Vingt véhicules de série, avec un taux d’émissions de CO2 quasi zéro (5g de CO2/km), participent à partir d’aujourd’hui à un programme de présentations visant à sensibiliser les populations à l’automobile de demain.

L’Hydrogène 7 présentée avec Total (qui fournit le carburant) roulera dans les environs de Miramas (Bouches du Rhône) où est implanté le centre d’essais européen de BMW Group. Les véhicules vont être testés par 60 journalistes venus spécialement pour l‘opération, des dirigeants d’entreprises, des responsables politiques et d’institutions nationales, ainsi que des diplomates.

Le programme hydrogène initié il y a 20 ans par BMW permet d’étudier l’évolution des modes de propulsion et de tester les moteurs du futur pour une énergie propre. 100 véhicules sont actuellement entre les mains de personnalités internationales (hommes politiques, économistes, scientifiques, médias et artistes). Les véhicules en cours de tests ont déjà parcouru deux millions de kilomètres en Allemagne, en Belgique, en Suisse, au Royaume-Uni, en Chine, en France et aux Etats-Unis.

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Communiqué intégral dans le reste de l’article.

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1. Le début d’une nouvelle ère de la mobilité. La BMW Hydrogen 7.(résumé)

BMW Group écrit un chapitre de l’histoire de l’automobile. Avec la BMW Hydrogen 7, BMW présente la première limousine de luxe du monde animée par un moteur à hydrogène et fonctionnant donc pratiquement sans émissions, voiture dédiée à une utilisation quotidienne. Le nouveau modèle pose un jalon marquant l’entrée dans une nouvelle ère de la mobilité compatible avec le développement durable. La BMW Hydrogen 7 est animée par un moteur thermique fonctionnant à l’hydrogène. Arrivé au terme du processus de développement précédant la série, ce véhicule est le fruit d’une stratégie systématiquement mise en œuvre et permettant à BMW Group d’exploiter dès aujourd’hui pour une utilisation au quotidien l’énergie motrice du futur qu’est l’hydrogène.

La BMW Hydrogen 7 est un développement révolutionnaire au sein de la famille de modèles de la BMW Série 7. Le moteur, le châssis et la carrosserie de ce nouveau modèle sont conçus sur la base du concept développé pour les limousines BMW 760i et BMW 760Li. La BMW Hydrogen 7 est dotée d’un moteur thermique de douze cylindres, groupe bivalent fonctionnant aussi bien à l’hydrogène qu’à l’essence. Fournissant une puissance de 191 kW/260 ch, ce moteur permet à la limousine à hydrogène d’accomplir le sprint du zéro à 100 km/h en 9,5 secondes. La vitesse maxi de la BMW Hydrogen 7 est limitée à 230 km/h par bridage électronique.

Progrès sans compromis.

Le moteur thermique bivalent apporte la démonstration magistrale de l’art exceptionnel des ingénieurs de BMW Group. Le nouveau V12 passe du mode hydrogène au mode essence sans aucun retard et sans aucune modification du comportement routier. Ceci est dû à une technologie de commande de haute précision assurant la gestion du moteur de sorte que, en dépit de caractéristiques de combustion différentes, sa puissance reste identique dans les deux modes de fonctionnement. Grâce à cette innovation pionnière, BMW Group offre une solution satisfaisante dans la pratique et plaidant pour l’adoption de l’hydrogène comme énergie motrice. Une innovation qui pose en même temps un jalon sur la voie d’un futur où la mobilité individuelle s’affranchira des carburants fossiles et des émissions toxiques.

En matière de déploiement de puissance, de comportement et de confort, la BMW Hydrogen 7 est l’égale des modèles les plus exigeants produits par l’industrie automobile dans les catégories essence ou Diesel. La conduite de la nouvelle limousine à hydrogène roulant pratiquement sans produire d’émissions offre donc le plaisir typique des voitures de la marque BMW. La limousine haut de gamme se distingue non seulement par son concept de propulsion avant-gardiste et son dynamisme, mais aussi par un équipement rarement aussi complet.

L’hydrogène – vecteur d’énergie du futur.

Selon certains experts, l’hydrogène est la seule source d’énergie présentant des qualités lui permettant de remplacer à long terme les carburants fossiles dans les transports routiers. Présent dans le circuit biologique en sa qualité de constituant de l’eau et de quasiment toutes les combinaisons organiques, l’hydrogène (symbole chimique: H) est compatible avec l’environnement. Bien plus, en sa qualité d’élément le plus fréquent dans l’univers, sa disponibilité est pour ainsi dire illimitée. Stocké à très basse température sous forme liquide ou sous forme gazeuse, l’hydrogène est relativement facile à transporter. L’hydrogène gazeux est non toxique, incolore et inodore. A poids égal, l’hydrogène liquide peut libérer le triple de l’énergie libérée par l’essence. Alors que l’utilisation de carburants fossiles se solde obligatoirement par des émissions de gaz carbonique, l’hydrogène est une énergie motrice alternative extrêmement compatible avec l’environnement puisque sa combustion ne produit à peu près que de la vapeur d’eau. En comparaison avec d’autres carburants alternatifs, l’hydrogène produit au moyen de sources d’énergie renouvelables est le seul vecteur d’énergie permettant une utilisation compatible avec le développement durable.

L’hydrogène liquide possède une aptitude élevée à l’utilisation au quotidien.

BMW Group mise systématiquement sur l’hydrogène liquide comme source d’énergie pour les automobiles. Cette préférence repose sur le fait que la densité énergétique volumique de l’hydrogène à l’état liquide est bien plus élevée que la densité énergétique de l’hydrogène à l’état gazeux. A volume de réservoir égal, la quantité d’énergie contenue dans l’hydrogène liquide cryogénique est de 75 pour cent plus élevée que la quantité d’énergie contenue par de l’hydrogène stocké sous forme gazeuse à une pression de 700 bars. De ce fait, l’autonomie du véhicule fonctionnant à l’hydrogène liquide est également plus importante.

Aussi longtemps que l’infrastructure de ravitaillement en hydrogène ne sera pas encore intégralement mise en place, l’autonomie cumulée restera un critère décisif pour juger de l’aptitude d’un véhicule à une utilisation au quotidien. La BMW Hydrogen 7 possède une autonomie élevée qu’elle doit à l’énergie motrice délivrée par l’hydrogène liquide et à la bivalence de son moteur thermique. En mode hydrogène, la BMW Hydrogen 7 a une autonomie de plus de 200 kilomètres auxquels s’ajoutent 500 kilomètres en mode essence classique.

L’attractivité et, donc, l’acceptation de la nouvelle énergie motrice fournie par l’hydrogène dépendent beaucoup du caractère de convivialité de son utilisation. Aussi le critère de qualité constitué par l’aptitude à une utilisation au quotidien a-t-il été considéré comme prioritaire dans le travail de conception de la BMW Hydrogen 7. En produisant la première limousine de luxe à hydrogène intégrée à la fabrication en série, BMW Group envoie un signal sans ambiguïté à l’industrie automobile. Cette voiture apporte la preuve qu’il est possible de passer à une énergie motrice alternative tout en satisfaisant des exigences élevées en matière de comportement dynamique et de confort.

Maturité et fiabilité d’un véhicule de série.

La première limousine de luxe du monde animée par un moteur à hydrogène et fabriquée en série n’est pas un produit expérimental résultant d’un projet de recherche. Son développement en est, bien au contraire, arrivé au stade du passage à la fabrication industrielle, ce qui signifie que la BMW Hydrogen 7 a atteint le même niveau que les nouveaux modèles BMW à moteurs thermiques classiques. La BMW Hydrogen 7 est passée par toutes les phases du développement d’un nouveau modèle de série BMW. Les nouveaux composants tels que pièces moteur, alimentation en carburant et appareillage électronique pour la propulsion à l’hydrogène n’ont pas été développés dans le cadre d’un projet séparé mais en conformité avec le processus de conception produit (PEP) développé par BMW. Dans ce cadre, chacun des composants a été testé avec le plus grand soin pour s’assurer qu’il satisfaisait aux exigences du développement pour la fabrication en série.

Fruit de cette conception, la BMW Hydrogen 7 est un véhicule associant une technique de propulsion d’un nouveau type porteur d’avenir aux normes de qualité élevées atteintes par BMW Group en matière de fiabilité, de sécurité et de plaisir de conduite au cours de décennies de développement de véhicules et de moteurs. Dépassant nettement le stade des prototypes à hydrogène et véhicules à hydrogène de démonstration par sa maturité, le concept de la BMW Hydrogen 7 autorise une homologation D/ECE. Aux Etats-Unis, la BMW Hydrogen 7 sera confiée à un cercle d’utilisateurs choisis qui la testeront.

Confort au plus haut niveau.

La qualité haut de gamme de la BMW Hydrogen 7 est soulignée par un équipement grand confort comprenant le soft-close automatique des portes, le vitrage confort composite, la climatisation automatique «High», le réglage électrique des sièges avec fonction mémoire, le chauffage d’appoint avec commande à distance, l’assistant pleins phares, la fonction télé pour réception DVB-T avec moniteur arrière, les services télématiques BMW Assist et BMW Online, le téléphone séparé à l’arrière, le pré-équipement pour le téléservice, le changeur de CD pour six CD, le changeur de DVD pour six DVD, le kit fumeurs et les porte-gobelet à l’avant et à l’arrière.

La dotation comprend également des airbags latéraux et de protection de la tête à l’avant et à l’arrière, des rétroviseurs intérieur et extérieurs à fonction anti-éblouissement automatique ainsi que le détecteur d’obstacles Park Distance Control (PDC), le capteur de pluie, le système de navigation Professional et le système HiFi Professional, l’appui lombaire conducteur et passager, le chauffage des sièges à l’avant et à l’arrière.

La BMW Hydrogen 7 propose encore d’autres raffinements techniques agréables tels que l’accès confort, BMW Online, la reconnaissance vocale pour la commande du système de navigation, du téléphone et de la chaîne audio, le chauffage du volant, les sièges confort à réglage électrique, le système BMW Night Vision et l’éclairage directionnel adaptatif. Mentionnons également les roues en alliage léger de 19 pouces avec kit de mobilité.

La première voiture haut de gamme du monde fonctionnant à l’hydrogène, fabriquée en série et dédiée à une utilisation au quotidien sort des chaînes revêtue d’une peinture métallique de haute qualité. Le coloris Blue Water Metallic réservé en exclusivité à ce modèle souligne particulièrement bien le caractère exceptionnel du véhicule.

Moteur thermique bivalent pour une autonomie maximale.

Le moteur thermique bivalent est le nouveau développement révolutionnaire décisif apporté par la BMW Hydrogen 7. Le puissant moteur est dérivé du groupe à essence de douze cylindres et 6,0 litres de cylindrée et à distribution VALVETRONIC de la BMW Série 7. Il atteint son couple maxi de 390 Newtons-mètres à un régime de 4 300 tr/min. Le V12 de la BMW Hydrogen 7 est un groupe bivalent. Ainsi, le moteur peut assurer la combustion de l’hydrogène ou de l’essence dans les mêmes cylindres.

Avec une autonomie totale de 700 kilomètres, la voiture à hydrogène dotée du moteur thermique bivalent surpasse même la BMW 760i. Le conducteur de la BMW Hydrogen 7 bénéficie ainsi d’une mobilité illimitée et peut rouler sans problème même si la station de ravitaillement en hydrogène la plus proche n’est pas tout près. L’aptitude à une utilisation quotidienne, la valeur utile et le plaisir de conduire sont assurés sans limites, même lorsqu’il n’est pas possible de faire le plein d’hydrogène.

Le moteur thermique est une garantie de fiabilité.

BMW Group a sciemment opté pour le moteur thermique afin de favoriser une acceptation et une diffusion plus larges de l’hydrogène comme énergie motrice. Le moteur thermique repose sur une technologie éprouvée, fruit de savoir-faire solides acquis au cours de plusieurs décennies. Ainsi, ce type de moteur remplit toutes les conditions garantissant les caractéristiques dynamiques et l’agilité typiques des voitures de la marque BMW même en cas de recours à l’hydrogène comme source d’énergie. En outre, le moteur thermique est le seul à présenter l’avantage de pouvoir avoir un fonctionnement bivalent.

La technologie clé des injecteurs.

En mode essence, l’alimentation est assurée par injection directe tandis que, en mode hydrogène, la préparation du mélange s’effectue dès le passage dans les tubulures d’admission. Il a fallu concevoir de nouveaux injecteurs dont la construction et l’intégration posaient les exigences les plus élevées en matière de développement de moteurs. Plus grands que les injecteurs à essence conventionnels, les injecteurs adaptés à l’hydrogène gazeux couvrent également un écartement nettement plus important dans le débit volumique : ils fonctionnent avec des pressions d’alimentation en carburant différentes et, en même temps, avec des temps d’injection soit très courts soit plus longs (pour l’hydrogène gazeux). En quelques centièmes de seconde, ils injectent cependant dans l’air d’admission toujours la quantité exacte d’hydrogène nécessaire.

L’hydrogène brûle jusqu’à dix fois plus vite que les carburants classiques. Le système de gestion du moteur thermique bivalent intègre des fonctions spéciales. Technologies exclusives de BMW, la distribution VALVETRONIC entièrement variable et la commande variable de l’arbre à cames double VANOS fournissaient aux ingénieurs une base idéale pour l’optimisation du processus de combustion de l’hydrogène. Elles permettent en effet une adaptation précise de l’échange gazeux et de la formation du mélange aux propriétés du mélange hydrogène-air.

Solution orientée à la pratique pour la réduction des émissions de CO2.

En mode hydrogène, la BMW Hydrogen 7 ne produit pratiquement que de la vapeur d’eau. Le nouveau modèle franchit donc une étape décisive dans la recherche d’une réduction radicale des émissions produites par les transports individuels, émissions de CO2 en particulier. Le projet à long terme est de lancer un véhicule propulsé uniquement à l’hydrogène (monovalent). Le travail de recherche de BMW Group vise également à exploiter la technologie de la pile à combustible pour en faire un usage aussi adapté que possible à l’utilisation pratique de l’automobile sous la forme d’un générateur auxiliaire de puissance (Auxiliary Power Unit ou APU), technologie susceptible de se substituer avantageusement à la batterie classique.

Avec la BMW Hydrogen 7, BMW Group ouvre une voie orientée à la pratique et aux problèmes de faisabilité vers un futur où l’automobile serait compatible avec la protection de l’environnement. L’intégration de l’hydrogène dans des processus éprouvés de développement, de fabrication et de distribution est la méthode la plus efficace pour imposer l’hydrogène comme alternative aux carburants conventionnels. C’est dans cet esprit que BMW Group entend faire œuvre de pionnier au service du progrès. En donnant cette impulsion, BMW renforce la confiance du client dans cette technologie et augmente l’attractivité des véhicules à hydrogène.

Superisolation sous vide du réservoir.

Le système de propulsion bivalente de la BMW Hydrogen 7 n’exige pas seulement une nouvelle conception du système de gestion du moteur et de l’alimentation en carburant. Il impose également l’embarquement de deux réservoirs à carburant aux caractéristiques différentes. Le réservoir à hydrogène de la BMW Hydrogen 7 contient environ 8 kilogrammes (à peu près 170 litres) d’hydrogène liquide, tandis que le réservoir à essence conventionnel a une contenance de 74 litres.

L’utilisation d’hydrogène liquide comme énergie motrice pose des problèmes techniques particuliers pour la construction du réservoir. Etant donné que, à la pression ambiante, l’hydrogène passe à l’état d’agrégation liquide seulement à une température de moins 253 degrés, le stockage du carburant dans la voiture automobile pendant une durée relativement longue n’a été rendu possible que grâce à une nouvelle superisolation sous vide. Le réservoir à hydrogène de la BMW Hydrogen 7 est doté d’une double paroi. L’espace intercalaire, de 30 millimètres d’épaisseur, est occupé par plusieurs couches d’aluminium et de fibre de verre réduisant l’influence de la chaleur. La grande efficacité de l’isolation du réservoir est encore renforcée par le vide créé dans l’espace intercalaire. De ce fait, le transfert de chaleur par l’air est exclu. La suspension du réservoir intérieur est assurée par des rubans en matière plastique renforcée de fibre de carbone (CFK) à faible conductivité de la chaleur.

Cette superisolation thermique est extrêmement efficace. Son effet isolant équivaut à celui d’une couche de 17 mètres de Styropor. Si on remplissait le réservoir de café brûlant, le breuvage atteindrait seulement au bout de 80 jours environ une température permettant de le boire.

Contrôle de l’évaporation ou «boil off management».

En dépit de cette superisolation sous vide, il n’est pas possible d’éviter de faibles apports thermiques. Cela signifie qu’une faible quantité d’hydrogène liquide s’évapore au fil du temps (en anglais : boil off). Cependant, ces faibles pertes dues à l’évaporation se produisent seulement après une durée de stationnement de plus de 17 heures. Cette évaporation ayant pour effet d’augmenter la pression dans le réservoir à carburant, le carburant revenu à l’état gazeux doit être dérivé vers un système de contrôle dit «boil off management». Ce système maintient la pression interne du réservoir au-dessous d’un certain seuil. En cas de dépassement d’une valeur optimale définie, il assure un prélèvement contrôlé ainsi que la conversion de l’hydrogène déjà évaporé. L’hydrogène libéré sous forme gazeuse est mélangé à de l’air dans un tube Venturi et suroxydé dans un catalyseur de manière à obtenir de l’eau. La durée d’immobilisation, ou temps qu’il faudrait à un réservoir d’hydrogène à moitié plein pour se vider par ce système contrôlé, est d’environ 9 jours. Il resterait ensuite dans le réservoir une quantité d’hydrogène suffisante pour parcourir encore environ 20 kilomètres en mode hydrogène. Si, au cours de cette période, la BMW Hydrogen 7 effectue un déplacement en mode hydrogène, la pression interne du réservoir diminue en fonction du prélèvement d’hydrogène nécessité par le fonctionnement du moteur. Après arrêt du véhicule, la durée de stationnement de 17 heures sans perte d’énergie redémarre.

Opération de ravitaillement aisée.

La conception du réservoir à hydrogène convainc également par son aptitude à une utilisation au quotidien. Dans son principe, la manipulation exigée du conducteur diffère à peine du ravitaillement classique en essence. La nouveauté essentielle réside dans le raccord de ravitaillement en hydrogène étanche à la pression et au froid. Le conducteur l’approche de la tubulure du réservoir à hydrogène de la BMW Hydrogen 7, comme un pistolet distributeur, et l’accouple d’une pression de la main. Le verrouillage du dispositif d’accouplement et le remplissage du réservoir sont automatiques. Le conducteur commande l’ouverture et la fermeture de la trappe de remplissage en actionnant une touche au poste de conduite, près du volant. L’ensemble de la procédure demande moins de 8 minutes. En raison de la simplicité de la manipulation et de l’automatisme du processus de remplissage, le ravitaillement en hydrogène de la BMW Hydrogen 7 est aussi aisé et dénué de risque, tout en étant même plus propre, qu’un ravitaillement en essence classique.

Pour imposer dans ce domaine aussi tôt que possible une technologie mondialement standardisée et adaptée à l’automobile, BMW Group a développé en coopération avec des partenaires internationaux un raccord de ravitaillement en hydrogène liquide unique appelé à devenir la norme à l’échelle mondiale.

Dôme de puissance élevé faisant référence à la source d’énergie exceptionnelle.

La carrosserie de la BMW Hydrogen 7 étant conçue sur la base des cotes inscrites au cahier des charges de la BMW 760Li, les dimensions extérieures et l’empattement sont identiques. Si le look élancé caractéristique de la BMW Série 7 a été à peine modifié, plusieurs composants ont fait l’objet de nouveaux développements exigés soit par le poids plus élevé du véhicule soit par l’intégration des composants du système de propulsion à l’hydrogène.

S’érigeant en marque distinctive de la BMW Hydrogen 7, le renflement prononcé du nouveau dôme de puissance a été imposé par le moteur de la limousine à hydrogène, plus encombrant en hauteur en raison de ses injecteurs de H2. Le modelé puissant du capot fait en même temps référence à la source d’énergie exceptionnelle en action sous la robe de la voiture à hydrogène.

Le capot arrière porte l’inscription «Hydrogen 7» et le monogramme «Hydrogen» est gravé au-dessous des clignotants latéraux. Autres marques distinctives : la trappe de remplissage en LH2, transparente, précieusement sertie de chrome, et la baguette ornée d’applications chromées sur le pare-chocs arrière. Les stores pare-soleil des vitres latérales arrière portent l’inscription «BMW Hydrogen Power» et ce monogramme attirant l’attention sur la propulsion révolutionnaire de la limousine orne également les caches de bas de caisse.

