Olav Altmann de Liebherr décrit les prochaines étapes du développement des injecteurs de carburant

Prototype de chargeuse sur pneus à hydrogène de Liebherr (Photo : Liebherr)

Power Progress International : Quel est l’état d’avancement de vos développements en matière de solutions d’injection de carburant pour les carburants liquides et gazeux ?

Olav Altmann : « Nos développements en matière de solutions d'injection de carburant progressent pour répondre aux diverses exigences des moteurs à carburants alternatifs gazeux et liquides. Pour les carburants gazeux, nous avons réalisé des avancées notables. Nous avons développé un système d'injection d'hydrogène pour les concepts de combustion à allumage commandé. Notre injecteur LPI (basse pression) pour l'injection de carburant dans l'orifice d'admission est déjà intégré au moteur à hydrogène qui équipe le prototype de chargeuse sur pneus L 566 H. »

Nous proposons également des solutions système complètes comprenant des régulateurs de pression sur rail et entièrement intégrés, comprenant toutes les fonctions de sécurité nécessaires, ainsi qu'une unité de commande électronique (ECU).

En nous intéressant aux carburants liquides, tels que le méthanol, l'éthanol et l'ammoniac, nous avons développé une solution basée sur notre injecteur d'hydrogène. Cet injecteur est adapté aux applications monocarburant et bicarburant ; il peut être utilisé dans les moteurs à combustion à allumage commandé monocarburant et les moteurs bicarburant en combinaison avec un système d'injection conventionnel. Cette technologie peut être installée sur les moteurs diesel existants ou sur des moteurs repensés. Cette flexibilité permet une large gamme de taux de substitution du diesel, y compris un fonctionnement 100 % diesel.

Les autres caractéristiques sont une pompe électrique autonome qui prend en charge les emballages flexibles et un boîtier de commande séparé pour l'intégration dans les environnements système existants.

Concernant l'ammoniac, nous avons reçu des demandes concernant des applications minières : l'ammoniac est un carburant à faible teneur en carbone doté d'excellentes propriétés de stockage. L'industrie maritime en Asie et en Europe envisage le méthanol comme une alternative potentielle, tout comme les constructeurs de véhicules utilitaires en Chine et aux États-Unis.

Olav Altmann, Liebherr Components

PPI : Les produits Liebherr Components sont utilisés dans de nombreuses applications. Quelles sont, selon vous, les dernières tendances en matière d'adoption de carburants alternatifs dans les secteurs de la marine, de la production d'énergie et des engins mobiles ?

Altmann : « Nous suivons les dernières tendances en matière d'intégration de carburants alternatifs dans divers secteurs. Comme mentionné précédemment, le méthanol s'impose comme un carburant alternatif de premier plan dans l'industrie maritime pour les gros moteurs. De plus, l'ammoniac gagne du terrain, notamment pour les gros moteurs à bas régime. »

Pour les engins mobiles et les véhicules utilitaires, l'hydrogène est de plus en plus populaire. Son très faible taux d'émission de CO2 en fait un choix attractif pour ces applications. Cependant, le méthanol suscite également un intérêt croissant dans ce secteur en raison de sa polyvalence et de la capacité des infrastructures existantes à soutenir son utilisation.

PPI : Liebherr a récemment lancé un nouvel injecteur pour carburants alternatifs liquides et une pompe à carburant électrique. Quelles sont les particularités de ces composants et quels ont été les principaux défis de conception ?

Altmann : « L'injecteur présente plusieurs caractéristiques techniques clés. Il s'agit d'un injecteur à port de carburant capable de fonctionner jusqu'à 30 bars (435 psi), ce qui le rend adapté à une gamme de carburants alternatifs. L'injecteur est équipé de connecteurs marins pour tuyaux à double paroi, améliorant ainsi la sécurité et la conformité aux normes maritimes. La longueur de buse est adaptable et sa conception compacte permet une intégration aisée dans différentes configurations de moteur. Chaque injecteur peut supporter un débit allant jusqu'à environ 150 kW par cylindre, selon le carburant et l'application, ce qui le rend efficace pour les gros moteurs. »

Unité PFI LIebherr pour carburants alternatifs (Photo : Liebherr)

La pompe électrique est conçue pour être indépendante de l'emballage et du moteur. Elle fonctionne à une pression de 30 bars et est conforme aux directives maritimes relatives aux carburants à bas point d'éclair. Nous avons réalisé avec succès des essais sur banc d'essai hydraulique. La pompe est actuellement conçue pour fonctionner avec du méthanol ; les tests sont déjà en cours. À l'avenir, la pompe électrique sera également utilisée avec d'autres carburants alternatifs, ce qui permettra un large éventail d'applications.

