Ford obtient de bons résultats avec un mélange bien plus pauvre que la valeur stœchiométrique associée au gaz H2, c’est forcément en exploitant des systèmes complémentaires. Car un mélange plus pauvre réduit la vitesse de propagation de la flamme.
 

La méthode de Ford

Premier choix du constructeur américain : l’injection directe de l’hydrogène dans le moteur qui permet de contrôler indépendamment le débit du gaz et celui de l’air. Ainsi, l’hydrogène fourni 15 % d’énergie en plus que l’essence. La recirculation interne des gaz d’échappement et le calage de l’allumage vont être exploités pour contrôler la combustion, à partir d’un flux d’arrivée constant d’hydrogène. Pour des demandes de couple plus élevées, la circulation des gaz d’échappement est accélérée, ce qui augmente la richesse du mélange H2/air par appauvrissement en air frais dans la chambre de combustion. Lorsque les besoins en couple sont plus faibles, pour que le moteur tourne plus lentement, moins de gaz recyclé seraient utilisés, permettant à l’air frais, plus pauvre, d’entrer dans la chambre.
 

Pas de problème avec les gaz imbrulés

Le scénario retenu par Ford influence les volumes de gaz imbrulés relâchés à l’échappement. Avec de l’essence, ce serait un vrai problème ; pas avec l’hydrogène. En outre, c’est en jouant sur le calage des soupapes que la proportion en gaz d’échappement va varier dans le bloc. Leur ouverture serait alors modulable sur un cycle de fonctionnement du moteur. Cette technologie pourrait être exploitée, selon Ford, avec un groupe motopropulseur hybride. D’autres adaptations sont bien sûr nécessaires au niveau de la mécanique pour un fonctionnement optimum avec de l’hydrogène. Une fois ce niveau atteint, il serait possible d’obtenir des moteurs thermiques un régime jusqu’à 20 000 tours par minute, sans dommage.