Un certain nombre de composants de la carrosserie ont été entièrement revus dans une optique d’optimisation du poids et, par la même occasion, réalisés en CFK (matière synthétique renforcée de fibre de carbone) et acier selon des principes de construction mixte assurant une résistance aux chocs encore plus élevée. La technologie spéciale de construction mixte CFK-acier a été développée par BMW Group tout spécialement pour la BMW Hydrogen 7 afin de compenser le surplus de poids apporté par le système de propulsion et le système d’alimentation en carburant tout en remplissant un cahier des charges en matière de sécurité particulièrement rigoureux pour cette voiture innovante. Ainsi, les cadres latéraux gauche et droit sont désormais renforcés de CFK sur tout leur pourtour. Aux essais de crash, la BMW Hydrogen 7 obtient ainsi les mêmes résultats que la BMW 760Li.

Indication du niveau d’hydrogène au poste de conduite.

A l’intérieur, le modèle à hydrogène ne présente également que quelques modifications optiques par rapport à la BMW 760Li. Le poste de conduite intègre de nouveaux affichages pour le fonctionnement en mode hydrogène.

Le visuel de l’affichage de contrôle variable du combiné d’instruments de la BMW Série 7 s’enrichit d’un symbole «H2» qui s’allume en cas de fonctionnement en mode hydrogène. En outre, sur la BMW Hydrogen 7, l’indication du niveau d’essence côtoie un instrument d’affichage du niveau de H2 indiquant le niveau de remplissage en kilogrammes. L’autonomie cumulée est indiquée par une barre transversale en deux éléments ainsi que par un nombre. La réserve d’hydrogène (env. 1,5 kg de quantité résiduelle pour 50 kilomètres environ) et la réserve d’essence (env. 15 litres de quantité résiduelle pour au moins 100 kilomètres) sont indiquées séparément.

C’est à l’arrière que l’on relève les modifications les plus notables apportées à l’intérieur du véhicule. Elles se sont imposées en raison de la disposition du réservoir à hydrogène au-dessous de la plage arrière, derrière la banquette arrière. Sur la BMW Hydrogen 7, la banquette arrière est plus en avant d’environ 115 millimètres par rapport à celle de la BMW 760Li, mais plus en arrière d’environ 25 millimètres par rapport à la version standard de la BMW Série 7. A bord de la voiture à hydrogène, les deux passagers assis à l’arrière savourent le même confort que dans toute limousine haut de gamme de la marque BMW. Pour des raisons d’encombrement, l’accoudoir central arrière n’est pas escamotable. La BMW Hydrogen 7 est donc une quatre places. L’intégration du réservoir à hydrogène réduit le volume du coffre à bagages par rapport aux autres versions de la BMW Série 7. D’une capacité de 225 litres, le coffre de la BMW Hydrogen 7 peut accueillir deux sacs de golf par exemple.

Châssis en construction légère d’aluminium de la BMW Série 7.

Le châssis de la BMW Hydrogen 7 est dérivé du châssis en construction légère d’aluminium de série auquel la BMW Série 7 doit ses caractéristiques dynamiques particulières. Elle est dotée, à l’avant, d’un axe de jambe de force à double articulation et barre de traction et, à l’arrière, d’une suspension multibras Integral IV à compensation de plongée au freinage et de cabrage au démarrage. Le gain de poids dû aux composants mis en œuvre pour le mode de propulsion à l’hydrogène a nécessité quelques modifications de la suspension. Par ailleurs, comme la limousine de sécurité de la BMW Série 7, l’essieu arrière de la BMW Hydrogen 7 a été renforcé par des composants en alu et en acier. En outre, la version à hydrogène est dotée en série du système AdaptiveDrive associant fonction anti-roulis et amortisseurs adaptatifs. Le système AdaptiveDrive donne à la BMW Hydrogen 7 une agilité et une docilité extrêmes permettant une maîtrise parfaite du véhicule jusque dans les parcours très sinueux.

La BMW Hydrogen 7 est dotée d’un système de freinage emprunté à la BMW Série 7. Pour un poids de 2 460 kilogrammes, la distance de freinage du véhicule lancé à 100 km/h est de 41 mètres.

Haute technologie : contrôle de la pression des pneus RDC.

La BMW Hydrogen 7 reçoit en série la toute dernière génération du système de mesure télémétrique de la pression de gonflage des pneus RDC (pour «Reifen Druck Control» ). Doté d’une réactivité particulièrement élevée, ce système emprunté au sport automobile correspond au niveau actuellement le plus élevé en matière de contrôle des pneus. Le système de contrôle télémétrique mesure la pression de chacun des pneus à courts intervalles et indique au combiné d’instruments les écarts par rapport à la valeur normale pour chaque position de roue. Ainsi, le conducteur est informé encore plus tôt et avec encore plus de précision sur la perte de pression rampante de chacune des roues.

La sécurité, priorité suprême.

Possédant des propriétés différentes de l’essence ou du gazole, il est naturel que l’hydrogène pose des exigences différentes en matière de sécurité du véhicule. Inodore et incolore, le carburant propre n’est pas perceptible par les sens humains. Si de l’hydrogène s’échappe dans l’air, il se volatilise rapidement et s’élève rapidement puisqu’il est 15 fois plus léger que l’air ambiant. L’hydrogène n’est ni irritant ni toxique, mais il s’enflamme plus facilement que l’essence ou le gazole lorsqu’il est mélangé à de l’air dans une certaine proportion. La manipulation de l’hydrogène est absolument sûre dans la mesure où l’on tient compte de ses propriétés caractéristiques.

BMW Group considère les critères de sécurité les plus élevés comme la condition préalable à toute utilisation au quotidien d’un véhicule à propulsion à l’hydrogène. A cet effet, BMW Group s’engage dans de nombreux organismes internationaux travaillant au développement de normes de sécurité communes pour les véhicules à propulsion à l’hydrogène. Parallèlement au développement de ces normes, un concept de sécurité complet a été développé pour la BMW Hydrogen 7 et son environnement. Ainsi, outre le système de contrôle de l’évaporation ou «boil off management», le réservoir à hydrogène liquide est doté de deux soupapes redondantes qui, en présence d’une forte montée en pression à l’intérieur du réservoir – en cas d’endommagement par exemple –, purgent le réservoir par évacuation contrôlée de son contenu dans l’environnement. Lorsque la première soupape s’ouvre, l’hydrogène est dirigé vers le toit du véhicule par les conduites de sécurité passant dans les montants C. La deuxième soupape, dont l’ouverture est déclenchée seulement par une pression plus élevée, permet au gaz de s’échapper vers le soubassement du véhicule où il est également évacué. Au contraire des véhicules à propulsion à essence ou au gazole, le véhicule à hydrogène ne comporte pas de danger d’escalade de la situation sur le lieu de l’accident lié au risque de voir du carburant en flamme s’étaler sur le sol. En effet, puisqu’il s’élève aussitôt et se volatilise, l’hydrogène ne peut pas former sur le sol des flaques susceptibles de s’enflammer.

La sécurité intrinsèque d’un véhicule est l’une des conditions préalables à remplir avant d’utiliser ce véhicule au quotidien. Dans le cas de la BMW Hydrogen 7, cette condition est remplie sous la forme d’un concept de sécurité à plusieurs degrés. Dans ce contexte, la plus grande attention est apportée aux mesures s’opposant à l’explosion du réservoir d’hydrogène comme à l’échappement incontrôlé d’hydrogène. Pour cette raison, tous les composants sont conçus pour remplir les exigences de sécurité maximales. Par ailleurs, les composants sont conçus de sorte que, en cas d’anomalie, ils reviennent automatiquement à l’état assurant les conditions de sécurité exigées. Le réservoir n’est pas le seul composant doté d’une double paroi. Tous les autres composants et conduits assurant la distribution de l’hydrogène le sont également. Des fonctions de sécurité développées tout spécialement pour la BMW Hydrogen 7 permettent la détection précoce d’anomalies éventuelles et le déclenchement de réactions correspondantes afin de prévenir le danger. Aussi l’utilisateur est-il informé de toute anomalie de fonctionnement dans le système de sécurité, même lorsque cette anomalie ne constitue encore aucun danger. Un système de détection des gaz fonctionnant au moyen de capteurs d’hydrogène répartis de manière décentrale signale les anomalies de fonctionnement éventuelles en cours de route comme en manœuvre de stationnement. De plus, l’alimentation électrique du système de détection des gaz est triplement assurée. En plus de la batterie de la voiture, la BMW Hydrogen 7 dispose de deux autres batteries qui, indépendamment de batterie du véhicule, assurent l’alimentation du système hydrogène.

Certification indépendante.

En coopération avec le Service technique du TÜV Süddeutschland et avec une attention particulière pour les composants du circuit hydrogène, BMW Group a soumis la BMW Hydrogen 7 avec succès à de nombreux essais et aux procédures d’homologation prévues pour les véhicules de série. Par ailleurs, le véhicule a subi un programme d’essais de crash dépassant les exigences légales. Choc frontal selon EURO NCAP à une vitesse d’impact de 64 km/h, choc arrière non décalé et décalé à 40 pour cent ainsi que choc latéral dans la zone la plus sensible, à savoir directement sur le raccord de ravitaillement. Dans le cadre de scénarios d’accidents encore plus extrêmes, le réservoir à hydrogène a été testé dans des conditions spéciales telles que l’exposition aux flammes, aux tirs, aux sources de dommages mécaniques extrêmement violentes. Les tests ont également porté sur la réaction du réservoir et des dispositifs de sécurité en cas de perte de l’isolation sous vide. En outre, des réservoirs pleins ont été enveloppés de flammes dégageant une température de plus de 1000 degrés Celsius pendant des périodes allant jusqu’à 70 minutes. Dans ce cas également, leur comportement s’est avéré sans problème. L’hydrogène s’est échappé par les soupapes de sécurité, avec lenteur et de manière à peine perceptible.

A l’issue de ces tests, le TÜV Süddeutschland et les experts des sapeurs-pompiers ont conclu que les voitures à hydrogène sont au moins aussi sûres que les voitures à essence classiques.

Règlement pour le stationnement dans des garages.

Etant donné qu’il n’est pas possible à ce jour de disposer d’un nombre suffisant de données statistiques de fiabilité collectées dans la pratique quotidienne en ce qui concerne la sécurité du réservoir à hydrogène liquide équipant des automobiles, le stationnement n’est pas autorisé, à ce jour, dans les locaux fermés. En conformité avec le principe de précaution, BMW Group maintiendra cette interdiction vis à vis des utilisateurs tant qu’on ne disposera pas d’un nombre suffisant de données statistiques valables en la matière. Il existe des données en la matière. Celles-ci seront collectées au cours d’une longue période de fonctionnement et dans le cadre de programmes de sécurité supplémentaires.

La conduite et le stationnement de brève durée dans des locaux fermés tels que, par exemple, garages à étages ainsi que le passage dans des tunnels de toutes sortes et dans des installations de lavage automatique sont par contre autorisés, de même que le stationnement dans des abris pour voitures ouverts de type carport.

Montage dans l’usine BMW de Dingolfing.

Le montage de la BMW Hydrogen 7 est effectué dans les conditions de la construction en série, dans l’usine BMW de Dingolfing, parallèlement aux modèles des BMW Série 7, Série 6 et Série 5. Comme tous les douze-cylindres de la marque, le groupe propulseur est fabriqué dans l’usine de moteurs BMW de Munich.

Le conducteur de la BMW Hydrogen 7 participe à une œuvre pionnière.

L’aptitude de la BMW Hydrogen 7 à une utilisation quotidienne a fait l’objet de nombreux essais également dans le trafic routier. Le passage à la technologie de l’hydrogène implique pour l’automobiliste certains changements d’habitudes, certes peu nombreux, mais nécessaires. Les automobilistes optant dès maintenant pour la limousine à hydrogène participent à une œuvre pionnière. De nombreuses expériences concernant la manipulation de la voiture ne pourront être acquises que dans une utilisation au quotidien. Les expériences faites par les utilisateurs marqueront et favoriseront le perfectionnement de la technologie dans son ensemble.

Avec la première limousine de luxe du monde fonctionnant à l’hydrogène et dédiée à une utilisation au quotidien, BMW s’adresse à des automobilistes ayant une vision leur permettant de trouver un grand intérêt à vivre de très près la naissance d’une nouvelle ère de la mobilité individuelle. La BMW Hydrogen 7 sera mise à leur disposition pour une période de durée définie – un peu comme dans les contrats de leasing classiques. Aux Etats-Unis, la BMW Hydrogen 7 sera confiée à un cercle d’utilisateurs choisis qui la testeront.

Lors de la remise du véhicule, l’automobiliste reçoit des instructions précises. L’intervalle de maintenance est de trois mois. Par ailleurs, la limousine à hydrogène est dotée d’un système de diagnostic à distance innovant. Ce système saisit un grand nombre de données, telles que la pression interne du réservoir, le niveau de remplissage, la tension du réseau de bord, ainsi que les éventuelles données d’autodiagnostic et messages d’erreur. A intervalles réguliers, ces données sont automatiquement transmises à une hotline BMW.

Reconnaissance précoce du potentiel de l’hydrogène.

La première limousine de luxe à hydrogène du monde construite en série pour une utilisation au quotidien est le fruit d’un travail de recherche sur les sources d’énergie motrice alternatives mené pendant des décennies par BMW Group. Les chercheurs de BMW ont très tôt reconnu que l’hydrogène était le carburant du futur. Dès les années 80, BMW Group lançait le travail de recherche sur les moteurs et les véhicules pouvant être propulsés à l’hydrogène liquide. Un an après, BMW présentait le premier prototype d’un véhicule à hydrogène bivalent posant les fondements de cette technologie. Aujourd’hui, de nombreuses études menées par des scientifiques et des spécialistes du monde entier confirment que le passage à un vecteur d’énergie durable et autant que possible disponible à long terme n’était concevable qu’avec un seul carburant : l’hydrogène produit par mise en œuvre d’énergies renouvelables.

La réduction des émissions de CO2 par les moteurs thermiques classiques.

Les moteurs thermiques modernes animant les voitures de la marque BMW se distinguent par le fait qu’ils dotent le véhicule d’un dynamisme extrêmement élevé tout en se distinguant dans le domaine de la rentabilité. Les progrès accomplis dans le développement des moteurs sont de plusieurs sortes. Chacun des nouveaux développements dans le domaine des groupes propulseurs apporte un gain en puissance, une économie de poids et une réduction de la consommation de carburant. Qualifié chez BMW de «dynamisme efficient», ce principe apporte à court et à moyen terme une contribution importante à l’effort de réduction des émissions, rejets de gaz carbonique (CO2) compris. Le principe du «dynamisme efficient» trouve donc un complément idéal dans la stratégie énergétique de BMW dite «BMW CleanEnergy», laquelle vise à long terme à la mise au point d’une technologie de propulsion parfaitement affranchie des émissions de CO2.

L’objectif à atteindre à l’horizon 2008 est de réduire les émissions de CO2 de toutes les automobiles nouvellement immatriculées en Europe à 140 g de CO2/km en moyenne. L’Association des Constructeurs Européens d’Automobiles (ACEA) en a pris l’engagement en 1998 devant l’Union européenne. Ceci correspond à une réduction des émissions de CO2 de 25 pour cent par rapport à 1995. Avec la BMW Hydrogen 7 et l’intégration de la technologie de la propulsion à l’hydrogène dans le processus de développement pour la construction en série, BMW Group ouvre une voie – parallèle à la réduction continue des émissions toxiques des moteurs à essence et des Diesel – susceptible d’induire à long terme une réduction encore bien plus radicale des émissions de CO2 par les véhicules automobiles. Donnant le bon exemple en sa qualité de leader technologique, BMW Group assume ainsi un rôle de pionnier.

La présentation de la BMW Hydrogen 7 est un signal émis par BMW Group à l’adresse non seulement des automobilistes particulièrement sensibles à l’innovation mais aussi de tous les partenaires travaillant au sein des réseaux de coopération animés par les politiques, les scientifiques et l’industrie de l’énergie dans le but de favoriser et de canaliser en commun la naissance d’une nouvelle ère de la mobilité. Co-initié en 1998 par BMW et lancé avec le soutien du gouvernement fédéral, le projet «Verkehrswirtschaftliche Energiestrategie» ou VES (stratégie énergétique dans le secteur des transports) a mené une étude scientifique sur plus de 10 carburants alternatifs et plus de 70 procédés de production. Il résulte de cette étude que, à long terme, l’hydrogène produit par mise en œuvre d’énergies renouvelables est de loin la solution d’avenir la plus prometteuse pour une mobilité automobile respectueuse de l’environnement. Le projet VES a été mené en coopération avec les sociétés Aral/BP, BMW Group, DaimlerChrysler, Ford, MAN, General Motors/Opel, RWE, Vattenfall, Shell, Total et Volkswagen.

Le futur a un nom : BMW CleanEnergy.

La stratégie énergétique de BMW dite «BMW CleanEnergy» vise essentiellement à promouvoir la technologie de propulsion à l’hydrogène en tant que vecteur énergétique du futur. «BMW CleanEnergy» est un concept désignant le circuit énergétique fermé à base d’eau, circuit écologiquement idéal. En effet, l’hydrogène peut être produit au moyen de l’énergie solaire, éolienne et hydraulique ou de l’énergie produite à partir de la biomasse et utilisé à peu près sans limites. La vision d’une mobilité durable affranchie des émissions toxiques défendue par BMW ne se limite pas au fonctionnement des véhicules automobiles mais englobe au contraire la production du carburant lui-même. Pour des raisons écologiques et économiques, il est nécessaire de promouvoir une indépendance de plus en plus grande par rapport à la consommation de carburants fossiles comme énergie motrice et son abandon à long terme. C’est le seul moyen de réduire à long terme les émissions de CO2 ainsi que les problèmes d’approvisionnement. Grâce à son concept de propulsion révolutionnaire, la BMW Hydrogen 7 fait figure de pionnière en ouvrant la voie à une mobilité durable et respectueuse de l’environnement.

Mise en place d’une infrastructure de ravitaillement.

En présentant la BMW Hydrogen 7, BMW Group donne une impulsion puissante à la mise en place d’une infrastructure de ravitaillement en hydrogène. Si le réseau complet de stations de ravitaillement en hydrogène n’est encore qu’une vision, le savoir-faire technique et logistique permettant sa mise en place existe déjà en grande partie.

BMW Group travaille à la promotion de la mise en place de stations de ravitaillement en hydrogène au sein du «Clean Energy Partnership Berlin» ou CEP (partenariat pour une énergie propre) depuis sa fondation en 2002. Les sociétés adhérant aujourd’hui au CEP sont Aral, les transports publics berlinois (Berliner Verkehrsbetriebe ou BVG), DaimlerChrysler, Ford, General Motors/Opel, Volkswagen, Hydro, Linde, Total et Vattenfall Europe. Ce partenariat anime l’un des plus importants projets de démonstration d’Europe – et l’un des plus grands au monde. Le but du CEP est de promouvoir l’utilisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique et de faire la démonstration de son potentiel d’utilisation au quotidien. Le travail du CEP s’inscrit dans la stratégie allemande de développement durable. L’un des centres d’intérêts des projets animés par le CEP réside dans l’expérimentation pratique du ravitaillement. Dans ce contexte, deux stations d’hydrogène ont été construites à Berlin en novembre 2004 et en mars 2006. Une autre suivra à Munich avant fin 2006. Ces stations service permettent de se ravitailler en hydrogène liquide comme en hydrogène gazeux.

En outre, BMW Group participe activement à la «Hydrogen Fuel Cell Technology Platform» de l’UE comme au Programme national d’innovation du gouverment fédéral allemand. BMW s’engage également au niveau international par sa coopération dans le cadre de l’Alliance pour la recherche du «Department of Energy» américain ainsi que par l’initiation d’une étude de faisabilité sur l’hydrogène et d’une campagne d’information sur ce sujet en Chine.

2. Fiche signalétique.

La première limousine de luxe du monde à propulsion à l’hydrogène dédiée à une utilisation quotidienne, modèle révolutionnaire au sein de la famille des BMW Série 7, conçue sur la base de la BMW 760Li, jalon sur la voie conduisant à une mobilité affranchie des émissions polluantes et compatible avec le développement durable.

Intégration complète de la technologie de propulsion à l’hydrogène dans le processus de développement conduisant à la série, caractéristiques dynamiques et comportement de roulement typique des voitures de la marque BMW, riche dotation confort haut de gamme, production parallèle à celle des modèles des familles BMW Série 7, Série 6 et Série 5 dans l’usine BMW de Dingolfing.

Moteur thermique bivalent à douze cylindres, autonomie et caractéristiques dynamiques exceptionnelles, dérivé du douze-cylindres essence de 6,0 litres doté de la technologie VALVETRONIC équipant la BMW Série 7, puissance : 191 kW/260 ch, couple maxi : 390 Newtons-mètres à 4 300 tr/min, accélération (0–100 km/h) : 9,5 secondes, vitesse maxi : 230 km/h (bridage électronique).

