Projet H2D2 : Hydrogen Heavy-Duty Development

  • Hydrogène
Projet porté par GCK industry
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  • Collaboratif

CARA a labellisé le projet H2D2 qui consiste à concevoir un groupe motopropulseur à pile à combustible pour les véhicules de plus de 8 tonnes. Nous avons accompagné le projet pour sa demande de financement. Le projet a obtenu le financement via l’appel à projet briques technologiques et démonstrateurs hydrogène.

Qui porte le projet H2D2 ?

Le projet H2D2 regroupe 4 entreprises et un centre de recherche qui ont une grande complémentarité :

  • GCK Industry, concepteur et intégrateur de groupes motopropulseurs spécialisé dans le rétrofit électrique moyenne et forte puissance (Savoie, Puy de dôme)
  • Kässbohrer France, le fabricant de dameuses leader sur le marché (Savoie)
  • GCK Battery (anciennement IBS), un fabricant de batteries spéciales, (Puy de Dôme)
  • EREM (Oise), le seul fabricant français de moteurs électriques pour la mobilité,
  • IFPEN (Hauts de Seine) centres de recherche leaders en motorisation.

En quoi consiste ce projet ?

Le projet H2D2 vise à concevoir, prototyper et tester un groupe motopropulseur à pile à combustible pour les véhicules de plus de 8 tonnes, avec les caractéristiques suivantes :

  • Une forte puissance et un couple élevé (moteur > 250 kW, couple > 800 Nm avant réducteur)
  • Une autonomie de plus de 5 heures
  • La possibilité d’être installé en rétrofit puis, après quelques adaptations, en neuf, grâce à un poids réduit (ensemble moteur, pile et batterie autour de 600 kg)

Le projet teste ce groupe en conditions réelles sur une dameuse.

Dameuse hydrogène : le projet H2D2

Ce véhicule regroupe en effet les grandes contraintes des véhicules lourds : besoin en puissance et en couple sur fortes pentes, cycles de fonctionnement sévères, besoin en autonomie, haute altitude, basses températures de fonctionnement… Il a aussi l’avantage d’être adapté au rétrofit, puisque le rétrofit complet d’une dameuse est courant tous les 6 ou 7 ans.

Le projet développe les trois composants clés que personne n’a réussi à développer jusqu’à présent :

  • Une pile à combustible monostack 200 kW, pour une électronique de puissance plus fiable et plus compacte,
  • Un moteur 320 kW, 800 Nm et 700 V nominal, pour une meilleure fiabilité, facilité de pilotage et compacité,
  • Une batterie hautes performances 60 kWh utilisant des cellules de nouvelle génération (chimie spécifique) intégrées au sein d’un système de refroidissement spécifique pour une plus forte densité d’énergie en usage sévère et une meilleure maitrise de la température.

Les autres composants sont achetés et intégrés dans un groupe complet (réservoirs de type 4 de forte contenance à 700 bars, compresseur, convertisseur DC / DC…).

Le projet H2D2 aboutit en 33 mois à un démonstrateur de groupe motopropulseur H2 adapté au rétrofit de véhicules lourds à l’échelle 1.

Les tests en conditions réelles sont prévus en station. Plusieurs stations de la Compagnie des Alpes (Tignes, Val d’Isère, La Plagne, Les Arcs…) ou de la SATA (Alpe d’Huez, les 2 Alpes) sont intéressées par cette expérimentation.

Où ?

La réalisation du projet se fera :

  • A Lempdes (63) pour la gestion de projet, la définition des Spécifications du GMP, le développement du module Pile à Combustible, l’intégration des différents composants dans un GMP électrique puis H2, la coordination des expérimentations et l’évaluation économique, environnementale et sociale Etudes de réplication sur d’autres applications.
  • A Brassac les mines (63) pour Conception et expérimentation de la batterie
  • A Rueil Malmaison (92) pour la conception et l’expérimentation du moteur électrique et de son électronique de puissance
  • Dans l’Oise (60), la conception, fabrication et expérimentation du moteur électrique et de son électronique de puissance.
  • A Albertville (73) pour les spécifications du cas d’usage dameuse, fourniture d’une dameuse pour les expérimentations, l’installation en rétrofit sur la dameuse électrique puis H2, le suivi et la maintenance pendant l’expérimentation.
  • En Savoie ou haute Savoie pour les expérimentations des dameuses en station.

Le projet H2D2, pour quand ?

Le projet H2D2 a démarré en mai 2021 pour une durée de 33 mois.

La première phase permet de concevoir, assembler et tester, sur bancs et sur une dameuse en conditions réelles, un premier groupe motopropulseur 100% batterie, avec le moteur électrique 320 kW, son électronique de puissance et une première batterie. Cette phase se clôture à l’étape clé 1 (M11).

La deuxième phase se concentre sur la conception, la fabrication et le test du groupe motopropulseur H2, avec l’ajout de la pile à combustible 200 kW et de la batterie 60 kWh haute performance. Elle aboutit à l’étape clé 2 (M23).

La troisième phase permet d’expérimenter la dameuse H2, d’améliorer le groupe motopropulseur avec le retour d’expérience des essais et d’étudier son intégration dans d’autres véhicules que la dameuse. Elle se clôture à la fin du projet (M33).

Pourquoi le projet H2D2 ?

Les partenaires prévoient la commercialisation de 750 à 1460 groupes motopropulseurs H2 entre 2023 et 2028, d’abord en rétrofit puis en neuf, ainsi que celle d’une centaine de piles à combustibles. Les premiers groupes sont installés sur des dameuses en rétrofit, puis ils seront adaptés à d’autres applications (cars, camions, engins agricoles…).

 GCK a reçu des lettres d’intentions d’achat pour des dameuses H2 rétrofitées dès 2023/2024. Plusieurs acteurs ont également fait part de leur intention de s’équiper de groupes H2 (Transdev, La Plagne, Morzine-Avoriaz).

Les partenaires comptent sur leur positionnement unique (rétrofit, maitrise des motorisations fortes puissances, à forts couples, avec une grande compacité, production en petite et moyenne série) pour se faire rapidement un nom sur le marché. C’est possible car les grands acteurs internationaux ne se positionnent pas sur les applications de niches visées au début par les partenaires d’H2D2. Ils se concentrent sur le neuf et sur la fabrication en grande série, principalement les camions.

Les retombées en chiffre d’affaires sur la période 2023 – 2028 sont estimées entre 244 et 414 M€. 33 créations d’emplois directs sont également attendues.

Sur le plan environnemental, le projet a un impact très positif. Avec de l’H2 vert, les émissions de GES d’un véhicule lourd H2 sur l’ensemble de son cycle de vie devraient en effet être au moins 4 fois inférieures à celles d’un véhicule lourd thermique. Dans le scénario prudent envisagé, ce sont 122 kt de CO2 eq qui sont évitées en 2030.

Les partenaires du projet