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La technologie des piles à combustible dans les véhicules du futur

Coup d'oeil
Le défi

Commercialiser des véhicules utilisant des combustibles alternatifs afin de répondre à la demande des clients

La solution

Un nouveau procédé de fabrication de véhicule à pile à combustible hydrogène

Le résultat

Mesures de contrôle de la qualité améliorées pour la fabrication de piles à combustible

Et ensuite?

Publier des documents scientifiques conjoints, partenariat continu avec les chercheurs de l’Université Queen’s

Il n’y a aucun doute que les technologies propres alimenteront un jour chaque véhicule sur la route. Cette vision a poussé les constructeurs automobiles internationaux à investir fortement dans les solutions de rechange pour des véhicules plus propres telles que les voitures électriques.

Avec le dévoilement en 2010 d’une flotte de démonstration de véhicules de Classe B alimentés par piles à combustible, Mercedes-Benz s’est imposé comme concurrent clé dans ce marché émergent. La percée est arrivée en réponse à des milliers d’heures de R-D dans la technologie des piles à combustible à l’usine de fabrication pilote de Mercedes-Benz en Amérique du Nord.

Cette recherche a été appuyée en partie par des partenariats avec des universités canadiennes par Mitacs Accélération, incluant une collaboration continue avec le centre de recherche sur les piles à combustible de l’Université Queen’s. Sous la direction du professeur Jon Pharoah, deux étudiants à la maîtrise en génie mécanique ont récemment entrepris de résoudre un défi clé de fabrication pour l’entreprise.

Madame Caroline R. Cloutier, ingénieure en développement des applications de la Division des piles à combustible de Mercedes-Benz explique : « Nous devions trouver exactement quand un matériel clé de notre pile à combustible serait prêt pour la fabrication en examinant les changements de ses propriétés. De savoir ceci était important afin d’assurer la longévité et la stabilité du moteur à pile à combustible du véhicule. »

« Nous avons contacté l’Université Queen’s à cause de leur expertise unique, une expertise qui n’était disponible nulle part ailleurs. C’était une occasion que nous avons saisie immédiatement. »

L’étudiante à la maîtrise Anne Moore a commencé avec le premier projet Mitacs Accélération en 2014. En collaboration avec l’équipe de R-D de Mercedes-Benz, Anne a testé des matériaux importants de la pile à combustible dans des conditions de laboratoire universitaire et industriel afin de comprendre comment les méthodes d’essais de son laboratoire universitaire pourraient être reproduites dans des conditions plus grandes de site d’assemblage de piles à combustible. Sa recherche a révélé des propriétés fondamentales des matériaux qui avaient un effet sur le contrôle de la qualité lors de la fabrication.

De travailler avec une entreprise respectée à l’échelle mondiale a donné à Anne une expérience professionnelle importante. « Ce projet exigeait que j’applique des compétences dynamiques en leadership, gestion de projets, communication et autres afin de respecter des contraintes rigoureuses de temps et de budget. De travailler avec Mercedes-Benz afin de faire progresser la technologie des piles à combustible était un vrai privilège et j’en suis fière. »

Les résultats obtenus par Anne ont formé la base d’un deuxième projet, cette fois-ci avec le stagiaire du programme Mitacs Accélération Philippe Côté. En se fondant sur la recherche précédente, Philippe teste des façons d’optimiser le matériel au cœur de la pile à combustible en comprenant comment ses propriétés physiques et chimiques changent pour déterminer quand il est prêt à être utilisé pour la fabrication. La recherche combinée produite par Anne et Philippe a aidé à développer des protocoles et des normes de contrôle de la qualité qui façonneront l’avenir de la fabrication des piles à combustible et qui pousse Mercedes-Benz un pas plus loin dans la course pour lancer la technologie des piles à hydrogène à un public impatient d’y avoir accès.

La recherche a déjà produit des résultats. L’équipe rédigera des documents scientifiques qui seront soumis à des publications et conférences sur la technologie des piles à combustible. Caroline, de Mercedes-Benz, déclare : « La publication conjointe signifiera aussi que nous contribuons à l’avancement de la recherche sur les piles à combustible pour que tous puissent en bénéficier. C’est un grand accomplissement, et il a été rendu possible par le talent et le dévouement de chaque personne à la table. »

De plus, « De travailler avec Mitacs et l’Université Queen’s nous a donné un énorme retour sur l’investissement. En fin de compte, ces étudiants gagnent de l’expérience importante en ce qui a trait à la réponse aux demandes industrielles alors que nous profitons de leur expertise pour faire progresser nos objectifs. »

Photo dans le texte : Le stagiaire Philippe Côté, à gauche, avec Caroline Cloutier, Mercedes-Benz Canada Inc., division des piles à combustible
Photos gracieusement offertes par Thomas Maassen et Vincent Nguyen, Mercedes-Benz Canada Inc., Division des piles à combustible.


Mitacs tient à remercier le gouvernement du Canada, Alberta Innovates, Research Manitoba et la Research & Development Corporation de Terre-Neuve-et-Labrador ainsi que les gouvernements de la Colombie-Britannique, du Nouveau-Brunswick, de la Nouvelle-Écosse, de l’Île-du-Prince-Édouard, du Québec et de la Saskatchewan de leur soutien à l’égard du programme Mitacs Accélération.