Injection directe en mode essence, formation externe du mélange avec injection par tubulures d’admission en mode hydrogène, puissance du moteur identique dans les deux modes de fonctionnement, commutation sans problème ni temps de retard de l’un à l’autre mode, gestion flexible du moteur assurée par les technologies VALVETRONIC et double VANOS, injecteurs innovants constituant la technologie clé du fonctionnement à l’hydrogène.

Réservoir à hydrogène d’une capacité d’environ 8 kilogrammes d’hydrogène liquide, réservoir à essence de 74 litres, l’hydrogène liquide utilisé comme énergie motrice assure une autonomie élevée et, de ce fait, fonde une aptitude à l’utilisation quotidienne, plus de 200 kilomètres d’autonomie en mode hydrogène auxquels s’ajoutent 500 kilomètres en mode essence.

En mode hydrogène, les émissions du moteur se limitent quasiment à de la vapeur d’eau, solution satisfaisante en pratique pour la réduction rapide des émissions de CO2 et le passage à une énergie motrice affranchie des carburants fossiles, stimulateur pour le progrès.

Superisolation sous vide d’avant-garde pour le réservoir à hydrogène, maintient l’hydrogène liquide constamment et pendant une longue durée à une température de moins 253 degrés Celsius, effet isolant correspondant à une couche de Styropor de 17 mètres d’épaisseur.

Remplissage du réservoir propre et sans danger, raccord de ravitaillement amené jusqu’à la tubulure du réservoir à hydrogène liquide de la même manière qu’un pistolet distributeur classique, verrouillage automatique du système d’accouplement et remplissage automatique du réservoir.

Marque distinctive de la BMW Hydrogen 7, un dôme de puissance élevé indiquant la présence d’un moteur plus encombrant en hauteur en raison de ses injecteurs à hydrogène, construction mixte de certaines pièces de carrosserie en matière synthétique renforcée de fibre de carbone (CFK) et acier pour optimisation du poids et de la résistance aux chocs.

Modifications à l’intérieur : pour loger le réservoir à hydrogène, banquette arrière plus en avant de 115 millimètres par rapport à la BMW 760Li et plus en arrière de 25 millimètres par rapport à la BMW 760i, console centrale de la banquette arrière fixe pour des raisons de place, quatre places, affichage spécial des fonctions hydrogène au poste de conduite.

Certification sécurité indépendante, passage réussi de procédures de tests complets auprès du TÜV Süddeutschland, système de contrôle commandé par capteurs indépendant du fonctionnement du moteur, protection multiple des composants hydrogène.

Châssis avec axe de jambe de force à double articulation et barre de traction à l’avant et suspension multibras Integral IV à l’arrière, AdaptiveDrive associant fonction anti-roulis et contrôle électronique des amortisseurs, contrôle télémétrique de la pression des pneus RDC.

Système innovant de diagnostic à distance, dialogue ciblé avec les utilisateurs de la voiture.

Premier véhicule de série, fruit de décennies d’expérience dans l’étude et l’expérimentation de l’hydrogène comme technologie de propulsion chez BMW, développement et étude des moteurs à hydrogène depuis les années 80.

Promotion de la mise en place d’une infrastructure complète de ravitaillement en hydrogène par BMW Group en coopération avec le «Clean Energy Partnership Berlin», la BMW Hydrogen 7, voiture à hydrogène de série dédiée à une utilisation quotidienne, donne de nouvelles impulsions pour la mise en place d’un réseau de stations de ravitaillement.

3. Le principe :Moteur thermique à hydrogène, propulsion bivalente, autonomie maximum.

• Concept de propulsion innovant sur une base éprouvée.

• 700 kilomètres d’autonomie assurée par un V12 bivalent.

• Caractéristiques dynamiques exceptionnelles dans toutes les plages de vitesse.

BMW Group fait oeuvre de pionnier en misant sur le moteur thermique pour animer la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène et construite en série. Le travail de recherche et de développement fourni par BMW dans le domaine de la technologie de l’hydrogène a permis de démontrer que l’utilisation d’hydrogène dans un moteur thermique présente les plus grands avantages sur le plan des caractéristiques dynamiques, du degré de maturité et de la grande aptitude à une utilisation quotidienne de ce type de moteur.

Le moteur thermique bivalent de la BMW Hydrogen 7 brûle dans les mêmes cylindres de l’hydrogène aussi bien que de l’essence, carburant classique. A une époque où l’infrastructure permettant de se ravitailler en hydrogène en tant qu’énergie motrice en est encore à ses premiers balbutiements, BMW présente une solution pratique adaptée à cette situation transitoire.

Ce moteur bivalent est dérivé du groupe à essence de douze cylindres, 6,0 litres de cylindrée et technologie VALVETRONIC, équipant la BMW Série 7. Intégré au concept produit de la BMW Série 7, c’est un développement révolutionnaire des moteurs thermiques BMW classiques. Par ce concept, BMW Group étend à l’utilisation de l’hydrogène comme énergie motrice le savoir-faire acquis en plusieurs décennies dans le domaine de la construction automobile et du développement de moteurs, savoir-faire garantissant une fiabilité et une sécurité particulières.

Un moteur bivalent pour une mobilité maximale.

En mode hydrogène, l’autonomie de la BMW Hydrogen 7 est de plus de 200 kilomètres auxquels s’ajoutent les 500 kilomètres que la limousine peut parcourir en mode essence. Ainsi, ces quelque 700 kilomètres d’autonomie donnent à l’automobiliste une liberté de déplacement satisfaisant à toutes les exigences d’une utilisation quotidienne et dépassant même l’autonomie d’une limousine à essence classique.

Le réservoir d’hydrogène de la BMW Hydrogen 7 peut contenir environ 8 kilogrammes d’hydrogène liquide tandis que le réservoir à essence séparé a une capacité de 74 litres. Le V12 bivalent développe une puissance de 191 kW/260 ch et atteint son couple maxi de 390 Newtons-mètres à un régime de 4 300 tr/min. La limousine à hydrogène accomplit le sprint du zéro à 100 km/h en 9,5 secondes, sa vitesse maxi est de 230 km/h (bridage électronique). Son conducteur n’a donc pas à renoncer au plaisir de conduire caractéristique offert par les voitures de la marque BMW. La capacité de performance de la BMW Hydrogen 7 reste identique dans les deux modes de fonctionnement. Aussi la commutation des modes de fonctionne­ment se fait-elle sans le moindre raté. Elle est déclenchée manuellement par le conducteur ou bien s’effectue automatiquement dès que le niveau d’hydrogène ou d’essence baisse au-dessous d’un certain seuil. La commutation n’a pas d’effet perceptible sur le comportement de la voiture.

A la différence de la pile à combustible qui utilise de l’hydrogène pour produire l’électricité qui alimentera le moteur électrique propulsant l’automobile, sur la BMW Hydrogen 7, le moteur thermique est directement alimenté par l’hydrogène. En mode hydrogène, le moteur thermique bivalent est alimenté par un mélange externe tandis qu’en mode essence, le moteur fonctionne selon le principe de l’injection directe. A l’allumage, afin d’éviter les émissions du démarrage à froid caractéristiques du mode essence, le moteur démarre automatiquement en mode hydrogène. La commutation sur le mode essence n’est possible qu’après la phase de mise en température du catalyseur de sorte que la voiture ne se trouve jamais dans une configuration défavorable au point de vue des émissions.

Aptitude maximale à une utilisation quotidienne dès le départ.

Il ne faut pas que l’avènement d’une mobilité propre et respectueuse du développement durable se heurte au fait qu’on ne dispose pas encore d’une infrastructure de ravitaillement en hydrogène suffisamment performante. C’est dans cet esprit que BMW entend promouvoir le progrès en lançant une voiture à hydrogène de série. La démonstration que les voitures à hydrogène présentent des aptitudes élevées à l’utilisation quotidienne contribue à inciter les fournisseurs d’hydrogène et les exploitants de stations-service à élargir leur offre, ce qui accroît encore la confiance du client dans la nouvelle technologie de propulsion et incite un plus grand nombre d’automobilistes à opter pour les véhicules propres.

Il s’agit donc d’abord d’accroître l’acceptation de l’innovation dans un large public. Etant donné que l’aptitude du véhicule à une utilisation quotidienne induit un accroissement exponentiel de l’acceptation, BMW Group mise sur le moteur thermique bivalent pour animer la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène et construite en série. En attendant la mise en place d’une meilleure infrastructure de ravitaillement pour les véhicules à hydrogène, les conducteurs de la BMW Hydrogen 7 pourront ainsi exploiter les avantages de la nouvelle technologie propre sans avoir à renoncer aux avantages du réseau de ravitaillement complet disponible pour les véhicules à essence.

A long terme cependant, l’objectif de BMW est d’imposer le moteur à hydrogène monovalent. Le moteur monovalent permet d’exploiter pleinement le potentiel de ce vecteur d’énergie. Pour faire la démonstration des qualités de l’hydrogène et l’imposer comme alternative aux carburants classiques, Il faut intégrer la technologie nécessaire à son utilisation dans des procédures de développement, de production et de distribution éprouvés.

La marche confiante vers une automobile propre.

En comparaison avec la lourde pile à combustible, le moteur thermique bivalent est beaucoup plus léger et sa production est bien moins coûteuse. Les coûts sont également réduits du fait de la production du moteur thermique bivalent dans les installations de fabrication de BMW déjà existantes. Les décennies d’expérience du motoriste dans le domaine de la construction de moteurs thermiques garantissent la plus grande fiabilité. Par son potentiel de puissance et ses caractéristiques dynamiques – dans les plages de vitesse plus élevées en particulier –, la BMW Hydrogen 7 satisfait également en mode hydrogène aux attentes élevées suscitées par les voitures de la marque BMW. De plus, en l’état actuel de la technique, le moteur thermique est le seul type de moteur à offrir la possibilité d’une propulsion bivalente assurant une autonomie élevée quelle que soit la densité du réseau de ravitaillement en hydrogène.

C’est pour toutes ces raisons que BMW a décidé de miser sur un moteur thermique bivalent pour équiper la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène, construite en série et dédiée à une utilisation quotidienne. Sur le plan de la réalisation pratique, des coûts et des délais, ce moteur réunit les conditions idéales pour entrer dans une nouvelle ère automobile respectueuse de l’environnement sans faire de compromis sur la liberté de déplacement et le plaisir de conduire.

4. Le signal :L’hydrogène liquide comme vecteur d’énergie pour une mobilité au quotidien, un objectif réalisable.

• La densité énergétique de l’hydrogène liquide est source d’autonomie.

• La superisolation sous vide permet le stockage à l’état liquide.

• Une nouvelle impulsion pour la mise en place d’un réseau de ravitaillement en hydrogène.

BMW est le premier constructeur automobile du monde à avoir systématiquement orienté le développement de ses véhicules à moyen et à long terme en fonction de la propulsion à l’hydrogène. La BMW Hydrogen 7 est la première voiture propulsée à l’hydrogène mûre pour la série et dotée d’une grande convivialité pour l’utilisateur dans la pratique.

L’aptitude à la pratique a été l’un des objectifs essentiels de la phase de développement et d’expérimentation de la BMW Hydrogen 7. Il s’agissait de la doter de cette aptitude à tous les niveaux, qu’il s’agisse de la conduite, du ravitaillement, de la maintenance ou réparations. Dans le but de réunir dès le départ les conditions permettant de faire de la voiture une utilisation quotidienne à part entière, BMW Group a systématiquement appliqué à la BMW Hydrogen 7 le processus de développement conduisant à la série.

La densité énergétique de l’hydrogène liquide est source d’autonomie.

Pour définir la valeur énergétique de l’hydrogène, il y a lieu de distinguer entre la densité énergétique gravimétrique (faisant référence au poids) et la densité énergétique volumique (faisant référence au volume). Par rapport à son poids, l’hydrogène possède une densité énergétique très élevée. A peu près trois fois plus élevée que la densité énergétique gravimétrique de l’essence, elle présente un grand intérêt pour une utilisation mobile. Dans le cadre de cette comparaison, la densité énergétique volumique de l’hydrogène est bien plus faible. Elle est d’environ un quart de celle de l’essence. L’automobile ne disposant que d’un volume limité pour accueillir le réservoir, il faut élever la valeur énergétique par rapport au volume. Il y a deux possibilités d’atteindre cet objectif : soit en comprimant l’hydrogène dans son état d’agrégation gazeux, soit en le refroidissant jusqu’à ce qu’il se liquéfie. Aujourd’hui, la compression d’hydrogène gazeux est réalisable à une pression pouvant atteindre 700 bars. A la pression ambiante, l’hydrogène passe à l’état d’agrégation liquide à une température de moins 253 degrés Celsius.

Pour obtenir une valeur énergétique aussi élevée que possible pour un volume de stockage limité, BMW Group mise sur l’hydrogène liquide. La densité énergétique volumétrique de l’hydrogène liquide, c’est-à-dire la quantité d’énergie par rapport au volume requis par le système de stockage du véhicule, est de 75 pour cent plus élevée que celle de l’hydrogène gazeux comprimé à 700 bars. L’hydrogène liquide assure donc une autonomie de 75 pour cent supérieure, ce qui garantit à l’automobiliste une plus grande liberté de déplacement, critère revêtant une importance particulière tant que la mise en place du réseau de ravitaillement en hydrogène ne sera pas achevée.

La superisolation sous vide permet le stockage.

Outre le moteur bivalent, le réservoir à hydrogène liquide de la BMW Hydrogen 7 est l’innovation la plus importante pour l’industrie automobile. Le problème particulier posé par le stockage de l’hydrogène liquide réside dans le fait que l’hydrogène cryogénique liquéfié doit être maintenu pendant une longue période à la basse température de moins 253 degrés Celsius. Tout spécialement à cet effet, les ingénieurs ont développé une superisolation sous vide révolutionnaire, de 30 millimètres d’épaisseur, dont l’effet isolant correspond à celui d’une couche de Styropor de 17 mètres d’épaisseur. Cette technologie permet de stocker de l’hydrogène liquide dans le véhicule pendant une période relativement longue.

Bilan énergétique de l’alimentation en hydrogène liquide.

La liquéfaction de l’hydrogène visant à son utilisation en tant qu’énergie motrice pour les transports automobiles exige dans un premier temps une dépense d’énergie plus élevée que la compression d’hydrogène gazeux. En utilisation quotidienne, par contre, ce bilan évolue et plaide en faveur de l’hydrogène liquide car, pour calculer la dépense d’énergie, il faut tenir compte du véhicule dans son ensemble. Sous cet aspect global, il y a lieu de tenir compte du phénomène suivant : le ravitaillement d’une voiture en hydrogène gazeux donne lieu à la formation de chaleur de compression. Celle-ci induit une expansion de l’hydrogène gazeux comprimé ayant un effet négatif sur sa densité énergétique. La nécessaire réduction de cette formation de chaleur peut être obtenue par deux possibilités : le refroidissement passif par observation de pauses lors du remplissage – solution qui rencontrerait peu de compréhension de la part du client – ou le refroidissement actif par réduction de la température de l’hydrogène à la station-service, avant le remplissage du réservoir. Pour l’hydrogène gazeux comprimé, cet effet accroît considérablement la dépense d’énergie entrant dans le calcul du bilan «well to wheel» qui prend en compte le cycle du carburant depuis la source jusqu’à la roue.

Il s’y ajoute que, en raison de sa densité plus élevée, la livraison à la station-service de quantités à long terme plus élevées devra se faire, de même que le stockage, à l’état liquide. La production de gaz comprimé dans la station-service elle-même ne serait pas rentable en raison de la petite taille des installations. Pour les installations de taille moyenne et au-delà – tant que la demande ne permettra pas l’utilisation de pipelines –, la livraison sera effectuée à l’état d’agrégation liquide, ainsi que cela se fait aujourd’hui pour la distribution d’autres gaz. De ce fait, le ravitaillement en hydrogène gazeux impliquerait également une liquéfaction préalable du carburant suivie, avant la procédure de remplissage du réservoir, d’un retour à l’état gazeux et d’une compression. La distribution de gaz comprimé par la station-service revêt donc une bien plus grande complexité. Le ravitaillement en hydrogène gazeux s’accompagne d’une dépense d’énergie effectivement plus élevée que le ravitaillement en hydrogène liquide.

Une impulsion pour la mise en place d’une infrastructure de ravitaillement.

Le ravitaillement de la BMW Hydrogen 7 en hydrogène liquide est conçu de sorte qu’il soit pleinement adapté à une utilisation quotidienne et que, pour l’essentiel, la manipulation exigée du conducteur se déroule de manière identique au ravitaillement en essence. Les stations-service existantes peuvent être équipées de réservoirs et de distributeurs spécialement dédiés à l’hydrogène de sorte qu’il ne sera pas nécessaire de construire des stations-service entièrement nouvelles.

Pour l’essentiel, le procédé de remplissage du réservoir en hydrogène liquide se distingue du procédé de remplissage en essence par le fait que le pistolet distributeur est remplacé par un raccord d’accouplement étanche à la pression et au froid. Au niveau de la manipulation par l’automobiliste, cela ne change quasiment rien. Après que le conducteur a accouplé le raccord de ravitaillement en hydrogène à la tubulure du réservoir du véhicule, le verrouillage complet, le remplissage et le déverrouillage s’effectuent de manière automatique. La procédure demande moins de 8 minutes. Elle est propre et ne comporte pas plus de risques que le ravitaillement classique en essence car les fuites incontrôlées de carburant ou de vapeurs inflammables sont exclues.

Avec la présentation de la BMW Hydrogen 7, BMW Group entend démontrer que le passage à des énergies motrices alternatives ne s’accompagne pas obligatoirement de compromis au niveau du plaisir de conduite, du confort ou de l’aptitude à une utilisation quotidienne. Avec sa limousine à hydrogène, BMW signale clairement l’aptitude à une utilisation quotidienne de hydrogène liquide comme vecteur d’énergie pour les voitures de série.

La BMW Hydrogen 7 est arrivée avec succès au terme du processus de développement précédant la série, avec toutes les procédures de tests que cela implique conformément à la loi. A l’issue du processus de concept produit, BMW Group a soumis la BMW Hydrogen 7, en coopération avec le service technique du TÜV Süddeutschland, à un programme complet de tests portant spécialement sur les composants hydrogène liquide. Au terme de ces essais, le TÜV en est arrivé à la conclusion que la limousine à hydrogène autorisait une utilisation au moins aussi sûre que celle d’une voiture classique animée par un moteur à essence.

L’aptitude à l’utilisation quotidienne de la BMW Hydrogen 7, voiture propulsée à l’hydrogène liquide, est ainsi démontrée en ce qui concerne le véhicule lui-même. En dépit de tous les tests, le seul moyen de reconnaître la convivialité du véhicule dans tous ses détails reste toutefois l’utilisation pratique. A ce jour, celle-ci dépend encore de l’existence d’une infrastructure adéquate dont la mise en place est en cours. BMW Group joue un rôle de pionnier dans ce processus.

Pour faire avancer la mise en place de l’infrastructure de ravitaillement, BMW Group s’est engagé très tôt dans des partenariats de coopération. Parmi ceux-ci, le «Clean Energy Partnership» Berlin (CEP) qui anime l’un des projets de démonstration les plus importants d’Europe pour la mise en valeur d’énergies alternatives dans l’industrie automobile. Créé en 2002 par des représentants de l’industrie automobile, des entreprises d’approvisionnement en énergie et des sociétés de transports publics, outre BMW, ce consortium a actuellement pour membres le groupe pétrolier Aral, DaimlerChrysler, Ford, General Motors/Opel, Volkswagen, Hydro, Linde, Total, Vattenfall et les transports publics berlinois (Berliner Verkehrsbetriebe ou BVG). Le but du CEP est de démontrer la faisabilité de l’infrastructure de ravitaillement en hydrogène, de promouvoir les technologies d’exploitation de l’hydrogène en tant que vecteur énergétique et d’élargir les possibilités d’utilisation quotidienne. Parmi les projets ainsi induits figure l’exploitation de deux stations-service à hydrogène ouvertes au public à Berlin en 2004 et en 2006.

Une autre station intégrée sera construite à Munich avant la fin de l’année 2006.

L’engagement de BMW Group au niveau international.

BMW Group fait profiter le Programme national d’innovation du gouvernement fédéral allemand de ses savoir-faire acquis dans le domaine de la recherche et du développement de technologies de l’hydrogène. Par ailleurs, des collaborateurs de BMW Group ont été nommés comme consultants au sein de l’«Advisory Council» et de l’équipe de direction du «Deployment Strategy Panel» de l’«European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform» (EHP), organisme dont la création a été initiée en 2004 par la Commission européenne dans le but de promouvoir le développement et l’utilisation de systèmes énergétiques européens de coût raisonnable et compétitifs sur la base des technologies de l’hydrogène et de la pile à combustible.