Le développement a posé plusieurs défis, notamment la sélection de matériaux et de joints adaptés aux différentes propriétés chimiques des carburants alternatifs. Garantir durabilité et fiabilité dans des conditions d'exploitation variées était crucial.

PPI : Concernant les applications de l’hydrogène, avez-vous des rapports sur les performances de la chargeuse sur pneus à hydrogène Liebherr ou de la pelle sur chenilles lancée il y a quelques années ?

Altmann : « D'après les dernières informations, nous pouvons annoncer que la chargeuse sur pneus à hydrogène est en service régulier. Ses performances sont comparables à celles de machines diesel comparables de la même taille, et les retours des opérateurs sont très positifs. »

L'excavatrice à hydrogène offre également les mêmes performances globales qu'un homologue diesel, en termes de puissance de sortie, de dynamique du moteur et de réponse.

PPI : Quelles sont les performances de ces machines en termes de cycles de travail, de maniabilité et d'autonomie avec un réservoir plein ? Existe-t-il une comparaison avec les véhicules diesel correspondants ?

Altmann : « Le système de stockage d'hydrogène de la chargeuse sur pneus est conçu pour garantir une capacité de réservoir suffisante pour une journée de travail complète. Ces machines à hydrogène peuvent être utilisées comme leurs homologues diesel, sans modification significative des procédures d'exploitation habituelles. »

« Outre le moteur, la plupart des composants de la transmission proviennent des chargeuses sur pneus Liebherr XPower. »

PPI : Quel est votre avis sur la disponibilité de l’hydrogène pour les engins mobiles ? Et quel est l’état des infrastructures dans l’UE et ailleurs ?

Altmann : « Actuellement, l'infrastructure hydrogène et la disponibilité des carburants restent très limitées en Europe et dans le monde. Ce phénomène, combiné à l'absence de législation complète sur les émissions de CO2, continue d'empêcher l'adoption généralisée de solutions de motorisation à base d'hydrogène. »

Système d'injection par rail développé par Liebherr pour les carburants gazeux (Photo : Liebherr)

Heureusement, la disponibilité de l’hydrogène comme carburant pour les machines mobiles évolue rapidement, sous l’effet de l’attention mondiale portée à l’hydrogène en tant qu’élément clé de la transition énergétique.

En Europe, l'UE a élaboré un plan ambitieux pour développer une économie de l'hydrogène, qui prévoit des investissements importants dans les infrastructures et les technologies pour soutenir la production, la distribution et l'utilisation de l'hydrogène. Ce plan vise à rendre l'hydrogène largement disponible et économiquement viable, réduisant ainsi la dépendance aux stations-service dédiées. De même, d'autres régions réalisent des progrès substantiels. Par exemple, le gouvernement indien finance activement des projets liés à l'hydrogène, reconnaissant le potentiel d'amélioration de la sécurité énergétique et de réduction des émissions.

En Chine, les financements publics stimulent également les initiatives en faveur de l'hydrogène, en mettant l'accent sur le développement d'une chaîne d'approvisionnement complète. Le Japon met en place sa propre économie de l'hydrogène, grâce à des investissements massifs dans la production et les infrastructures.

Ces efforts mondiaux contribuent au développement des infrastructures liées à l'hydrogène. Nous pouvons donc nous attendre à une accessibilité accrue dans un avenir proche, rendant son utilisation dans les machines et autres applications plus pratique et plus répandue.

Ceci est la version intégrale de l'interview parue dans le numéro de janvier-mars 2025 de Power Progress International