La question du stockage du carburant à bord des véhicules constitue l’un des enjeux majeurs de la filière GNV. En effet, les deux modes de stockage utilisés aujourd’hui (avec du gaz naturel sous forme comprimée pour le GNC et sous forme liquéfiée pour le GNL) impliquent des conditions opératoires contraignantes, nécessitant la mise en œuvre de solutions complexes. Comparativement aux dispositifs de stockage utilisés pour les carburants traditionnels, les technologies adaptées au gaz naturel présentent par conséquent plusieurs inconvénients. Dans le cas du GNC, les réservoirs présentent ainsi un poids, un coût, mais également un encombrement supérieur à leurs homologues essence ou diesel. Ces problématiques sont également valables pour les véhicules fonctionnant à l’hydrogène, carburant nécessitant également d’être stocké à haute pression (350 à 700 bars).
Pour des raisons de résistance, les réservoirs utilisés aujourd’hui de manière standard sont de forme cylindrique. Cette géométrie rend plus complexe l’intégration des systèmes dans les véhicules, et impacte directement le volume utile disponible pour les passagers ou le coffre. Ces réservoirs peuvent être réalisés en métal, ou plus généralement en matériaux composites (réservoirs dits de type « III » ou « type IV »).
L’optimisation des systèmes de stockage constitue l’un des principaux leviers identifiés pour renforcer l’attractivité des véhicules fonctionnant au gaz naturel. On dénombre ainsi de nombreux acteurs travaillant à l’amélioration des process de fabrication des réservoirs de type III et IV (cf. veille T1 et T3 2020) ou au développement de dispositifs permettant de stocker le carburant dans des conditions moins contraignantes (cf. veille T1 et T2 2020 sur le stockage par matériaux adsorbants).
Une autre approche consiste à utiliser des réservoirs dits « conformables », pouvant être adaptés à une géométrie donnée et ouvrant donc la porte à une intégration facilitée au sein des véhicules. Engagée dans cette voie, l’entreprise Noble Gas Systems (NGS) a récemment communiqué sur les avancées de son nouveau modèle de réservoir conformable, annoncé plus léger, sûr, économique, et capable de fonctionner avec une grande variété de gaz (H2, GNV, air, oxygène, azote).
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Le système proposé par NGS est composé d’un unique réservoir multi-chambres, permettant de s’adapter à une géométrie donnée en réarrangeant chaque sous-élément (à la manière d’un intestin),sans pour autant multiplier les besoins en composants de type vanne ou valve. La chambre est large de 80mm et permet un fonctionnement à une pression de service de 350 bars, soit un seuil supérieur aux 200 ou 250 bars généralement retenus pour les réservoirs GNV. Une version capable de fonctionner à 700 bars est également en cours de développement pour des applications hydrogène, qui nécessitent des compressions plus importantes. Le temps de recharge est en outre annoncé inférieur à la minute. Un système de « fuite avant explosion » est intégré de manière à garantir des dommages limités en cas de défaillance, en empêchant la libération brutale de gaz sous haute pression.
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La fabrication du réservoir de NGS repose sur un procédé industriel simplifié, permettant une réduction des coûts par rapport aux architectures actuelles. Au même titre que les réservoirs de type IV, le produit développé par NGS est constitué d’un liner intérieur en thermoplastique élastomère étanche, et est entouré d’une fibre synthétique tissée de manière à résister à la pression. Le liner thermoplastique est notamment ici extrudé de manière continue, permettant une fabrication rapide et en série. Les entreprises Westport (pour le CNG) et Volute (pour l’H2) proposent des réservoirs sensiblement similaires, où la fibre synthétique extérieure est également couplée à de la résine Epoxy.
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NGS a récemment implémenté sa solution sur un Polaris Ranger EV rétrofité pour fonctionner à l’hydrogène, afin d’effectuer des tests en conditions réelles. L’entreprise estime avoir franchi un cap, et annonce se focaliser sur l’industrialisation de ses procédés de fabrication ainsi qu’à l’adaptation des produits aux différents cas d’usage.
En travaillant à la réalisation de réservoirs réellement conformables, les entreprises telles NGS ou Westport ouvrent la porte à une intégration facilitée des dispositifs de stockage GNV au sein des véhicules. Une telle avancée pourrait considérablement améliorer l’expérience utilisateur, en dégageant plus de volume utile, et réduire le poids ainsi que les coûts de cette brique technologique. Ces avancées s’avèrent également intéressantes dans une perspective de généralisation du rétrofit, les réservoirs conformables pouvant être modelés de manière à s’intégrer de manière optimale au sein d’architectures existantes.