BMW s’engage également au niveau international par sa coopération dans le cadre de l’Alliance pour la recherche du «Department of Energy» américain ainsi que par l’initiation d’une étude de faisabilité sur l’hydrogène et d’une campagne d’information sur ce sujet en Chine. En coopération avec des chercheurs chinois, les experts de BMW étudient les possibilités de mise en place d’une infrastructure d’approvisionnement en hydrogène dans ce pays.

5. Le développement :La première limousine de luxe à hydrogène du monde est arrivée au terme du processus de développement précédant la série.

• Fabrication sur le site de Dingolfing intégrée à la production de série.

• Processus complet de concept produit pour tous les composants.

• La BMW Hydrogen 7 satisfait à toutes les normes des modèles de série de la marque BMW.

Avec la BMW Hydrogen 7, BMW Group écrit une page d’histoire de l’automobile. Cette nouveauté mondiale n’est pas seulement la première limousine de luxe du monde à propulsion à l’hydrogène, c’est aussi la première automobile haut de gamme à hydrogène dédiée à une utilisation quotidienne. La BMW Hydrogen 7 est passée avec succès par la procédure complète de développement conduisant à la série. 27 ans après la présentation par BMW de la première voiture concept à hydrogène, en 1979, c’est la première fois que ce concept révolutionnaire arrive au stade de l’aptitude à une utilisation pratique quotidienne. La BMW Hydrogen 7 est donc la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène et destinée à une utilisation quotidienne.

Le montage de la BMW Hydrogen 7 est effectué dans l’usine BMW de Dingolfing. Elle y est fabriquée parallèlement aux autres modèles des familles BMW Série 7, Série 6 et Série 5 et sur les mêmes chaînes de montage. Comme tous les douze-cylindres BMW, le groupe propulseur est produit par l’usine de moteurs BMW de Munich. Le montage effectué à Dingolfing inclut tous les composants du système de propulsion à l’hydrogène. C’est également sur ce site que sont effectués les premiers essais de fonctionnement de la voiture en mode essence ainsi que le contrôle d’étanchéité du circuit hydrogène. L’essai final de fonctionnement en mode hydrogène a lieu sur le site BMW d’Eching, près de Munich.

La BMW Hydrogen 7 a été conçue en conformité au processus de développement pour la série obligatoire pour tous les nouveaux modèles BMW. Cela signifie que toutes les procédures de validation et d’autorisation sont soumises aux exigences élevées également valables pour les nouveaux modèles à essence et Diesel de BMW. C’est ainsi que, par exemple, les systèmes moteur et réservoir ainsi que l’électronique embarquée pour la propulsion à l’hydrogène ont été intégrés au processus dit concept produit (en allemand: Produktentstehungsprozess ou PEP). Le PEP englobe toutes les phases du processus, depuis le développement du concept et de la stratégie jusqu’à la phase des essais et la commercialisation consécutive du produit en passant par le développement pour la présérie et la série. Au cours de ce processus, les critères importants aux yeux de l’utilisateur font également l’objet d’une étude approfondie car il s’agit d’exclure le moindre doute sur la maturité du nouveau véhicule pour la commercialisation.

Tous les composants sont testés quant à leur aptitude à la fabrication en série.

Dans le cadre du PEP, comme pour tous les autres modèles BMW, tous les composants de la BMW Hydrogen 7 ont été analysés et testés quant à leur aptitude à la fabrication en série. La conformité de la voiture aux normes élevées caractéristiques de BMW en matière de qualité, de sécurité et de fiabilité a été ainsi assurée. Elément essentiel de ce processus, le PEP englobait un concept de sécurité tout spécialement adapté à la propulsion à l’hydrogène.

Outre les crash tests classiques, la BMW Hydrogen 7 a subi des tests d’impact spécifiques portant sur les composants du circuit hydrogène. C’est ainsi qu’ont été effectués, notamment, un test d’impact latéral directement sur le raccord de ravitaillement ainsi qu’un test spécifique d’impact à l’arrière. En outre, le réservoir à hydrogène a été exposé à des charges extrêmes telles que le feu ou les impacts de tirs. Par ailleurs, la BMW Hydrogen 7 a été conçue en tant que véhicule à sécurité intrinsèque. Tous les composants satisfont aux exigences de sécurité maximales et sont en outre conçus de sorte que, en cas d’anomalie dans le fonctionnement, ils reviennent automatiquement à un état sûr. Un système d’autocontrôle permanent du véhicule détecte précocement les anomalies du fonctionnement et déclenche des réactions évitant tous dangers ou les réduisant. Le conducteur de la voiture est informé de chaque anomalie du fonctionnement, même lorsque celle-ci ne constitue encore aucune mise en danger. L’un des points essentiels de ce concept de sécurité réside dans l’exclusion et la détection précoce des fuites d’hydrogène incontrôlées. Cet objectif est atteint, notamment, par un système de détection des gaz commandé par capteurs et induisant automatiquement des mesures adéquates en cas d’anomalies du fonctionnement. Toujours dans le cadre de ce concept de sécurité, on a également veillé à ce que le passage à l’énergie motrice propre soit aussi facile que possible pour le conducteur de la BMW Hydrogen 7.

Le développement de la BMW Hydrogen 7 avait également pour objectif de promouvoir la technologie à l’hydrogène au sein de l’entreprise et en coopération avec la sous-traitance. L’expérience acquise dans ce contexte est extrêmement précieuse car elle facilitera considérablement le développement des futurs modèles BMW à propulsion à l’hydrogène.

6. Le concept :Progrès sans compromis, dynamisme typique de BMW, confort et équipement haut de gamme.

• Confort et équipement haut de gamme.

• Poste de conduite moderne avec affichage des fonctions H2.

• Suspension des plus sophistiquées à géométrie spécialement adaptée.

BMW Group a dès le départ reconnu le potentiel de l’hydrogène comme énergie motrice en ce qui concerne ses propriétés de combustion compatibles avec la protection de l’environnement du fait de ses émissions réduites comme sur le plan de son aptitude exceptionnelle à assurer des caractéristiques dynamiques attractives. Conséquence : première limousine de luxe à propulsion à l’hydrogène dédiée à une utilisation quotidienne, la BMW Hydrogen 7 a été positionnée dans la famille des BMW Série 7, dans le segment haut de gamme, ainsi qu’il convient à cette voiture innovante et révolutionnaire.

Sur le plan du déploiement de puissance, des caractéristiques dynamiques et du comportement, la BMW Hydrogen 7 se place d’emblée, également en mode hydrogène, à un niveau atteint par la technologie du moteur à essence après plus de 100 ans de développement continu. Elle apporte ainsi un démenti voulu et éclatant à l’idée que le passage à une source d’énergie alternative devrait obligatoirement être lié à un important recul sur le plan du dynamisme et du confort. En produisant la première limousine de luxe à hydrogène fabriquée en série, BMW Group envoie ainsi un signal sans ambiguïté en ce qui concerne la mobilité individuelle du futur. Les qualités de confort de la BMW Hydrogen 7 sont soulignées par un équipement exceptionnellement riche.

Dimensions et ambiance intérieure de la BMW 760Li.

Avec une longueur de 5 179 millimètres, une largeur de 1 902 millimètres et un empattement de 3 128 millimètres, le modèle à hydrogène a les mêmes dimensions que la BMW 760Li. Avec un poids à vide de 2 460 kilogrammes dû à la nouvelle technologie de propulsion, la BMW Hydrogen 7 est plus lourde que la version longue de la Série 7 propulsée uniquement à l’essence, tandis que son poids total admissible a augmenté. A première vue, les lignes de la carrosserie et l’intérieur de la BMW Hydrogen 7 permettent à peine de la distinguer de la BMW 760Li.

A l’intérieur, la BMW Hydrogen 7 séduit par des matières nobles, des qualités de climat et un confort des sièges exceptionnels. Pour les sièges, les garnitures disponibles sont en cuir «Nasca» noir et «Nasca» gris flanelle ainsi que «Merino platine». La baguette intérieure en laque piano noire polie miroir souligne également l’ambiance exclusive.

Pour l’essentiel, les modifications apportées à l’intérieur concernent l’arrière du véhicule. La disposition du réservoir à hydrogène au-dessous de la plage arrière et derrière la banquette arrière a nécessité certaines modifications. Sur la BMW Hydrogen 7, la banquette arrière est avancée d’environ 115 millimètres par rapport à celle de la BMW 760Li, mais reculée d’environ 25 millimètres par rapport à la limousine à empattement standard. Par conséquent, la BMW Hydrogen 7 offre la liberté de mouvement des jambes habituelle sur les limousines de luxe de la marque BMW. A bord de la voiture à hydrogène, les deux passagers assis à l’arrière voyagent donc dans les mêmes conditions de confort que dans toute limousine haut de gamme de la marque BMW. Pour des raisons d’encombrement, l’accoudoir central arrière n’est pas escamotable. La BMW Hydrogen 7 est donc une quatre places. Les composants du circuit hydrogène réduisent le volume du coffre à bagages. D’une capacité de 225 litres, le coffre à bagages permet cependant d’y ranger sans peine deux sacs de golf, par exemple.

Système télémétrique de contrôle du gonflage des pneus RDC.

La dotation en série de la BMW Hydrogen 7 intègre le système de contrôle du gonflage des pneus RDC (RDC pour «Reifen Druck Control»), système télémétrique ultrasensible fonctionnant au moyen de capteurs. Doté d’une réactivité particulièrement élevée, ce système emprunté au sport automobile correspond au niveau actuellement le plus élevé en matière de contrôle des pneus. Le système de contrôle du gonflage des pneus RDC mesure la pression de chacun des pneus à courts intervalles et indique au combiné d’instruments les écarts par rapport à la valeur normale pour chaque position de roue. En outre, le système signale également une perte de pression égale sur toutes les roues. Celle-ci peut être occasionnée par la diffusion naturelle de l’air hors du pneu comme par de grandes variations de température. Grâce à ces indications, le conducteur est informé très tôt des écarts par rapport aux valeurs de consigne.

Poste de conduite moderne avec affichage des fonctions H2.

En plus des modifications apportées à l’arrière, l’intérieur de la BMW Hydrogen 7 se distingue également de celui de la BMW 760Li par son poste de conduite. De nouveaux témoins de fonctionnement font référence à la technologie de propulsion révolutionnaire. Le combiné d’instruments surmontant le volant est emprunté à la BMW Série 7 avec, à gauche, le compteur de vitesse et l’affichage du niveau de carburant et de l’autonomie, au centre, les voyants de contrôle fixes et variables, à droite, l’ordinateur de bord. Au centre, le visuel des voyants de contrôle variables affiche maintenant le symbole «H2» lorsque le moteur thermique bivalent de la BMW Hydrogen 7 fonctionne en mode hydrogène. En mode essence, ce visuel affiche l’heure et la température extérieure comme d’habitude.

Dans le cercle du compteur de vitesse, le niveau de carburant s’affiche sous deux formes : l’affichage du niveau de H2 est placé au-dessus de l’affichage du niveau d’essence. Le niveau d’hydrogène est indiqué en kilogrammes. L’autonomie cumulée est représentée sous forme de barres transversales en deux éléments. Le segment de barre transparente indique l’autonomie restante exclusivement en mode hydrogène, tandis que le segment de barre pleine indique l’autonomie restante exclusivement en mode essence. En complément, l’autonomie est indiquée en kilomètres. La distance restant à parcourir jusqu’à la destination désirée éventuellement calculée par le système de navigation est également indiquée en chiffres. La réserve d’hydrogène (env. 1,5 kg de quantité résiduelle pour 50 kilomètres environ) et la réserve d’essence (env. 15 litres de quantité résiduelle pour au moins 100 kilomètres) sont indiquées séparément l’une de l’autre.

Les anomalies concernant le fonctionnement en mode hydrogène sont également signalées en complément des messages standard et à la manière des messages connus signalant les anomalies pour un moteur thermique fonctionnant uniquement à l’essence. Ainsi, un signal d’avertissement s’affiche, par exemple, lorsque la trappe de remplissage de carburant n’est pas correctement fermée, lorsque le moteur chauffe ou ne peut être démarré en mode hydrogène ou encore lorsqu’un passage dans un garage spécialisé est recommandé.

Commutation aisée entre les modes hydrogène et essence.

Le moteur démarre toujours automatiquement en mode hydrogène. Ceci permet d’éviter les émissions potentiellement plus élevées liées au démarrage à froid en mode essence. La commutation s’effectue aisément, à l’arrêt ou en marche, à la main, par actionnement d’une touche d’inversion au volant. La commutation à nouveau est soumise à un délai de temporisation, afin que soit exclue toute nouvelle commutation induite par inadvertance consécutivement à une première commutation. Lorsque l’un ou l’autre des réservoirs est vide – à l’exception de la réserve définie dans le système d’alimentation –, le changement de mode de fonctionnement de la BMW Hydrogen 7 s’effectue de manière automatique.

En cas d’exception, il est également possible de démarrer en mode essence. A cet effet, il faut, en même temps, appuyer sur la touche des modes de fonctionnement, appuyer sur le frein de service et actionner le bouton de démarrage/arrêt. Ensuite, il est possible de remettre la BMW Hydrogen 7 en mode H2, à moins que le réservoir à hydrogène n’ait été vidé au-delà de la réserve prescrite dans les instructions de service.

Dynamisme sans compromis.

Comme sur la BMW 760i, l’équipement de la BMW Hydrogen 7 intègre la suspension AdaptiveDrive. Le système AdaptiveDrive associe la suspension BMW innovante Dynamic Drive anti-roulis au système d’amortissement adaptatif EDC-K. En réduisant l’inclinaison du véhicule en courbe, la technologie AdaptiveDrive donne aux passagers l’impression de planer : les caractéristiques dynamiques ne sont associées à aucun compromis au niveau du confort.

La dotation de la BMW Hydrogen 7 comprend également des airbags latéraux et de protection de la tête à l’avant et à l’arrière, des rétroviseurs intérieur et extérieurs à fonction anti-éblouissement automatique ainsi que le détecteur d’obstacles «Park Distance Control» (PDC), le capteur de pluie, le système de navigation Professional et le système HiFi Professional, l’appui lombaire conducteur et passager, le chauffage des sièges à l’avant et à l’arrière. La BMW Hydrogen 7 est protégée contre le vol au moyen d’un dispositif d’alarme.

Un confort exceptionnel.

De nombreux autres équipements assurent un niveau de confort exceptionnel à bord de la BMW Hydrogen 7. La dotation comprend le soft-close automatique des portes, le vitrage climat confort composite, la climatisation automatique «High», le réglage électrique des sièges avec fonction mémoire, le chauffage d’appoint avec commande à distance, l’assistant pleins phares, la fonction télé pour réception DVB-T avec moniteur arrière, le changeur de CD pour six CD, le changeur de DVD pour six DVD, le téléphone supplémentaire à l’arrière, le kit fumeurs et les porte-gobelet à l’avant et à l’arrière.

La climatisation automatique «High» assure le plus haut niveau de confort en maintenant en permanence des conditions ambiantes égales quelles que soient les intempéries. Les capteurs de la climatisation automatique «High» saisissent avec précision les conditions d’ensoleillement afin d’adapter avec précision l’amenée d’air de refroidissement. Le système automatique autorisant les réglages individuels assure ensuite la distribution du flux d’air frais, sans courants d’air, dans les différentes zones de l’habitacle.

Le chauffage à l’arrêt de la BMW Hydrogen 7 peut être activé à partir de l’intérieur de la voiture, comme chauffage auxiliaire, ou de l’extérieur par commande à distance. En hiver, il sert à tempérer l’habitacle avant le démarrage du moteur de sorte que le moteur atteint plus rapidement sa température de service optimale. En été, le système complète l’action de la climatisation en fonctionnant comme ventilation à l’arrêt.

Les stores pare-soleil des vitres latérales arrière contribuent également au climat de bien-être à bord de la BMW Hydrogen 7. Ils portent l’inscription «BMW Hydrogen Power». Cette inscription orne également les caches de bas de caisse au niveau des portes.

Par ailleurs, le système audio-vidéo embarqué est encore plus complet que l’équipement standard de la BMW Série 7. Comprenant changeur de CD et changeur de DVD, moniteur arrière, fonction télé avec réception DVB-T, service télématique BMW Assist, téléphone séparé à l’arrière et pré-équipement pour téléservice, il satisfait à toutes les exigences en matière de lifestyle et d’aptitudes au business que l’on est en droit d’élever à l’égard d’une limousine haut de gamme.

La BMW Hydrogen 7 permet également de savourer d’autres raffinements techniques tels que l’accès confort, BMW Online ou la reconnaissance vocale pour la commande de la navigation, du téléphone et de la chaîne audio. Mentionnons encore le chauffage du volant, les sièges confort à réglage électrique, le système BMW Night Vision et l’éclairage directionnel adaptatif ainsi que les roues en alliage léger de 19 pouces avec kit de mobilité.

Peinture métallique en série.

Dans la rue, la BMW Hydrogen 7 proclame son caractère d’automobile de prestige par une peinture métallique de haute qualité. La peinture métallique fait partie de la dotation de série. Le caractère exceptionnel de la limousine à hydrogène est particulièrement bien mis en valeur par le coloris Blue Water Metallic disponible en exclusivité pour ce modèle.

Quintessence du concept de la BMW Hydrogen 7 : dans le futur, la conduite automobile ne perdra rien de sa séduction mais sera plus propre qu’elle ne l’a jamais été.

7. Le moteur :Douze-cylindres de 6,0 litres à injection directe de l’essence et injection d’hydrogène dans les tubulures d’admission.

• Vitesse de pointe de 230 km/h en mode hydrogène.

• Moteur ne rejetant pratiquement que de la vapeur d’eau.

• BMW consolide son leadership technologique dans le domaine de l’entraînement.

Avec la BMW Hydrogen 7, l’automobile fait un grand pas en avant vers une réduction radicale des émissions de CO2. Le douze-cylindres bivalent de la BMW Hydrogen 7 permet une combustion d’hydrogène pratiquement exempte d’émissions ainsi que la combustion classique d’essence. Avec cette innovation technique révolutionnaire au niveau de la propulsion, la BMW Hydrogen 7 ouvre la voie au passage à une mobilité automobile respectueuse de l’environnement dans des conditions conciliables avec la pratique. Le douze-cylindres bivalent de la BMW Hydrogen 7 permet de surmonter de manière acceptable dans la pratique les lacunes d’un réseau d’approvisionnement en hydrogène aujourd’hui encore embryonnaire. Cette innovation technique démontre à quel point BMW Group est disposé à assumer ses responsabilités en qualité de motoriste leader.

Selon l’état actuel de la technique, le moteur thermique est le seul moteur présentant l’avantage de pouvoir avoir un fonctionnement bivalent. Grâce à la bivalence de ce moteur, les automobilistes optant pour un type de propulsion utilisant une énergie propre n’auront pas à faire de compromis au niveau de leur mobilité individuelle. Avec une autonomie d’environ 700 kilomètres, la BMW Hydrogen 7 surpasse même les voitures à moteur à essence classique. En comparaison avec la technologie de la pile à combustible, le moteur thermique a atteint un niveau de maturité beaucoup plus élevé fondé sur l’expérience accumulée au cours de plusieurs décennies. Outre les qualités de fiabilité en découlant pour ce type de moteur, les excellentes caractéristiques dynamiques du moteur thermique sont un argument important en sa faveur pour une utilisation quotidienne.

Douze-cylindres de série adapté à l’hydrogène.

Dérivé du groupe propulseur équipant la BMW 760i, le moteur de douze cylindres animant la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène, construite en série et dédiée à une utilisation quotidienne est doté des technologies les plus modernes telles que le système de distribution entièrement variable VALVETRONIC et la commande variable des arbres à cames d’admission et d’échappement double VANOS. Le moteur thermique bivalent est conçu pour permettre la combustion d’hydrogène ou d’essence dans les mêmes cylindres avec la particularité que, dans les deux modes de fonctionnement, les qualités de performance du véhicule restent identiques, le moteur commutant entre le mode hydrogène et le mode essence classique sans aucun retard ni aucune réaction perceptibles.

Avec sa cylindrée de 6,0 litres, le groupe propulseur développe une puissance de 191 kW/260 PS dotant la BMW Hydrogen 7 d’une vitesse maxi limitée à 230 km/h par bridage électronique. Il atteint son couple maxi de 390 Newtons-mètres à un régime de 4 300 tr/min. La limousine à hydrogène accélère de zéro à 100 km/h en 9,5 secondes. En mode hydrogène, la BMW Hydrogen 7 a une autonomie de plus de 200 kilomètres auxquels s’ajoutent 500 kilomètres en mode essence. Grâce à ces caractéristiques, le V12 bivalent animant le premier modèle haut de gamme à hydrogène dédié à une utilisation quotidienne lui vaut un dynamisme, un confort et une fiabilité typiques des modèles de la marque BMW, quel que soit le mode de fonctionnement utilisé. Pour cette raison, la propulsion bivalente est particulièrement apte à accroître l’acceptation pour ce nouveau vecteur d’énergie.

