La pile à combustible reste discrète en plaisance. Pourtant cette solution a fait ses preuves ne serait-ce que dans des courses comme la 8.50 Transat.
Le principe
Une pile telle que nous la connaissons est un élément qui fournit du courant tant qu’une réaction chimique se produit à l’intérieur. Elle ne peut pas être rechargée. Une batterie passe par des états de charge et recharge. C’est un réservoir que l’on remplit (charge) et que l’on vide (décharge). Dans la pile à combustible, on retrouve un générateur de courant continu (comme dans une batterie) qui produit de l’électricité par réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène. Mais, à l’inverse de la pile traditionnelle voire de la batterie, elle ne se décharge pas. Elle produit de l’énergie tant qu’il y a apport de combustible. Ce n’est pas un procédé nouveau. Sa découverte par William Grove remonte à 1839 mais elle ne fut exploitée qu’à partir de 1960 pour les programmes spatiaux Apollo et Gemini et pour équiper les sous-marins américains. Devant la mise en œuvre complexe et le prix élevé, les industriels se tournèrent vers le pétrole. Il fallut attendre les chocs pétroliers pour que cette technique redevienne d’actualité.
La pile est constituée d’une anode et d’une cathode séparées par de l’électrolyte. L’anode est alimentée en combustible et la cathode en oxygène (de l’air). Le combustible doit être riche en hydrogène, c’est pourquoi le méthanol a été retenu. Ce carburant obtenu à partir du gaz naturel, des produits pétroliers, du bois, de la biomasse, etc., a l’avantage d’être liquide à température normale. Il est un des rares carburants réactifs (avec l’hydrogène) à pouvoir être utilisé à température moyenne (de l’ordre de 65°C). L’utilisation de ce carburant oblige à employer non pas du plomb comme dans une batterie standard, mais un métal qui s’oxyde à basse température. Pour ce faire, il faut se tourner vers un métal rare. A ce jour, celui qui a été choisi est le platine. Ce qui peut expliquer en partie le coût de la pile à combustible. Pour l’électrolyte, ce n’est pas du liquide comme dans une batterie standard mais des membranes polymères plus faciles à mettre en œuvre. Mais avec un inconvénient, avec le temps elles perdent de leur efficacité à cause de l’encrassement de l’élément réactif (cœur de la pile). Pour pallier ce point faible, on ne part pas pour obtenir 12 volts de 12 éléments de 1,2 volts comme dans une batterie standard mais de beaucoup plus, par exemple, de 50 éléments (60 volts). Cette tension est ensuite régulée pour être ramenée à la tension d’utilisation de 12 volts. En pratique, dès qu’une pile à combustible est mise en service, elle se détériore doucement mais pour l’utilisateur la tension finale est constante.
Une consommation raisonnable
Pour que le cycle de production de courant démarre, il faut activer la réaction. Pour cela, quelques gouttes de méthanol sont portées à une température de 60° par une résistance alimentée par la batterie du bord. A partir de là, la réaction entre l’hydrogène (contenue dans le méthanol) et l’oxygène est active et la pile fournit du courant. Cette réaction produit une faible quantité d’eau chaude (quelques gouttes/ minutes) qui sert par la suite à maintenir le méthanol à température. Le surplus d’eau, environ 2 litres par 24 heures, est évacué par un petit tuyau. Côté méthanol, comptez une consommation d'environ 1,2 litre par 24 heures.
S’équiper
A ce jour, nous trouvons trois produits ayant des puissances de 40, 72 et 105 watts. Ce qui représente un courant disponible de 3,3 à 8,8 ampères soit de 60 à 210 Ah. En clair, vous consommez 200 ampères par 24 heures (8 ampères par heure), le modèle 105 watts est à même de maintenir vos batteries chargées et de compenser votre consommation d’énergie. Les avantages par rapport aux autre équipements (groupe, éolienne, hydrogénérateur, etc.) sont la facilité de mise en œuvre, le poids (8 kg pour le modèle 210 Ah) et la faible consommation de carburant (1,2l/24 heures). Reste deux points négatifs : le prix d’achat (comptez 5000 € pour la 210 Ah), le méthanol pas toujours évident à trouver et son prix (56 € la recharge de 10 litres).
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