Une université allemande développe un moteur à hydrogène affichant plus de 60 % de rendement — et zéro émission

Des chercheurs de l'Université Otto-von-Guericke de Magdebourg ont mis au point un moteur à hydrogène fonctionnant en circuit fermé, qui atteint ainsi un rendement thermique de plus de 60 pour cent — sans aucune émission dans l'environnement. Le projet a été financé par le ministère fédéral allemand de l'Économie et de l'Énergie et mené en collaboration avec le partenaire de recherche WTZ Roßlau gGmbH.

Comment fonctionne le circuit fermé ?

La différence fondamentale avec un moteur à combustion classique réside dans le traitement des gaz de combustion. Un moteur conventionnel aspire de l'air, le brûle avec du carburant et rejette les gaz d'échappement à l'extérieur. Le moteur de Magdebourg, lui, ne procède pas ainsi. Après chaque cycle de travail, les gaz restent en grande partie dans le système : ils sont refroidis, purifiés, puis réinjectés. L'eau produite par la réaction est séparée et évacuée. Le gaz de travail circule ainsi en permanence — sans échappement traditionnel.

Le moteur fonctionne avec un mélange gazeux finement dosé de trois substances : l'hydrogène comme carburant, l'oxygène pour la réaction de combustion, et l'argon comme gaz porteur stable. L'argon est un gaz noble qui ne brûle pas lui-même et ne réagit pas avec l'oxygène. Il crée des conditions thermodynamiques favorables à une combustion maîtrisée et efficace. Dans le monde technique, ce principe est connu sous le nom d'Argon Power Cycle.

Un rendement supérieur au diesel et aux piles à combustible

Les résultats obtenus au banc d'essai sont impressionnants. Un moteur à essence moderne atteint un rendement thermique de 30 à 40 pour cent. Les moteurs diesel des camions plafonnent aux alentours de 45 pour cent. Quant aux moteurs à combustion à hydrogène ouverts conventionnels, on les situe dans une fourchette de 40 à 45 pour cent.

Le moteur à circuit fermé de Magdebourg atteint plus de 60 pour cent — un niveau qui, jusqu'à récemment, était l'apanage exclusif des piles à combustible à hydrogène. La différence : les piles à combustible convertissent l'hydrogène en électricité par une réaction électrochimique. Le moteur de Magdebourg procède par combustion directe, tout en obtenant des valeurs de rendement comparables. Selon les chercheurs, il s'agit là d'une avancée technologique majeure.

À quelles applications ce moteur est-il destiné ?

Le professeur Hermann Rottengruber, qui a dirigé le projet au sein de l'Institut de développement de produits et de systèmes (IEPS), est clair quant aux publics visés : ni les voitures ni les motos, mais les secteurs où la propulsion électrique à batterie atteint ses limites. Il cite la propulsion maritime, les générateurs, les tracteurs, les grandes machines de chantier et de récolte, les chargeuses sur pneus et les camions long-courriers.

Le secteur maritime manifeste un intérêt particulier. Des fabricants de premier plan de systèmes de propulsion maritime se sont déjà montrés très intéressés, indique Rottengruber. Rien d'étonnant à cela : le transport maritime international subit une pression croissante pour réduire ses émissions, et les alternatives climatiquement neutres au diesel sont rares.

Avantage économique : pas de post-traitement des gaz d'échappement

Outre son rendement élevé, le système fermé présente également un avantage économique. Comme il ne produit pas de gaz d'échappement conventionnels, les coûteux catalyseurs et systèmes de filtration deviennent superflus — alors qu'ils restent indispensables sur les moteurs à hydrogène ouverts. La complexité technique accrue de la conception en circuit fermé pourrait ainsi être compensée sur la durée de vie du système.

Quels défis restent à relever ?

Les chercheurs reconnaissent ouvertement qu'il subsiste des obstacles. La densité de puissance du concept actuel est limitée, car seule une certaine quantité d'hydrogène peut être introduite dans le cylindre pendant la phase d'injection. Par ailleurs, du dioxyde de carbone peut s'accumuler dans le circuit fermé, issu de la combustion de l'huile de lubrification. Ces deux facteurs influent sur le rendement et les performances du moteur et devront être résolus avant que le concept ne puisse passer du prototype de laboratoire à la production en série. Aucun calendrier concret n'a encore été fixé pour les applications embarquées.

Qu'est-ce que cela signifie pour la mobilité hydrogène ?

Le moteur à circuit fermé démontre que les limites du moteur à combustion à hydrogène sont loin d'être atteintes. Alors que le débat public se focalise souvent sur le choix entre batterie électrique et pile à combustible, l'équipe de Magdebourg montre que les moteurs à combustion fonctionnant à l'hydrogène peuvent atteindre des rendements comparables à ceux des piles à combustible — par une voie technologique fondamentalement différente. Cela rend la technologie particulièrement intéressante pour les applications dans le transport lourd et le transport maritime, où l'électrification se fera encore attendre plusieurs années.

Sources :

• Fuel Cells Works (01-05-2026)
• Motorcycles.News
• Interesting Engineering
• GaGadget
• IndexBox
• Université Otto-von-Guericke de Magdebourg