Le système VALVETRONIC offre des conditions optimales pour le mode hydrogène.

Par principe, la combustion de l’hydrogène présente des caractéristiques très différentes de celles de l’essence ou du gazole. L’hydrogène brûle plus vite que l’essence. La vitesse de combustion plus élevée du mélange hydrogène-air lui donne un avantage sérieux : à quantité d’énergie égale, son rendement est supérieur à celui de l’essence. Les différences dans les caractéristiques de combustion des deux carburants sont compensées par des fonctions spécifiques du système de gestion du moteur thermique bivalent.

Technologies développées par BMW, le système VALVETRONIC de gestion de la charge sans papillon d’admission et le système double VANOS de commande variable de l’arbre à cames ont fourni une base de départ idéale aux motoristes chargés de doter le V12 bivalent d’une gestion flexible. Elles permettent en effet d’adapter de manière ciblée le mélange gazeux exigeant ainsi que la cadence d’injection aux propriétés du mélange hydrogène-air. La technologie VALVETRONIC influence la durée et l’ampleur du déplacement de la soupape. Au moyen d’un levier reliant l’arbre à cames et les soupapes d’admission des cylindres, un arbre excentrique à commande électromotrice induit un déplacement des soupapes plus ou moins important en fonction de l’élévation des cames. La technologie VANOS permet d’influencer le début et la fin de l’ouverture de la soupape au moyen d’un dispositif de réglage à commande hydraulique.

La technologie clé des injecteurs.

Dans le V12 bivalent fonctionnant à l’essence et à l’hydrogène, la formation du mélange s’effectue selon des procédés différents. En mode essence, le moteur fonctionne par injection directe tandis que, en mode hydrogène, la préparation du mélange se fait dans les tubulures d’admission. Le distributeur d’hydrogène a été intégré au système d’admission. Innovation révolutionnaire, les injecteurs d’hydrogène développés spécialement à cet effet témoignent du grand art des ingénieurs motoristes. Les soupapes à gaz étant par nature de dimensions plus importantes que les soupapes d’injection classiques, elles couvrent un écartement nettement plus important dans le débit volumique : elles doivent fonctionner avec des pressions d’alimentation différentes pour l’hydrogène et selon des durées d’injection soit très courtes soit plus longues. En quelques centièmes de seconde, elles injectent toujours la quantité exacte d’hydrogène nécessaire dans l’air d’admission.

Formation du mélange propre réduisant également les oxydes d’azote.

Etant donné que les carburants fossiles contiennent du carbone (C), les systèmes de propulsion classiques s’accompagnent d’émissions dont la réduction exige des efforts considérables. L’utilisation d’hydrogène permet de négliger ce problème puisque sa combustion ne dégage ni dioxyde de carbone (CO2), ni hydrocarbures (HC) ni monoxyde de carbone (CO). Le fait que la combustion d’huile de graissage et le balayage du filtre à charbon actif du réservoir à essence engendrent pourtant l’émission de faibles quantités de CO2, de HC et de CO explique que l’on qualifie le fonctionnement du moteur de la BMW Hydrogen 7 en mode hydrogène de «pratiquement exempt d’émissions». Du CO2 est engendré par la combustion des vapeurs d’essence et par la conversion catalytique des émissions de HC et de CO. Les filtres à charbon actif sont utilisés sur les véhicules à essence pour capter le produit de l’évaporation naturelle de l’essence, en cas d’exposition à un fort rayonnement du soleil, par exemple. Par conséquent, les émissions engendrées en mode hydrogène se limitent à une fraction minime de pourcentage des valeurs limites de la norme EU4.

En ce qui concerne les émissions dues à l’activité du douze-cylindre bivalent, seuls les rejets d’oxydes d’azote (NOX) ont exigé une certaine attention. Les émissions de NOX sont engendrées à des températures de combustion élevées, supérieures à 1000 degrés Celsius, indépendamment du type de carburant, par combinaison d’azote et d’oxygène atmosphériques. La gestion flexible du moteur de la BMW Hydrogen 7 permet d’appliquer une stratégie de fonctionnement assurant une maîtrise très large des émissions d’oxydes d’azote. Ainsi, en pleine charge, la régulation de la quantité de mélange admis permet de maintenir le douze-cylindres bivalent à un régime dit stœchiométrique. Cela signifie que le rapport air/carburant est équilibré (lambda = 1). C’est dans cette plage de fonctionnement que le moteur atteint sa puissance maximale. Il est alors possible de réduire les rejets de NOX à un minimum au moyen d’un catalyseur trifonctionnel classique.

En charge partielle, la gestion de la charge est assurée par une régulation qualitative, comme sur les moteurs Diesel. Dans ce cas, le moteur fonctionne avec un excédent d’air élevé (lambda > 2), le mélange est alors maigre. Avec ce mélange maigre, la combustion s’effectue à des températures bien plus basses. Ces températures étant inférieures au seuil thermique de formation de NOX, les émissions de NOX sont très réduites. Etant donné que l’hydrogène possède une large plage d’inflammation, le moteur peut fonctionner en mode H2 très maigre, c’est-à-dire avec une proportion de carburant très faible, ce qui augmente encore son efficience.

Dans la plage comprise entre la pleine charge (lambda = 1) et la charge partielle (lambda > 2), par contre, les émissions brutes de NOX augmentent fortement. Cela a pour conséquence que, dans cette plage, les émissions de gaz d’échappement augmentent de manière significative. Le système de gestion moteur de la BMW Hydrogen 7 a le pouvoir d’escamoter cette plage en passant directement de la combustion maigre en charge partielle à la combustion stœchiométrique en pleine charge. Ainsi, la gestion moteur saute la plage de mélange défavorable en matière de rejets comprise entre lambda = 1 et lambda = 2 sans impact sur le couple.

La stratégie de fonctionnement intelligente du V12 bivalent permet de développer des puissances élevées quel que soit le carburant tout en réduisant les émissions à un minimum sur toute la plage du diagramme caractéristique. Ce faisant, les propriétés particulières de l’hydrogène à la combustion sont utilisées de manière ciblée pour optimiser la puissance, l’efficience et le comportement du groupe propulseur en matière d’émissions. Ainsi, le moteur animant la BMW Hydrogen 7 développe des caractéristiques dynamiques adéquates également en mode hydrogène tout en ne produisant pratiquement que de la vapeur d’eau.

Avec le concept révolutionnaire de ce douze-cylindres bivalent, BMW Group apporte une fois de plus la preuve de sa compétence clé dans le domaine des technologies d’entraînement et consolide sa position de leader parmi les constructeurs automobiles innovants.

8. Le réservoir d’énergie :Réservoir à hydrogène liquide à double paroi et superisolation sous vide.

• Réservoir d’énergie à isolation thermique d’une efficience révolutionnaire.

• Réservoir à double paroi réduisant au minimum l’apport thermique.

• Sûreté du système de contrôle de l’évaporation ou «boil off management».

Le concept du moteur bivalent de la BMW Hydrogen 7 implique l’intégration de deux réservoirs de carburant séparés. Pour atteindre son autonomie maximale, la BMW Hydrogen 7 dispose d’un réservoir à essence classique d’une capacité de 74 litres ainsi que d’un réservoir à carburant supplémentaire pouvant contenir environ 8 kilogrammes (soit environ 170 litres) d’hydrogène liquide (LH2). BMW Group mise sur l’hydrogène sous forme liquide parce que le rapport entre la quantité d’énergie tirée du carburant liquide et le volume requis par le système de réservoirs embarqué est de 75% plus élevé que dans le cas de l’hydrogène gazeux devant être stocké dans un réservoir à une pression de 700 bars. En raison de sa densité énergétique plus élevée, l’hydrogène stocké sous forme liquide assure donc au véhicule une autonomie nettement plus élevée.

Comme le moteur de la BMW Hydrogen 7, le réservoir de LH2 est lui aussi un nouveau développement d’un grand intérêt. Le principal défi posé par le développement de ce système de réservoir résidait dans le fait que, à la pression ambiante, l’hydrogène atteint l’état liquide seulement à une température de moins 253 degrés Celsius et que cette température doit être maintenue dans le réservoir aussi longtemps que possible. Pour remplir cet objectif, le réservoir a été doté d’une double paroi et d’une superisolation spéciale permettant de créer un vide élevé.

Superisolation sous vide du réservoir.

Le réservoir à hydrogène est constitué d’un réservoir intérieur et d’un réservoir extérieur, tous les deux réalisés en tôle d’acier spécial de 2 millimètres d’épaisseur. L’espace intercalaire entre le réservoir intérieur et le réservoir extérieur est occupé par une superisolation sous vide de 30 millimètres d’épaisseur. Ce vide élevé s’oppose au transfert de chaleur par l’air. Pour éviter les transferts de chaleur indésirables, l’espace intercalaire est également occupé par des feuilles réfléchissantes en aluminium et des couches de fibre de verre réduisant les apports thermiques par rayonnement. La suspension du réservoir intérieur dans le réservoir extérieur est assurée par des rubans en matière plastique renforcée de fibre de carbone (CFK) à faible conductivité de la chaleur.

La couche intercalaire d’isolation sous vide atteint un excellent niveau d’isolation comparable à celui d’une couche de Styropor d’environ 17 mètres d’épaisseur. Ce type d’isolation permet d’obtenir une température d’une constance extrêmement élevée ainsi qu’il est possible d’en faire l’illustration par un exemple concret : si on remplissait le réservoir de café bouillant, par exemple, le breuvage resterait brûlant pendant plus de 80 jours. C’est ensuite seulement qu’il refroidirait jusqu’à une température permettant de le boire. De la même manière, l’hydrogène cryogénique peut être maintenu à l’état liquide pendant une longue durée à une température d’environ moins 250 degrés Celsius.

Système de «boil off management».

Cependant, il est impossible d’éviter tout apport thermique, même faible. Cela a pour effet qu’une partie de l’hydrogène se volatilise naturellement. Ce processus est qualifié d’effet d’évaporation («boil off» en anglais).

Les faibles pertes dues à ce phénomène d’évaporation interviennent cependant seulement après une durée de stationnement de plus de 17 heures. Cette évaporation ayant pour effet d’augmenter la pression dans le réservoir à carburant, le carburant revenu à l’état gazeux doit être dérivé vers un système de contrôle dit «boil off management». Ce système maintient la pression interne du réservoir au-dessous d’un certain seuil en assurant l’évacuation contrôlée de l’hydrogène déjà évaporé. Une augmentation de pression supérieure à une valeur de 5,1 bars entraîne l’ouverture automatique d’une soupape de contrôle dite «soupape boil off», excluant ainsi toute pression trop élevée à l’intérieur du réservoir. L’hydrogène libéré sous forme gazeuse est mélangé à de l’air dans un tube Venturi et suroxydé dans un catalyseur de manière à obtenir de l’eau, processus n’exigeant aucune dépense d’énergie supplémentaire. La durée d’immobilisation, ou temps qu’il faudrait à un réservoir d’hydrogène à moitié plein pour se vider par ce système contrôlé, est d’environ 9 jours. Il resterait ensuite dans le réservoir une quantité d’hydrogène suffisante pour parcourir encore environ 20 kilomètres en mode hydrogène. Si la BMW Hydrogen 7 est entre-temps déplacée en mode hydrogène, le prélèvement du carburant nécessaire au fonctionnement du moteur induit une réduction de la pression intérieure du réservoir. La remise en stationnement de la voiture marque le début d’une nouvelle période de 17 heures d’immobilisation sans pertes précédant l’intervention du système de contrôle de l’évaporation.

Pour prévenir le réchauffement plus rapide pouvant survenir du fait d’un endommagement de la superisolation sous vide, le réservoir a été doté, en plus de la «soupape boil off», de deux soupapes de sécurité redondantes qui, en cas d’augmentation de la pression plus importante que la moyenne, assurent l’évacuation contrôlée et décentrale de l’hydrogène gazeux dans l’environnement. Ce processus repose sur l’exploitation des propriétés physiques de l’hydrogène. L’hydrogène étant plus léger que l’air, il s’élève et se volatilise aussitôt. Lorsque la première soupape s’ouvre, l’hydrogène gazeux est dirigé vers le toit du véhicule par des conduites de sécurité passant dans les montants C. Par la deuxième soupape, dont l’ouverture est déclenchée seulement par une pression plus élevée, le gaz est dirigé vers le soubassement du véhicule où il est également évacué.

En cours de conduite de la BMW Hydrogen 7, la transformation définie d’hydrogène liquide en hydrogène gazeux est un processus permanent. Le réservoir de LH2 contient toujours, en plus de l’hydrogène liquide, un coussin d’hydrogène gazeux. Ce coussin est nécessaire car c’est à l’état gazeux que l’hydrogène est prélevé du réservoir et amené au moteur. En outre, ce coussin de gaz constant est utilisé pour le démarrage du moteur, celui-ci démarrant toujours automatiquement dans le mode H2 engendrant le moins d’émissions. L’hydrogène est amené au moteur sous l’effet de la différence de pression par des conduites à double paroi – construction permettant de se passer de pompe à carburant pour l’hydrogène.

La capsule de système secondaire.

Prélevé dans le réservoir à l’état de gaz cryogénique, l’hydrogène doit être réchauffé avant d’être apte à la formation externe du mélange dans le moteur thermique. A cet effet l’hydrogène gazeux est d’abord conduit dans un échangeur thermique se trouvant dans une capsule appelée capsule de système secondaire. Cette capsule également à double paroi intègre, outre l’échangeur thermique, les capteurs de pression et de température ainsi que les blocs de soupapes.

L’échangeur thermique utilise la chaleur du moteur et fonctionne avec l’eau du circuit de refroidissement. Si la pression du réservoir est inférieure aux 3 bars nécessaires au fonctionnement du moteur, une partie de l’hydrogène gazeux réchauffé est conduit par le réservoir de LH2. Cet apport thermique contribue à faire évaporer encore une partie de l’hydrogène liquide contenu dans le réservoir, ramenant ainsi la pression au niveau nécessaire.

Réservoir à essence adapté.

Pour équiper la BMW Hydrogen 7, le réservoir à essence de la BMW 760Li a été adapté à l’espace disponible. Il a désormais une capacité de 74 litres. Cette adaptation a été nécessitée par le fait qu’il fallait pouvoir faire passer devant le réservoir à essence les conduites d’alimentation en LH2 allant du réservoir d’hydrogène à l’installation d’admission du moteur et élargir le circuit de refroidissement pour le réchauffement de l’hydrogène. En outre, cela a permis de trouver l’espace nécessaire à la pompe à eau additionnelle du circuit de refroidissement.

9. L’alimentation en carburant :Procédure de remplissage du réservoir d’hydrogène permettant la définition d’une norme mondiale.

• Ravitaillement en hydrogène selon une procédure familière.

• Accouplement manuel, remplissage automatique.

• Coopération internationale pour une norme mondiale.

La condition de principe à remplir lors du développement du système de ravitaillement de la BMW Hydrogen 7 était que la procédure de ravitaillement ne devait pas être plus compliquée que le ravitaillement en essence actuel. Car le lancement de la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène et dédiée à une utilisation quotidienne ne doit pas seulement contribuer à la réduction des émissions de CO2, la voiture doit en même temps servir de jalon marquant le début d’une nouvelle ère automobile et de signal à l’adresse de l’industrie automobile.

Le système de ravitaillement en hydrogène liquide se distingue de la procédure familière de ravitaillement au moyen d’un pistolet distributeur essentiellement par son raccord étanche à la pression et au froid. A cette exception près, la procédure de ravitaillement en carburant se déroule de manière analogue au ravitaillement en essence, les quelques manipulations à exécuter par le conducteur restant à peu près identiques. Avant de procéder au ravitaillement, il faut d’abord mettre le véhicule dans une position d’arrêt sécurisé, dans la position «P» de la boîte de vitesse, en actionnant le frein de stationnement électromécanique. Le conducteur ouvre la trappe de remplissage en carburant du réservoir à hydrogène en actionnant la touche, à gauche, près du volant. Ensuite, il approche de la tubulure du réservoir à hydrogène du véhicule le raccord d’approvisionnement en hydrogène liquide de la pompe, comme il le ferait avec un pistolet distributeur. Après le raccordement à la main, le verrouillage complet du raccord d’approvisionnement se fait de manière automatique. Par un contact électronique, le véhicule signale à la pompe à carburant, automatiquement et sans intervention du conducteur, que le véhicule est prêt pour le ravitaillement. Le remplissage du réservoir en hydrogène commence, également de manière automatique.

La pompe à carburant reçoit automatiquement le message électronique d’autorisation seulement lorsque le véhicule est dans une position d’arrêt sécurisé, lorsque la tension de la batterie est suffisante, lorsque aucun signal d’avertissement ne fait état d’une alerte au gaz ou d’un choc, lorsque le niveau de remplissage n’est pas supérieur à 80 pour cent et que la pression intérieure du réservoir est supérieure à 5,5 bars, que la trappe de remplissage est complètement ouverte et le test d’étanchéité du raccord de ravitaillement achevé. Dans le détail, le remplissage automatique comporte les opérations d’ouverture des robinets à bille, d’introduction du tube de transfert, de balayage de la conduite de remplissage, de retrait du tube de transfert, de fermeture des robinets à bille ainsi que de déverrouillage. Le conducteur n’a plus qu’à défaire le raccord de ravitaillement et refermer la trappe de remplissage en actionnant à nouveau la touche du réservoir.

La procédure complète demande moins de 8 minutes. Le ravitaillement s’effectue sans danger comme le ravitaillement en essence et en gazole et dans des conditions de propreté même encore plus grande. En raison de l’encapsulage complet du processus de ravitaillement, au contraire de l’essence ou du gazole, il ne peut s’échapper de vapeurs inflammables. En cas d’anomalie du fonctionnement au niveau de la pompe à carburant ou du véhicule, la procédure est interrompue ou bien impossible.

Ravitaillement coaxial en hydrogène.

L’hydrogène liquide refroidi à environ moins 250 degrés, est déversé dans le réservoir de la BMW Hydrogen 7 sous forme de «pluie de gouttes». L’hydrogène gazeux se trouvant dans le réservoir au-dessus de la phase liquide se condense sur les gouttelettes. De ce fait, la pression de l’hydrogène gazeux baisse dans le réservoir. Le processus de remplissage du réservoir se déroule de manière coaxiale, ce qui signifie que l’hydrogène liquide est transporté dans le conduit intérieur du tuyau de ravitaillement composé de deux couches tandis que l’hydrogène gazeux refoulé dans le réservoir par l’hydrogène liquide peut revenir par le conduit extérieur et est ramené au point de prélèvement via le raccord de ravitaillement coaxial.

Définition d’une norme mondiale en cours.

Pour imposer le plus tôt possible un raccord de ravitaillement en hydrogène liquide unique et adapté à l’automobile, BMW Group a fondé un consortium ouvert avec les constructeurs automobiles General Motors/Opel et Honda ainsi que le spécialiste de l’hydrogène Linde und Walther fabriquant les éléments mécaniques destinés au ravitaillement en hydrogène. Ce consortium s’est donné pour objectif de définir une norme mondiale imposant le raccord de ravitaillement en hydrogène liquide développé.

Linde apporte son savoir-faire en matière d’hydrogène.

Par le passé, BMW Group et la société Linde ont déjà coopéré dans le cadre de nombreux projets touchant à l’hydrogène. L’entreprise est l’un des plus grands constructeurs du monde d’installations de production d’hydrogène et elle a construit un grand nombre d’installations de liquéfaction de l’hydrogène.

Linde est l’un des plus grands fournisseurs d’hydrogène liquide qui équipe à peu près toutes les stations de distribution d’hydrogène liquide existant actuellement et approvisionne, notamment, les stations de Berlin et de Munich en hydrogène liquide et gazeux.

Remplissage du réservoir à froid et à chaud.

Outre la procédure de remplissage du réservoir à froid, pratique, induite manuellement et se poursuivant de manière automatique, dans certains cas d’exception, le remplissage à chaud du réservoir d’hydrogène de la BMW Hydrogen 7 est également possible. Il y a lieu d’y recourir lorsque le réservoir est complètement vide ou bien est devenu trop chaud pour un remplissage à froid en raison d’une durée d’immobilisation du véhicule particulièrement longue. Dès la remise de la BMW Hydrogen 7, son conducteur reçoit des informations détaillées sur la manière d’éviter les situations exigeant un remplissage à chaud du réservoir du véhicule. Le remplissage du réservoir à chaud demande nettement plus de temps que le remplissage à froid parce qu’il faut d’abord refroidir le réservoir à hydrogène à la température exigée en fonctionnement normal. Pour des raisons de sécurité, le remplissage du réservoir à chaud ne peut être effectué à la station-service que par des personnels ayant reçu la formation adéquate. Le véhicule conserve pourtant sa mobilité puisqu’il peut être utilisé en mode essence.

Le remplissage du réservoir à essence se fait de manière identique à celui de la BMW Série 7 de série à propulsion conventionnelle. Le moteur est conçu pour fonctionner au super plus (indice d’octane 98).

10. Carrosserie et train de roulement :Sur base BMW 760Li, construction légère intelligente, optimisation de la résistance aux chocs, suspension spéciale.

• La marque distinctive d’un dôme de puissance élevé.

• Construction mixte acier-CFK d’un nouveau type.

• Système télémétrique de contrôle du gonflage des pneus RDC comme dans le sport automobile.

La BMW Hydrogen 7 associe avec bonheur dynamisme, luxe et confort de conduite à une technologie de propulsion révolutionnaire. Le caractère de la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène se manifeste dans une carrosserie à l’élégance sportive et dans une suspension conçue pour la doter du plus grand dynamisme. Sur le plan optique, la BMW Hydrogen 7 ne peut renier sa qualité de membre de la famille des BMW Série 7. Pour l’essentiel, elle doit son apparence au design de la carrosserie de la BMW 760Li, la plus grande limousine de la famille des BMW Série 7. Les dimensions extérieures et l’empattement des deux modèles sont identiques.

De manière à pouvoir intégrer dans la BMW Hydrogen 7 les éléments spécifiques de la propulsion à hydrogène, plusieurs zones de la carrosserie de la BMW 760Li ont été modifiées ou redessinées. L’innovation fondamentale réside dans l’utilisation de matière synthétique renforcée de fibre de carbone (CFK) pour les composants de la carrosserie. BMW Group a développé tout spécialement pour la BMW Hydrogen 7 un nouveau type de construction mixte CFK-acier qui se distingue par sa résistance aux chocs particulièrement élevée pour un poids réduit. Ceci permet de compenser une partie du gain de poids dû à la technique de propulsion et au système de réservoir à hydrogène et de remplir les exigences élevées en matière de sécurité passive. Ainsi, les cadres latéraux gauche et droit de la cellule de survie sont renforcés de CFK sur tout leur pourtour. Le poids à vide de la BMW Hydrogen 7 est de 2 460 kilogrammes.

Design de la carrosserie : extérieur légèrement modifié.

En comparaison avec la BMW 760Li, le capot moteur ainsi que la trappe de remplissage de LH2, transparente et élégamment cerclée de chrome, sont les plus apparents des quelques éléments de carrosserie permettant l’identification optique de la BMW Hydrogen 7. Le dôme de puissance au modelé particulièrement prononcé s’érige en marque distinctive essentielle de la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène et fabriquée en série. La BMW Hydrogen 7 doit ce dôme de puissance à un moteur plus encombrant en hauteur en raison des injecteurs de H2.

Le nouveau modelé du capot fait en même temps référence à la source d’énergie exceptionnelle en action sous la carrosserie de la limousine à hydrogène. On a renoncé à doter la BMW Hydrogen 7 de projecteurs antibrouillard avant au profit d’un système de refroidissement du moteur plus important. En outre, la limousine à hydrogène n’a pas de toit ouvrant. Elle est dotée d’un couvercle d’évacuation de sécurité placé sur le toit.

Autres marques distinctives à part le dôme de puissance élevé, la voiture s’identifie à l’inscription «Hydrogen 7» sur le capot arrière et à l’inscription «Hydrogen» au-dessous des clignotants latéraux. Autre caractéristique du design, la garniture à applications de chrome pour le pare-choc arrière. L’inscription «BMW Hydrogen Power» ornant les caches de bas de caisse des portes fait référence au système de propulsion révolutionnaire de la limousine.

La première voiture haut de gamme du monde propulsée à l’hydrogène, fabriquée en série et dédiée à une utilisation quotidienne sort des chaînes revêtue d’une peinture métallique de haute qualité. Réservé en exclusivité à ce modèle, le coloris Blue Water Metallic surtout souligne particulièrement bien le caractère exceptionnel du véhicule.

Modifications à l’intérieur.

A l’intérieur de la BMW Hydrogen 7, les modifications optiques par rapport à la BMW 760Li sont peu nombreuses. Au poste de conduite, on note les nouveaux affichages pour le mode hydrogène. Au visuel des voyants de contrôle variables du combiné d’instruments emprunté à la BMW Série 7, le symbole «H2» s’allume lorsque le véhicule est propulsé en mode hydrogène. Dans le cadran du compteur de vitesse, au-dessus de l’affichage du niveau d’essence, un affichage supplémentaire du niveau de H2 indique le degré de remplissage en kilogrammes. L’autonomie cumulée est représentée sous forme de barres transversales en deux éléments ainsi que sous forme de chiffres. La réserve d’hydrogène (env. 1,5 kilogramme de quantité résiduelle pour 50 kilomètres environ) et la réserve d’essence (env. 15 litres de quantité résiduelle pour au moins 100 kilomètres) sont indiquées séparément l’une de l’autre.

Les modifications les plus notables apportées à l’intérieur concernent l’arrière du véhicule. Elles se sont imposées en raison de la disposition du réservoir à hydrogène au-dessous de la plage arrière, derrière la banquette arrière. Sur la BMW Hydrogen 7, la banquette arrière est placée plus en avant d’environ 115 millimètres par rapport à celle de la version longue de la BMW Série 7, mais plus en arrière d’environ 25 millimètres par rapport à la BMW Série 7 à empattement standard. A bord de la voiture à hydrogène, les deux passagers arrière savourent le même confort que dans toute limousine haut de gamme de la marque BMW. Pour des raisons d’encombrement, l’accoudoir central arrière n’est pas escamotable. La BMW Hydrogen 7 est donc une quatre places.

Construction légère en aluminium pour le châssis.

Les composants supplémentaires nécessités par l’alimentation du moteur en LH2 ont entraîné un gain de poids tout particulièrement vers l’arrière de la voiture. Ce gain de poids a nécessité une adaptation adéquate du châssis et des systèmes de réglage. En principe, le châssis est dérivé du châssis en construction légère d’aluminium de série auquel la BMW Série 7 doit ses caractéristiques dynamiques particulières.

Elle est dotée, à l’avant, d’un axe de jambe de force à double articulation et barre de traction et, à l’arrière, d’une suspension multibras Integral IV à compensation de plongée au freinage et de cabrage au démarrage. En outre, comme sur la voiture de sécurité BMW Série 7, l’essieu arrière est renforcé d’éléments en aluminium et en acier. La BMW Hydrogen 7 est dotée de la technologie AdaptiveDrive tout spécialement adaptée à ce modèle, système associant fonction anti-roulis et amortisseurs adaptatifs. Le système AdaptiveDrive donne à la BMW Hydrogen 7 une agilité et une docilité extrêmes permettant une maîtrise parfaite du véhicule jusque dans les parcours très sinueux.

Les ressorts de l’essieu arrière ont été revus en fonction des exigences de la BMW Hydrogen 7. En outre, les amortisseurs des essieux avant et arrière ont été adaptés et modifiés de sorte que l’on puisse goûter sans réserve, à bord de la BMW Hydrogen 7 également, l’incomparable association entre stabilité et dynamisme du comportement caractéristique de la BMW Série 7.

La BMW Hydrogen 7 est dotée du système de freinage de la BMW Série 7. La distance de freinage du véhicule lancé à 100 km/h est de 41 mètres. Le frein de stationnement électromécanique a été spécialement adapté à la BMW Hydrogen 7 par modification de la position de montage, de la pose du câble ainsi que du dispositif de desserrage de secours. Pour le reste, le dispositif de freinage correspond aux systèmes de freinage des modèles BMW 760i et BMW 760Li.

Adaptés aux caractéristiques de puissance ainsi qu’à la répartition des masses de la BMW Hydrogen 7, les systèmes de réglage sont dérivés de ceux des modèles BMW 760i et BMW 760Li. Outre le logiciel de réglage du système AdaptiveDrive, ceci concerne également le réglage du système antiblocage (ABS) et du système de contrôle dynamique de la stabilité (DSC).

La BMW Hydrogen 7 chausse des roues en alliage léger de 19 pouces au nouveau design avec set de mobilité. En outre, des pneus d’hiver de 18 pouces sont disponibles pour la BMW Hydrogen 7.

Système high tech de contrôle de la pression des pneus RDC.

La dotation de la BMW Hydrogen 7 intègre également le système télémétrique de contrôle de la pression des pneus par capteurs (RDC pour Reifen Druck Control). Doté d’une très grande réactivité, ce système emprunté au sport automobile correspond au niveau actuellement le plus élevé en matière de contrôle des pneus.

Le système télémétrique RDC de contrôle de la pression des pneus mesure en permanence et à intervalles courts la pression de chacun des pneus. La valeur mesurée est indiquée pour chacune des roues au combiné d’instrument par des voyants de contrôle. Le système RDC comporte quatre électroniques de roue, dotées chacune d’un récepteur de 125 kHz et d’un émetteur de 433 MHz et fixées dans les roues par des valves métalliques. Les électroniques de roue fonctionnent sur des piles ayant une durée de vie de 5 ans.

Ainsi, le conducteur est informé encore plus tôt et avec encore plus de précision qu’auparavant sur la perte de pression dans un seul pneu. Par ailleurs, le système signale également la perte d’air survenant uniformément dans toutes les roues. Celle-ci peut être occasionnée par la diffusion naturelle de l’air hors du pneu comme par de grandes variations de température.

Isolation phonique efficace pour un confort maximum.

Le moteur thermique bivalent de la BMW Hydrogen 7 présente des caractéristiques acoustiques différentes de celles des moteurs à essence classiques. En raison de la plus grande vitesse de combustion et du rendement plus élevé ainsi atteint, en mode H2, le niveau d’émission sonore du moteur est plus intense et se situe dans un spectre de fréquence différent. Cependant, cet effet est compensé par diverses mesures.

Ainsi, par exemple, la BMW Hydrogen 7 reprend l’ancrage de la boîte automatique de la version huit-cylindres de la BMW Série 7, lequel assure une plus grande douceur. Cette mesure constitue un compromis idéal entre un dynamisme de conduite élevé et une acoustique agréable.

La BMW Hydrogen 7 a été dotée d’isolations acoustiques dites «Super High» dans la zone de la garniture de plancher de la cellule de survie et au niveau de la cloison avant du moteur. La ventilation de la cellule de survie s’effectue via un canal d’air à isolation acoustique développé spécialement à cet effet. Le tube à air brut de ce conduit d’alimentation est doté d’un amortisseur de bruits d’aspiration.

Aussi le niveau de bruit atteint en mode H2 est-il comparable à celui atteint en mode essence par la BMW 760i. Cependant, la sonorité caractéristique de la propulsion à hydrogène reste présente en mode H2.

11. Le concept de sécurité :Développement de normes de sécurité, essais, certification indépendante.

• Concept de sécurité à plusieurs niveaux pour les composants hydrogène.

• Système d’autosurveillance active dans la BMW Hydrogen 7.

• Expérimentation passant par toutes les procédures de test du développement de modèles de série.

Dans le cadre des recherches menées par BMW Group dans le domaine des énergies de propulsion alternatives, l’hydrogène est apparu comme le carburant le plus apte à assurer un futur automobile affranchi des émissions polluantes. Par nature, l’hydrogène a des propriétés différant de celles de l’essence ou du gazole. Aussi ce carburant exige-t-il un traitement différent. Cette nouvelle énergie de propulsion exige l’application de nouvelles consignes de sécurité. Lors du développement et de la construction de la BMW Hydrogen 7, une priorité élevée a été donnée à un concept de sécurité intégrée, condition préalable pour une utilisation quotidienne du véhicule.

Etant donné que le système de propulsion à hydrogène de la BMW Hydrogen 7 utilise une énergie motrice pour la manipulation de laquelle il n’existe jusqu’à présent pour ainsi dire aucune expérience recueillie dans une utilisation quotidienne, ce concept de sécurité englobe tout l’environnement du véhicule ainsi que tous les modes d’utilisation, depuis la conduite – dans un tunnel par exemple – jusqu’à la maintenance et la réparation en passant par le stationnement et le ravitaillement en carburant à la station-service.

Tous les composants du système à hydrogène sont conçus de sorte que leur forme de construction garantisse une sécurité maximum. Pour répondre au critère de sécurité intrinsèque, il a également été fait en sorte que, même en cas d’anomalie de fonctionnement, ils reviennent toujours à un état sûr. Par ailleurs, le véhicule est doté d’un système d’autosurveillance complet, commandé par des capteurs, qui, en cas de besoin, fournit au conducteur des informations supplémentaires sur l’état de son véhicule. L’utilisateur de la voiture reçoit des avertissements l’informant de chaque anomalie du fonctionnement, même lorsque celle-ci ne constitue encore aucune mise en danger. La BMW Hydrogen 7 est passée par toutes les phases du processus de concept produit. Au cours des procédures complètes et clairement définies d’autorisation et de validation, les exigences de qualité et de sécurité les plus élevées ont été testées. C’est ainsi que la sécurité de fonctionnement de tous les composants importants du système hydrogène a été soumise à un système de critères élevés exigeant le passage par un processus de développement concernant spécialement la sécurité.

Dans le domaine de la mobilité, le progrès s’accompagne par principe de nouvelles prescriptions de service et de sécurité. A cet effet, BMW Group s’engage dans de nombreux organismes internationaux travaillant au développement de normes de sécurité communes pour les véhicules à propulsion à hydrogène. Le concept de sécurité de la BMW Hydrogen 7 est défini de sorte que, pour le conducteur, le passage à la technologie de propulsion propre puisse se faire également dans les conditions d’une utilisation quotidienne sans réserves.

Les propriétés de l’hydrogène relatives à la sécurité.

Différence fondamentale en comparaison avec l’essence ou le gazole, l’hydrogène est incolore et inodore. En outre, l’hydrogène est 15 fois plus léger que l’air ambiant ce qui a pour conséquence qu’il s’élève toujours et se volatilise. En cas de fuite d’hydrogène hors du réservoir de LH2 du véhicule, il ne se forme donc pas de flaque de carburant au sol comme c’est le cas en cas de fuite d’essence et de gazole. Le réservoir de LH2 contient de l’hydrogène sous forme liquide, refroidi à des températures très basses au-dessous de zéro. Au contact de l’air, l’hydrogène liquide se réchauffe aussitôt, se gazéifie, s’élève et se volatilise rapidement. Au contraire de ce qui se produit avec l’essence et le gazole, la fuite involontaire de ce carburant ne produit pas de pollutions du sol dangereuses pour l’environnement.

Toujours en comparaison avec l’essence et le gazole, l’inflammabilité considérablement plus élevée de l’hydrogène constitue un important défi en matière de sécurité. La plage de mélange de l’hydrogène avec l’air ambiant au sein de laquelle une inflammation pourrait se produire est plus large alors que l’énergie d’inflammation de l’hydrogène est plus basse que celle de l’essence ou du gazole. Cela signifie que l’apport d’énergie nécessaire à l’inflammation du gaz est plus faible. Lorsque l’hydrogène brûle, une flamme s’élève qui n’est pas détectable par l’œil et qui ne s’accompagne d’aucun dégagement de fumée. En cas de scénario «worst case» (scénario du pire) sur la route ou dans la rue, toujours en comparaison avec l’essence ou le gazole, l’hydrogène présente cependant l’avantage d’un moindre risque d’incendie et d’un moindre danger d’escalade sur les lieux de l’accident. Etant donné que l’hydrogène se volatilise rapidement, il présente un risque d’inflammation uniquement en présence d’une source d’inflammation se trouvant dans la proximité immédiate de la fuite d’hydrogène, c’est-à-dire là où le mélange H2-air se trouve dans un état inflammable. En comparaison, la probabilité que le véhicule prenne feu est faible. En outre, le feu ne pourrait pas s’étendre en largeur par le biais des flaques de carburant se formant au sol caractéristiques de carburants tels que l’essence ou le gazole.

S’il se produisait une fuite dans le réservoir d’hydrogène à l’intérieur d’un local fermé sans possibilité d’évacuation, la concentration en hydrogène gazeux ne serait pas perceptible pour l’homme en raison de l’absence d’odeur et de couleur de ce gaz. A la différence de l’essence ou du gazole, l’hydrogène n’est ni toxique ni irritant, mais il exige l’application d’autres règles de protection contre l’incendie que celles mises en œuvre pour les carburants couramment utilisés jusqu’à présent.

La manipulation de l’hydrogène se fait dans de bonnes conditions de sécurité à condition de tenir compte de ses propriétés spécifiques. De même que la manipulation d’essence et de gazole comme carburants, la manipulation d’hydrogène peut également devenir une chose tout à fait naturelle pour l’automobiliste. Par principe, tout carburant recèle obligatoirement un certain potentiel de danger en raison de l’énergie dont il est le vecteur. Ainsi, il ne serait pas possible de propulser un véhicule à l’essence ou au gazole si ces carburants n’étaient pas combustibles.

Concept de sécurité à plusieurs niveaux pour les composants hydrogène.

Pour les véhicules propulsés à l’hydrogène, BMW fait figure de pionnier en privilégiant le stockage d’hydrogène cryogénique liquide dans un réservoir innovant doté d’une superisolation. En vue du stockage, l’hydrogène est refroidi jusqu’à l’état d’agrégation liquide. L’avantage par rapport à l’état gazeux réside dans la densité de stockage nettement plus élevée. Ainsi, le véhicule est doté d’une plus grande autonomie. Le défi posé par cette solution réside dans le fait que, à la pression ambiante, l’hydrogène atteint l’état liquide seulement à une température de moins 253 degrés Celsius et que le carburant doit être maintenu à cette basse température dans le réservoir aussi longtemps que possible. Bien que le réservoir soit doté d’une isolation extrêmement efficace, il est impossible d’éviter un faible transfert de chaleur à son contenu. Avec le temps, une partie du contenu du réservoir va donc s’évaporer ; c’est ce que l’on appelle l’effet «boil off». Ce phénomène s’accompagne d’une augmentation de la pression dans le réservoir car l’hydrogène à l’état gazeux a un volume plus important. Sur la BMW Hydrogen 7, cette augmentation de la pression est contrôlée par le système de contrôle de l’évaporation ou «boil off management». Grâce à ce système, le gaz formé ayant atteint une certaine quantité est conduit à un catalyseur où il est suroxydé et transformé en eau sans utilisation d’une source d’énergie supplémentaire.

En cas d’endommagement de la superisolation sous vide du réservoir à hydrogène et de déclenchement consécutif d’une montée de la température plus rapide, le réservoir a été doté, en plus du système de «boil off management», de deux soupapes de sécurité redondantes qui, en cas d’augmentation de la pression supérieure à la moyenne, assurent l’évacuation contrôlée de l’hydrogène gazeux dans l’environnement. A l’ouverture de la première soupape, l’hydrogène est dirigé par les conduites de sécurité passant dans les montants C vers le toit de la voiture où il est évacué. La deuxième soupape permet de diriger le gaz vers le soubassement de la voiture où il peut également s’échapper. Placé derrière la banquette arrière et au-dessus de l’essieu arrière, le réservoir à LH2 occupe en outre une position optimale en ce qui concerne la sécurité en cas de choc.

Toutes les conduites et tous les composants pertinents du circuit hydrogène sont à double paroi. En cas de défectuosité de la gaine intérieure d’une conduite à hydrogène, la seconde gaine se charge de l’évacuation sûre vers l’extérieur de l’hydrogène qui s’échappe et de sa notification plus rapide au moyen des capteurs d’hydrogène. En cas de diagnostic faisant état d’une fuite d’hydrogène, des soupapes d’arrêt proches du réservoir se ferment afin de maintenir la fuite dans des limites sans danger.

Autosurveillance active à bord de la BMW Hydrogen 7.

Le développement de la BMW Hydrogen 7 a été sciemment orienté vers la conception d’un véhicule à sécurité intrinsèque. Cela signifie que la voiture à hydrogène se contrôle elle-même en permanence, que tous les composants satisfont aux exigences de sécurité maximales et que, en cas d’anomalie du fonctionnement, ils reviennent automatiquement à un état sûr. Par principe, même sans courant, le véhicule est dans un état sûr. Un système complet commandé par capteurs signalise les éventuelles anomalies de fonctionnement de tous les composants du circuit hydrogène. A cet effet, des capteurs à hydrogène sont positionnés en cinq endroits importants du véhicule : dans le compartiment moteur, dans la capsule de système secondaire, dans la trappe du réservoir de LH2, dans l’habitacle et dans le coffre à bagages. Indépendamment du fonctionnement du moteur, du réseau de bord et du combiné d’instruments, en cas de détection d’hydrogène, des diodes luminescentes rouges s’allument dans les boutons de verrouillage des portes. Lorsque le véhicule est en marche, des messages d’alerte s’affichent, en plus, au combiné d’instruments, tandis qu’un signal sonore attire l’attention sur le message. De plus, l’état du système est surveillé en permanence par des capteurs de température et de pression de sorte qu’il est possible d’intervenir dans le système par des mesures adéquates avant l’apparition d’une défectuosité. En cas de fuite d’hydrogène, l’alimentation en hydrogène est coupée, la BMW Hydrogen 7 commute automatiquement sur le mode essence et les vitres latérales descendent automatiquement.

Outre sa batterie de démarrage, la BMW Hydrogen 7 est dotée de deux batteries supplémentaires pour l’alimentation du système de sécurité commandé par capteurs. Ainsi, le fonctionnement de l’installation d’avertissement de la détection de gaz est assuré indépendamment de la batterie de démarrage. La capacité d’utilisation de ces deux batteries est, ensemble, de jusqu’à 66 jours ; elle couvre donc la totalité du temps de stockage maximal de H2 dans le réservoir.

Essais et certification indépendante.

Les systèmes moteur et réservoir ainsi que l’électronique de la BMW Hydrogen 7 ont été développés en tant que composants intégraux du véhicule et sont passés par tout le processus de concept produit. Par les processus d’autorisation et de validation obligatoirement appliqués aux nouveaux modèles BMW, la conformité aux exigences de qualité et de sécurité typiques de BMW a été assurée. Tous les composants touchant à la sécurité ont été soumis à un processus de développement spécialement conçu pour optimiser la démarche de recherche de la sécurité. Cela signifie que chacun de ces composants a été soumis à des analyses de sécurité d’une extrême précision afin de constater s’il satisfait aux exigences de la fabrication en série définies au préalable dans le moindre détail. Ces analyses théoriques ont été ensuite confirmées par des essais spécifiques. Pour chacun des composants concernés, la validité des exigences élevées à son endroit, des contrôles de sécurité théoriques et de la tenue des essais a été confirmée par des experts externes.

Comme tout véhicule de série, la BMW Hydrogen 7 a été soumise à tous les tests de choc courants ainsi qu’à des tests de choc spécifiques concernant particulièrement les composants hydrogène tels que, par exemple, choc frontal à une vitesse d’impact de 64 km/h selon EURO NCAP, choc arrière non décalé et décalé 40 pour cent ainsi que choc latéral dans la zone la plus sensible, c’est-à-dire directement sur le raccord de ravitaillement. Aucun des essais de choc n’a entraîné d’endommagement critique du réservoir, de son isolation ou des composants du circuit hydrogène.

En plus du très complet programme d’essai des composants et du véhicule, le comportement du réservoir à hydrogène a été testé dans des conditions extrêmes telles que l’exposition aux flammes et aux tirs, l’endommagement mécanique massif de même que la réaction du réservoir à carburant et des dispositifs de sécurité en cas de perte artificiellement provoquée du vide du système isolant.

A cet effet, BMW Group a dressé, en coopération avec le service technique du TÜV Süddeutschland, un catalogue complet de scénarios d’accident. Ces essais ont démontré que, même en charge maximale, les soupapes de sécurité redondantes assurent dans des conditions de sécurité extrêmement élevées une évacuation dosée de l’hydrogène stocké n’entraînant pas de risques importants. Dans le cadre de l’un des divers essais au feu, des réservoirs d’hydrogène pleins ont été exposés à des flammes vives dégageant plus de 1000 degrés Celsius. Dans ce cas également, le comportement des réservoirs n’a révélé aucun problème : l’hydrogène évaporé a été évacué de manière contrôlée et à peine perceptible par les soupapes de sécurité. Les résultats ont confirmé sans réserve le concept sécurité du système LH2.

Pour les processus de développement touchant à la sécurité, non seulement la totalité des résultats du travail de développement, mais aussi le caractère concluant de la formulation des exigences ainsi que l’exhaustivité de la tenue des tests ont été documentés. Qu’il s’agisse des composants ou du véhicule dans son intégralité, des vérifications et des évaluations ont été effectuées à cet effet par des experts indépendants internes et externes, par le TÜV notamment ainsi que par d’autres ingénieurs et instituts spécialisés. A l’issue de ces tests, le TÜV Süddeutschland et les experts des sapeurs-pompiers ont conclu que les «voitures à hydrogène étaient au moins aussi sûres que les voitures à essence classiques».

Règlement pour le stationnement dans des garages.

Etant donné qu’il n’est pas possible à ce jour de disposer d’un nombre suffisant de données statistiques de fiabilité collectées dans la pratique quotidienne en ce qui concerne la sécurité du réservoir à hydrogène liquide équipant des automobiles, le stationnement n’est pas autorisé, à ce jour, dans les locaux fermés. En conformité avec le principe de précaution, BMW Group maintiendra cette interdiction vis à vis des utilisateurs tant qu’il n’y aura pas un nombre suffisant de données statistiques valables en la matière. Celles-ci seront collectées au cours d’une longue période de fonctionnement et dans le cadre de programmes de sécurité supplémentaires.

La conduite et le stationnement de brève durée dans des locaux fermés tels que, par exemple, garages à étages ainsi que le passage dans des tunnels de toutes sortes et dans des installations de lavage automatique sont par contre autorisés, de même que le stationnement dans des abris pour voitures ouverts de type carport.

12. La production :Intégration dans le processus de fabrication en série à l’usine BMW de Dingolfing ; la BMW Hydrogen 7, vecteur d’innovation.

• Fabrication dans les conditions de la série.

• Montage en parallèle avec les BMW Série 7, Série 6 et Série 5.

• Innovation dans le domaine de la carrosserie en construction légère applicable à d’autres modèles.

La production de la BMW Hydrogen 7 illustre les énormes progrès accomplis par BMW Group dans le domaine du développement de la propulsion à hydrogène. Au contraire de prototypes précédents et de véhicules de démonstration, la BMW Hydrogen 7 n’est pas simplement le résultat d’un projet de recherche, c’est une voiture passée – comme tous les autres modèles de la marque BMW – par le processus habituel du développement précédant la série. Aussi sa fabrication peut-elle être lancée dans les conditions de la série. La voiture est fabriquée sur le site BMW de Dingolfing parallèlement aux modèles des BMW Série 7, Série 6 et Série 5. Comme tous les douze-cylindres de la marque, le groupe propulseur est fabriqué dans l’usine de moteurs BMW de Munich.

Le but essentiel poursuivi au cours du développement pour la série était de permettre une utilisation quotidienne efficiente du véhicule et d’obtenir son homologation en Allemagne et sur les autres marchés de la Communauté économique européenne. La BMW Hydrogen 7 est passée, comme les voitures des autres séries de modèles, par le processus de concept produit (en allemand : Produktentstehungsprozess ou PEP). Dans le cadre de ce processus, chaque composant est analysé séparément et son aptitude à la fabrication en série examinée de la même manière que le véhicule dans son intégralité. Dans ce contexte, les exigences de sécurité élevées jouent un rôle important. Les différentes étapes du PEP (essai, validation et autorisation) assurent que tous les véhicules remplissent les normes élevées en vigueur chez BMW Group.

Avec la BMW Hydrogen 7, il s’agissait en outre de faire progresser la technologie de l’hydrogène à l’intérieur de l’entreprise et chez les sous-traitants concernés. L’acquisition d’un riche savoir-faire concernant l’intégration de la technologie de l’hydrogène dans une utilisation quotidienne fournit la base à des développements futurs dans le domaine de l’automobile.

Construction révolutionnaire de la carrosserie.

Outre la conception révolutionnaire de la propulsion à hydrogène, la carrosserie est également l’un des défis particuliers posés par la fabrication. La carrosserie brute de la BMW Hydrogen 7 est réalisée pour la première fois dans un type de construction mixte recourant à une matière synthétique renforcée de fibre de carbone (CFK). Ceci permet d’augmenter la rigidité de certains éléments de carrosserie exposés à des charges particulières en raison du poids total plus élevé du véhicule. La construction mixte en CFK apporte une énorme rigidité à la carrosserie tout en permettant une optimisation du poids. Les savoir-faire acquis avec cette technologie pourront également être appliqués à l’avenir à d’autres véhicules de la marque BMW.

Le montage de la BMW Hydrogen 7 est effectué à Dingolfing. C’est également sur ce site que sont effectués les premiers essais de fonctionnement en mode essence ainsi que le contrôle d’étanchéité du circuit hydrogène. L’essai final de fonctionnement en mode hydrogène a lieu sur le site BMW d’Eching, près de Munich.

13. La coopération : La première limousine de luxe du monde animée par un moteur à hydrogène et dédiée à une utilisation quotidienne, dialogue intense entre les utilisateurs et BMW.

• L’expérience acquise en utilisation quotidienne fournit des informations précieuses.

• Le plaisir de conduire et la participation à une œuvre de pionnier.

• Un service compétent apporté par des techniciens formés.

Le conducteur de la nouvelle BMW Hydrogen 7 participe à une œuvre de pionnier et vit du plus près l’entrée dans une nouvelle ère de la mobilité. En outre, par son expérience personnelle, chaque utilisateur influence les prochains développements de la propulsion à hydrogène. A cet effet, tous les utilisateurs de la BMW Hydrogen 7 sont en contact étroit avec les ingénieurs de BMW Group participant au développement de la voiture et de la technologie. Les spécialistes de BMW Group reçoivent ainsi un retour d’information permanent sur les expériences faites dans le cadre d’une utilisation quotidienne avec la première limousine de luxe du monde propulsée à l’hydrogène et construite en série.

Lors de la remise de la BMW Hydrogen 7, chaque utilisateur de la voiture reçoit des instructions détaillées destinées à le familiariser avec les particularités de la propulsion à l’hydrogène et le mode de fonctionnement pratique de la voiture. Le conducteur est ainsi mis en situation de découvrir à bord de la BMW Hydrogen 7, dans le cadre d’une utilisation au quotidien, le dynamisme de conduite, le confort et la fiabilité habituels sur une BMW de la Série 7. Ainsi, il lui reste seulement à découvrir les instructions de service par lesquelles la limousine à hydrogène se distingue d’une voiture à essence ou Diesel classique. De manière semblable à ce qui se passe dans le cas d’autres innovations, BMW attache une grande importance au jugement des utilisateurs sur toutes les fonctions liées au mode hydrogène ainsi que sur leur caractère de convivialité. Les évaluations et les expériences collectées dans la pratique influencent le développement des futures voitures à hydrogène.

Le système de diagnostic à distance transmet les données du véhicule directement à BMW.

En même temps, chaque BMW Hydrogen 7 est dotée d’un système innovant de diagnostic à distance. Ce système assure la collecte d’un nombre particulièrement important de données de fonctionnement intéressantes pour le diagnostic du véhicule. Sur la BMW Hydrogen 7, ce processus de diagnostic a lieu de manière permanente et automatique de manière à pouvoir collecter le plus rapidement possible des données pertinentes à partir de tous les états de fonctionnement concevables. Le système saisit un grand nombre de données du véhicule et les envoie automatiquement à une hotline BMW, à intervalles réguliers de quatre heures. Au nombre de ces données figurent, par exemple, la pression intérieure du réservoir et le niveau de carburant, la tension du réseau de bord ainsi que divers autres messages d’état.

Un service compétent rendu par des ateliers BMW spécialisés.

Pour la BMW Hydrogen 7, les ingénieurs chargés de son développement ont mis au point un programme d’inspections particulier. Ce programme prévoit ainsi, tous les trois mois, une opération de maintenance ordinaire au cours de laquelle sont vérifiés, notamment, l’étanchéité du système hydrogène ainsi que la capacité de fonctionnement des dispositifs de sécurité. Ceci permet de garantir un degré maximum de fiabilité et de sécurité dans l’utilisation quotidienne de la BMW Hydrogen 7. Toutes les opérations de maintenance et de réparation sont effectuées en exclusivité dans des ateliers spécialement équipés. Les techniciens du service technique qui y travaillent ont reçu une formation complète leur permettant d’effectuer avec compétence et en toute sécurité tous les travaux à réaliser sur le système hydrogène. En outre, ces ateliers sont les seuls à disposer des outils spéciaux nécessaires à l’exécution des travaux sur le système hydrogène de la BMW Hydrogen 7.

14. L’impulsion :La BMW Hydrogen 7, stimulation pour la mise en place d’une infrastructure de ravitaillement en hydrogène.

• Etude : l’hydrogène est le carburant alternatif le plus prometteur pour le futur.

• Une mobilité adaptée à la pratique augmente l’acceptation de la propulsion H2.

• Nouvelles stations à hydrogène en projet.

En présentant la BMW Hydrogen 7, BMW Group donne une impulsion puissante à la mise en place d’une infrastructure de ravitaillement en hydrogène. Si le réseau complet de stations de ravitaillement en hydrogène n’est encore qu’une vision, le savoir-faire technique et logistique permettant sa mise en place existe déjà. Et, pour l’automobiliste, le ravitaillement en carburant se présente, en pratique, sous la forme d’une opération de la plus grande simplicité qui soit, puisque le remplissage du réservoir des voitures à hydrogène est tout aussi aisé que celui des voitures à essence ou Diesel classiques. Cependant, les arguments décisifs en faveur de l’utilisation de l’hydrogène résident dans la réduction des émissions de CO2 et dans la nécessité de s’affranchir des carburants fossiles qui ne seront pas indéfiniment disponibles.

Il résulte d’une étude scientifique menée sur plus de 10 carburants alternatifs et plus de 70 procédés de production dans le cadre du projet «Verkehrs­wirtschaftliche Energiestrategie» (VES – Stratégie énergie pour le secteur des transports) que, dans une perspective à long terme, l’hydrogène produit par mise en oeuvre d’énergies renouvelables représente la solution nettement la plus prometteuse pour répondre dans le futur à l’objectif d’une mobilité compatible avec le développement durable. Selon l’étude du VES, le plus grand avantage politico-stratégique de l’hydrogène réside dans le fait qu’il est très flexible et qu’il offre le plus grand nombre de possibilités de production par mise en œuvre de sources d’énergie renouvelables. De ce fait, il permet à long terme de s’affranchir des émissions de CO2 et des risques liés aux problèmes d’approvisionnement. En outre, la technologie à l’hydrogène offre un potentiel d’innovation élevé pour des applications mobiles et, ainsi, de nouveaux secteurs de croissance pour le site industriel allemand. Le gouvernement allemand soutient cette technologie propre dans le cadre d’un nouveau «Programme national d’innovation hydrogène et pile à combustible». Pour les dix prochaines années, une aide supplémentaire d’un montant de 500 millions d’euros pourrait être débloquée. Dans ce contexte, l’accent est mis sur les projets pilotes et de démonstration.

BMW Group mise sur une alimentation en hydrogène liquide.

En ce qui concerne l’introduction du carburant alternatif sur tout le territoire, BMW Group mise sur l’hydrogène liquide. La raison essentielle en réside dans sa densité énergétique bien plus élevée que celle de l’hydrogène gazeux. En coopération avec Magna Steyr, BMW a lancé le développement d’un système de réservoir permettant le ravitaillement des voitures en hydrogène liquide dans des conditions de propreté et d’absence de danger comparables à celles des voitures essence ou Diesel.

La première station d’hydrogène du monde accessible au public a été ouverte en l’an 2000, à l’aéroport de Munich. BMW et d’autres constructeurs ont utilisé cette station exploitée par Linde. Ce projet a permis de recueillir de précieuses expériences pratiques sur la propulsion à l’hydrogène.

Par la suite, d’autres stations d’hydrogène ont été mise en service. Ainsi, en 2004, Aral a ouvert à Berlin une station où les bus et les voitures peuvent s’approvisionner en hydrogène liquide et en hydrogène gazeux. En mars 2006, le pétrolier Total a ouvert à Berlin une station intégrée proposant de l’hydrogène en plus des carburants classiques. Cette station prenait le relais d’une station expérimentale ouverte à Berlin par Total dès 2002.

Au niveau international, il existe d’autres stations d’approvisionnement en hydrogène liquide à Washington, Tokyo et Milan.

BMW et Total font avancer le développement de l’hydrogène.

A l’avenir, BMW et Total entendent coopérer étroitement pour encourager la promotion de l’hydrogène en tant qu’énergie motrice alternative. Les deux entreprises ont récemment signé un accord dans lequel Total s’engage à ouvrir en Europe trois stations d’hydrogène avant fin 2007. Ceci devrait contribuer à promouvoir l’utilisation de voitures BMW à hydrogène. Après l’ouverture de la station Total à Berlin, une autre station accessible au public et dotée de pompes d’approvisionnement en hydrogène ouvrira cette année non loin du Centre de recherche et d’innovation BMW à Munich. Mais la station de l’aéroport de Munich fermera au même moment. En outre, il a également été convenu de la construction d’une troisième station intégrée permettant l’approvisionnement en hydrogène sur un site européen.

Procédure de ravitaillement en hydrogène uniforme dans le mode entier.

L’un des avantages de la technologie hydrogène réside dans la simplicité du processus de ravitaillement du véhicule. Largement automatique, le remplissage du réservoir d’hydrogène exige une manipulation semblable à celle du ravitaillement en essence.

Un raccord de ravitaillement unique a été développé pour équiper toutes les stations d’hydrogène liquide dans le monde entier. Ce raccord est le produit d’une coopération étroite entre les constructeurs automobiles, les entreprises du secteur de l’approvisionnement en carburant et la société Linde. En sa qualité de représentant de l’industrie automobile européenne, BMW Group a participé à ce développement commun qui a permis de définir une norme applicable dans le monde entier pour les systèmes de ravitaillement en hydrogène liquide.

La mise en place d’une infrastructure est favorisée par la technologie Linde.

Une série de projets sur l’hydrogène ont déjà été marqués par la coopération entre BMW Group et Linde. La société Linde est l’un des plus grands constructeurs du monde d’installations de production d’hydrogène et elle a construit un grand nombre d’installations de liquéfaction de l’hydrogène. Elle s’engage à tous les niveaux pour la production de H2 et le ravitaillement en H2. Linde est l’un des plus grands fournisseurs d’hydrogène liquide, équipe à peu près toutes les stations de distribution d’hydrogène liquide existant actuellement et approvisionne, notamment, les stations de Berlin et de Munich en hydrogène liquide et gazeux.

15. Le partenariat Clean Energy : Elément constituant de la stratégie allemande de développement durable, avec pour objectif la démonstration de la faisabilité de l’utilisation de l’hydrogène au quotidien.

• CEP – l’un des plus grands projets de démonstration du monde.

• Partie intégrante de la stratégie allemande de développement durable.

• Flotte de véhicules à l’hydrogène utilisée au quotidien à Berlin.

En Allemagne, l’utilisation de l’hydrogène comme énergie motrice alternative est expérimentée dans des conditions proches de la pratique dans le cadre d’un projet conjoint. Le partenariat «Clean Energy Partnership Berlin» (CEP) réunit BMW Group, Aral, les transports publics berlinois (Berliner Verkehrsbetriebe ou BVG), DaimlerChrysler, Ford, General Motors/Opel, Volkswagen, Hydro, Linde, Total et Vattenfall Europe. Lancé en 2002, le CEP anime l’un des plus importants projets de démonstration d’Europe – et l’un des plus grands du monde. Le but de ce projet est de faire avancer les technologies de l’hydrogène en tant que vecteur d’énergie et d’expérimenter les possibilités et la faisabilité d’une utilisation quotidienne. Dans un premier temps, la durée du projet CEP est limitée à fin 2007, son budget est de 33 millions d’euros. Egalement intégré dans la stratégie allemande de développement durable, le projet CEP reçoit l’aide du gouvernement fédéral allemand.

Un aspect important de l’expérimentation pratique de l’hydrogène comme carburant alternatif réside dans l’apport de la preuve de ses avantages en matière de protection de l’environnement. Aussi l’hydrogène doit-il être produit dans la mesure du possible au moyen d’énergies renouvelables. Cela est réalisable, en particulier, grâce à la production d’électricité à partir de la biomasse et des énergies solaire, hydraulique et éolienne. Car, dans ce cas, le cycle est pratiquement exempt d’émissions indésirables, depuis la production jusqu’à l’utilisation de l’hydrogène.

Des voitures et des bus à hydrogène utilisés au quotidien.

BMW participe à ce projet avec plusieurs véhicules équipés de moteurs thermiques à hydrogène. L’ensemble de la flotte CEP tournant à Berlin comprend 16 voitures de tourisme de divers constructeurs dotées de technologies différentes. Tous ces véhicules ont en commun qu’ils se déplacent pratiquement sans produire d’émissions toxiques, c’est-à-dire que le seul produit final de la combustion de l’hydrogène dans le moteur est de la simple vapeur d’eau évacuée par le système d’échappement.

En Europe, les véhicules BMW ont dépassé le stade des essais et fonctionnent en utilisation quotidienne. Ce fait documente leur aptitude élevée à une utilisation quotidienne. En termes de puissance et de fiabilité, les voitures à hydrogène de BMW Group ne le cèdent par principe en rien aux automobiles à propulsion classique. De même, la procédure de ravitaillement en carburant reste à peu près identique au niveau de la manipulation exigée du conducteur. Au niveau de la sécurité, il n’y a pas lieu de craindre les compromis car, selon une étude du service technique du TÜV Süddeutschland, les «véhicules à hydrogène sont au moins aussi sûrs que les voiture à essence classiques».

La source d’énergie motrice alternative est également utilisée dans les transports en commun sur courtes distances. Ainsi, en juin 2006, les transports publics berlinois (Berliner Verkehrsbetriebe ou BVG) ont mis en service deux bus dotés de moteurs thermiques à hydrogène, dans le cadre du projet subventionné par l’UE «HyFLEET:CUTE». Ils seront suivis de 12 autres bus au cours des deux prochaines années. Affectée au trafic de ligne berlinois, la flotte de bus propres à hydrogène la plus importante du monde doit faire ses preuves dans les dures conditions de l’utilisation quotidienne.

Les stations d’hydrogène à l’épreuve de la pratique.

Autre centre d’intérêt de ses projets, le CEP se penche sur l’expérimentation pratique du ravitaillement. A cet effet, deux stations à hydrogène accessibles au public ont été construites à Berlin. Fait unique en Europe, ces stations-service permettent de se ravitailler en hydrogène liquide comme en hydrogène gazeux. La station CEP Aral a été ouverte en novembre 2004 sur le Messedamm, à Berlin-Charlottenburg. Elle est spécialisée dans le ravitaillement et le service aux automobiles propulsées à l’hydrogène. Aral y a, pour la première fois, concentré la livraison, le stockage et le ravitaillement en hydrogène liquide, la production sur place et le ravitaillement en hydrogène gazeux ainsi qu’une station de ravitaillement en carburants classiques. En même temps, le CEP entretient dans cette station un centre d’information où les visiteurs peuvent s’informer sur le projet ainsi que sur les possibilités d’utilisation et les perspectives de la propulsion à l’hydrogène.

En mars 2006, le groupe pétrolier Total a ouvert la station CEP dans la Heerstraße, à Berlin-Spandau. Cette nouvelle station est essentiellement dédiée au ravitaillement des bus berlinois de la BVG. Elle peut assurer le ravitaillement en hydrogène de jusqu’à 20 bus par jour mais les voitures de tourisme viennent également s’y approvisionner en hydrogène liquide et en hydrogène gazeux. La station-service dispose également d’un réformeur de vapeur pour la production locale d’hydrogène à partir de gaz liquide ainsi que de deux piles à combustible stationnaires pour l’approvisionnement de la station-service en courant électrique et en chaleur. La station est approvisionnée en hydrogène liquide. Celui-ci est stocké à une température de moins 253 degrés Celsius dans un réservoir au-dessus du sol d’une contenance de 17 600 litres.

Déroulement du projet réussi.

Avec ses stations-service innovantes et sa flotte de véhicules, le CEP fait la démonstration de l’utilisation de technologies du futur et met en évidence les conditions technique et économiques présidant à l’utilisation d’hydrogène dans les transports. Mais il s’agit en même temps de démontrer la faisabilité de diverses technologies arrivées à maturité. Parmi celles-ci figure la production décentrale d’hydrogène gazeux par électrolyse ou par transformation de l’hydrogène liquide dans les stations-service. Les autres volets du projet sont constitués par la production centrale d’hydrogène liquide dans une installation de production externe ainsi que sa livraison et son stockage sur place.

Le projet permet en même temps d’étudier la rentabilité de la production d’hydrogène à partir d’énergies propres dans des conditions pratiques réelles. A cet effet, le fournisseur d’électricité Vattenfall Europe assure l’approvisionnement du projet CEP en énergie produite par mise en œuvre d’énergie renouvelable. Cette électricité certifiée verte apporte la garantie que toute la chaîne énergétique d’approvisionnement des véhicules en hydrogène est réellement exempte d’émissions.

Depuis son lancement en 2002, le projet de démonstration du CEP se déroule sans problème dans les conditions difficiles du trafic quotidien. Les entreprises y participant ont déjà pu acquérir de nombreuses connaissances nouvelles dans le domaine de l’utilisation d’hydrogène et faire de nets progrès dans divers domaines. L’expérience accumulée dans le cadre du projet CEP par les utilisateurs, les techniciens et les exploitants fera l’objet d’une évaluation en 2007.

16. Le vecteur d’énergie :L’hydrogène, source d’énergie disponible sans limite pouvant se substituer aux carburants fossiles, dans une perspective de production durable.

• Production par mise en œuvre d’énergies renouvelables intéressante d’un point de vue écologique.

• Production d’hydrogène au moyen d’électricité éolienne et solaire: un potentiel élevé en Europe.

• Nouvelles technologies de stockage à l’étude.

Le vecteur d’énergie hydrogène possède un potentiel énorme pour le futur car sa disponibilité est pratiquement illimitée. L’hydrogène (symbole chimique : H) est l’élément le plus ancien, le plus léger et le plus souvent rencontré dans l’univers. Présent dans l’eau et dans toutes les combinaisons organiques, il fait partie du circuit biologique et est donc compatible avec l’environnement. Stocké à très basse température sous forme liquide ou sous forme gazeuse, l’hydrogène est relativement facile à transporter. L’hydrogène gazeux est non toxique, incolore et inodore. A poids égal, l’hydrogène liquide peut libérer le triple de l’énergie libérée par l’essence. Alors que l’utilisation de carburants fossiles se solde obligatoirement par des émissions de gaz carbonique, l’hydrogène est une énergie motrice alternative extrêmement compatible avec l’environnement puisque sa combustion ne produit à peu près que de la vapeur d’eau. En comparaison avec d’autres carburants alternatifs, l’hydrogène produit au moyen de sources d’énergie renouvelables est le seul vecteur d’énergie permettant une utilisation compatible avec le développement durable.

Les avantages écologiques ainsi que la nécessité de s’affranchir des carburants fossiles à disponibilité limitée sont les motifs les plus importants pour lesquels BMW est l’un des premiers constructeurs automobiles du monde à avoir orienté, dès les années 80, le développement de ses véhicules à moyen et long terme vers le fonctionnement à hydrogène. Dans ce contexte, l’objectif est d’éviter les émissions et d’exploiter à grande échelle un vecteur énergétique produit par mise en œuvre d’énergies renouvelables.

Déjà 600 milliards de mètres cubes d’hydrogène par an dans le monde.

Actuellement la production mondiale d’hydrogène est de plus de 600 milliards de mètres cubes d’hydrogène par an, dont environ 30 milliards de mètres cubes produits en Allemagne. Les plus grandes quantités d’hydrogène sont contenues dans l’eau ainsi que dans les hydrocarbures tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Par contre, l’hydrogène n’existe pratiquement pas dans la nature sous forme d’élément simple hors de toute combinaison. Pour produire de l’énergie à partir de l’hydrogène, il faut donc le transformer. Il est possible de produire de l’hydrogène pur à partir de l’eau, de la biomasse, du pétrole ou du gaz naturel, par exemple. Cependant, la production compatible avec le développement durable intégrée au cycle naturel par exploitation des sources d’énergie renouvelables présente un intérêt particulier. En effet, l’hydrogène produit à partir de la biomasse ou au moyen de l’énergie solaire, éolienne ou hydraulique est disponible de manière pratiquement illimitée étant donné que, au contraire du charbon ou du pétrole, il est possible d’en produire des quantités infinies à partir de l’eau.

Production d’hydrogène à partir de l’eau.

L’électrolyse est l’une des possibilités de production de l’hydrogène les plus intéressantes et les plus prometteuses à long terme. Réalisée au moyen de courant électrique, elle permet en effet une production d’hydrogène pratiquement illimitée à partir de l’eau. L’énergie électrique annule la liaison chimiques entre les éléments constituants de l’eau et la décompose en ses éléments hydrogène et oxygène. Par ce procédé, on obtient de l’oxygène à l’anode (électrode positive) et de l’hydrogène à la cathode (électrode négative). Ce principe est réalisé dans un électrolyseur à circuit en série. Actuellement, près de deux pour cent de l’hydrogène consommé dans le monde sont produits de cette manière. D’un point de vue écologique, le procédé n’a de sens que si le courant électrique nécessaire à l’électrolyse est produit à partir d’énergies renouvelables.

Production d’hydrogène par utilisation d’énergie solaire.

La production d’hydrogène par utilisation d’énergie solaire propose une alternative fascinante. En effet, c’est le soleil qui possède le potentiel d’énergie renouvelable le plus important : en l’espace d’une heure, le soleil envoie vers la Terre une quantité d’énergie correspondant à la consommation mondiale d’une année. L’énergie émise par le soleil en une année est d’environ 1,1 milliard de térawatts/heure, ce qui correspond à peu près à dix mille fois l’actuelle consommation globale annuelle. L’énergie solaire peut être directement transformée en électricité, par des cellules solaires par exemple. Pour étudier cette technique, BMW a très tôt participé au projet d’hydrogène solaire de Neunburg vorm Wald, en Bavière, dans le cadre duquel la production photovoltaïque d’hydrogène et son utilisation à des fins diverses ont été expérimentées en coopération avec d’autres entreprises.

En l’état actuel de la technique, la production de courant par des centrales solaires thermiques à miroirs internes paraboliques présentent encore plus d’intérêt au point de vue rentabilité. Dans une ligne focale des miroirs, de l’huile est chauffée jusqu’à 400 degrés Celsius. Dans un échangeur thermique, cette huile transforme de l’eau en vapeur qui, ensuite, entraîne une turbine à vapeur produisant du courant électrique. De telles installations sont déjà en service dans le désert californien de Mojave où elles produisent de l’électricité solaire propre également utilisable pour la production d’hydrogène. Avec ses 2,3 millions de mètres carrés de surface de miroirs, la plus grande centrale thermique solaire du monde produit 354 mégawatts d’électricité. Cela correspond aux besoins en énergie d’environ 200 000 personnes.

Pour faire progresser l’exploitation de l’énergie solaire également en Europe, une installation semblable à la centrale thermique solaire californienne est actuellement en construction en Espagne. Les possibilités de la production d’hydrogène à partir de l’électricité solaire sont énormes. Certains experts estiment que le potentiel technique mondial correspond à trente fois les besoins actuels du monde en carburant.

Important potentiel en Europe.

Les régions voisines du 40e parallèle sont particulièrement aptes à recevoir des centrale thermiques solaires. Mais c’est l’Afrique, avec environ 1,5 million de terawatts/heure, et l’Australie, avec environ 1,1 million de terawatts/heure, qui offrent de loin les plus importants potentiels. Ce type de production d’électricité n’en reste pas moins une alternative intéressante pour l’Europe également. Certains experts évaluent ce potentiel à environ 4 500 TWh, ce qui correspond à la puissance de plus de 12 millions de centrales thermiques solaires du type expérimenté en Californie. De même, il serait possible de produire en Europe environ 600 TWh par procédé photovoltaïque, c’est-à-dire en utilisant des capteurs solaires.

L’énergie éolienne pourrait également devenir une source d’énergie importante pour la production d’hydrogène. Le potentiel mondial de production de H2 avec de l’électricité éolienne correspond tout de même à douze fois les besoins actuels en carburant. Selon certaines expertises, il serait possible de produire en Europe, au moyen d’installations éoliennes offshore en pleine mer, une quantité d’électricité de l’ordre d’environ 1800 TWh. A terre, le potentiel des parcs éoliens est d’environ 350 TWh. Actuellement, la production européenne d’électricité éolienne n’est que de 60 TWh, ce qui correspond à environ 2,4 pour cent des besoins totaux en énergie.

Production d’hydrogène à partir de la biomasse.

La production d’hydrogène à partir de matières premières renouvelables offre une autre alternative. Il s’agit de la seule possibilité de produire de l’hydrogène directement à partir d’un vecteur d’énergie primaire renouvelable. Par ailleurs, la biomasse est considérée comme neutre en CO2, les plantes ayant absorbé à peu près la même quantité de dioxyde de carbone contenu dans l’air qu’elles en rejetteront lors de leur utilisation ultérieure. On produit de l’hydrogène à partir de la biomasse par fermentation, par exemple, ou par gazéification. Selon certains experts, les déchets verts peuvent également jouer un rôle dans la production d’hydrogène. Le potentiel mondial de la production d’hydrogène à partir de la biomasse est d’environ 14 400 TWh. Ceci permettrait dès aujourd’hui de couvrir environ 60 pour cent des besoins mondiaux en carburant. La production d’hydrogène à partir de la biomasse serait possible à un prix relativement modique. Telle est la conclusion d’une étude évaluant les coûts de la production jusqu’à la mise à disposition dans une station-service. Selon cette étude, un montant de 0,80 euro par unité d’hydrogène, correspondant à l’énergie fournie par un litre d’essence, serait réalisable.

Multiples possibilités de stockage.

Au contraire de l’énergie électrique, l’hydrogène peut être stocké en grandes quantités à l’état gazeux comme à l’état liquide. Le stockage se fait, par exemple, au moyen de gazomètres ou d’accumulateurs de pression à des pressions pouvant aller jusqu’à 100 bars. Il est possible d’en stocker de plus petites quantités dans des bouteilles de gaz comprimé en acier ou en matière composite renforcée de fibre de carbone sous une pression pouvant aller jusqu’à 350 bars. De nouveaux systèmes de réservoir pour les véhicules permettant le remplissage sous une pression pouvant aller jusqu’à 700 bars sont déjà en service sur de premiers véhicules.

A l’état liquide, l’hydrogène peut être stocké à moins 253 degrés Celsius. Une autre possibilité est offerte par les réservoirs hybrides permettant le stockage d’hydrogène par pression dans de la poudre de métal et sa libération sous l’effet de la chaleur. Les réservoirs hybrides peuvent stocker de l’hydrogène à raison d’environ deux pour cent de leur propre poids, ce qui n’est pas suffisant pour l’utilisation sur des véhicules. En outre, des travaux de recherche portent actuellement sur le stockage dans des structures de microfibres ou analates – combinaisons d’aluminium et d’hydrogène alliées à du magnésium. Ces technologies ouvrent des perspectives entièrement nouvelles pour le stockage de l’hydrogène.

17. Le projet BMW CleanEnergy : BMW travaille sur l’hydrogène depuis les années 80, concentration sur le moteur thermique, rôle complémentaire de la technologie de la pile à combustible.

• La première BMW propulsée à l’hydrogène présentée dans les années 80.

• 170 000 kilomètres d’utilisation pratique avec la BMW 750hL.

• Neuf records du monde avec une BMW propulsée à l’hydrogène H2R.

BMW Group possède de longues années d’expérience dans l’étude de l’hydrogène comme source d’énergie alternative. Dès les années 80, BMW Group lançait le développement de moteurs et de véhicules pouvant être propulsés à l’hydrogène liquide. Sur les prototypes pouvant fonctionner avec de l’hydrogène comme avec de l’essence, le réservoir d’hydrogène hautement isolé occupait encore la totalité du coffre de la voiture.

La BMW 745i Turbo dotée d’un moteur à six cylindres en ligne d’une cylindrée de 3,5 litres est présentée en 1984. En 1990, avec la BMW 735iL, le constructeur présente la génération suivante d’un véhicule propulsé à l’hydrogène auquel succède, en 1995, la BMW 728h dotée d’un moteur à six cylindres en ligne d’une cylindrée de 2,8 litres. Tous ces véhicules avaient en commun une propulsion bivalente. Ils pouvaient rouler, au choix, à l’hydrogène ou à l’essence. A l’époque, les moteurs fonctionnaient déjà par injection d’hydrogène dans les tubulures d’admission et, sur toutes les voitures, le réservoir à hydrogène liquide était logé dans le coffre.

BMW 750hL : Première voiture à hydrogène en petite série.

Un nouveau pas dans le développement a été marqué, en l’an 2000, à Berlin, par la présentation de la BMW 750hL, première voiture à hydrogène du monde construite en petite série. Dérivé du groupe propulseur de série de la BMW 750i, son douze-cylindre à hydrogène puisait 150 kW/204 ch dans une cylindrée de 5,4 litres.

La BMW 750hL a apporté pour la première fois en public la preuve du potentiel élevé du moteur à hydrogène pour une utilisation pratique pendant la Foire universelle Expo 2000 de Hanovre où 15 voitures ont été affectées à la navette quotidienne. En février de l’année suivante, BMW a ensuite lancé son sensationnel «CleanEnergy WorldTour 2001». Ce tour du monde a conduit la flotte de 15 BMW 750hL sur cinq continents et leur a fait parcourir 170 000 kilomètres autour du globe. Après le départ donné à Dubai et

les étapes de Bruxelles, Milan, Tokyo et Los Angeles, le circuit s’est achevé à Berlin. Ce tour du monde est encore aujourd’hui considéré comme un impressionnant plaidoyer pour le carburant le plus propre qui soit. Avec cette démonstration pratique, BMW a en même temps fourni une autre preuve impressionnante de la fiabilité élevée de la propulsion à hydrogène.

APU : une pile à combustible pour l’alimentation en courant électrique.

L’une des particularités de la BMW 750hL résidait dans la pile à combustible servant à l’alimentation en courant électrique. Placée dans le coffre à bagages de la voiture, cette pile appelée Auxiliary Power Unit (APU) assurait l’alimentation en énergie de l’électronique de bord et de la climatisation. De dimensions compactes, occupant simplement la place d’une batterie classique, la pile à combustible lui était nettement supérieure au point de vue de la puissance, avec ses cinq kilowatts, comme sur le plan de la longévité. La «batterie électrochimique» n’assurait pas seulement l’alimentation en courant électrique. Elle était dotée de nouvelles fonctions. Ainsi, par exemple, les révolutionnaires modèles à hydrogène de la famille BMW Série 7 étaient dotés d’une climatisation auxiliaire. Il était donc possible de produire du froid indépendamment du fonctionnement du moteur.

Tandis que les consommateurs électriques «normaux» étaient alimentés en 12 volts sur le circuit de bord par l’intermédiaire d’un convertisseur, cette climatisation fonctionnait directement sur 42 volts. A l’avenir, de plus en plus d’appareils de bord devront être alimentés en 42 volts et plus car, à une tension de seulement 12 volts, les quantités d’énergie nécessaires deviennent trop élevées ou bien il n’est pas possible de transmettre la puissance nécessaire. Dans ce contexte, la pile à combustible peut jouer ses atouts car sa conception modulaire permet de l’adapter de manière optimale aux exigences des futurs circuits de bord. Aussi l’utilisation de la pile à combustible comme APU pour la production de courant électrique à bord du véhicule est-elle au centre des projets de recherche actuels ayant pour but de développer une solution particulièrement adaptée à la pratique pour l’utilisation de cette technologie dans un véhicule de série.

Etude Hydrogen Concept : la BMW 745h huit cylindres.

Au Salon international de l’automobile de Frankfort (IAA), BMW a présenté la BMW 745h comme étude Hydrogen Concept dès 2001 Cette étude avait pour objectif de montrer quelle allure pourrait avoir une voiture à hydrogène de série conçue sur la base de l’actuelle BMW Série 7. Pour la première fois, la BMW 745h était dotée d’un moteur à hydrogène dérivé de la nouvelle génération des huit-cylindres. Doté d’un cylindrée de 4,4 litres, le groupe propulseur développait 135 kW/184 ch en mode hydrogène.

La BMW H2R : neuf records du monde avec une voiture à hydrogène.

En septembre 2004, BMW a apporté la preuve que l’hydrogène permettait également les plus hautes performances sportives. Sur le circuit haute vitesse du Centre d’essai BMW, à Miramas, France, la BMW Prototyp H2R a établi neufs records pour les véhicules dotés d’un moteur thermique à hydrogène. BMW écrivait ainsi une fois de plus une page d’histoire de l’automobile. Ainsi, par exemple, la BMW H2R a parcouru le kilomètre lancé en moins de 12 secondes et alors atteint une vitesse de plus de 300 km/h. Les résultats de cette course sportive aux records n’ont pas seulement démontré le potentiel élevé de puissance de la propulsion à hydrogène, ils ont également montré quel degré de maturité avait déjà atteint le développement des moteurs à hydrogène. Avec la BMW H2R, BMW a souligné de manière impressionnante son rôle de leader technologique.

Développé en l’espace de dix mois seulement, le groupe à hydrogène de la BMW H2R était dérivé du moteur à essence de la BMW 760i et était donc doté des technologies les plus modernes. Doté d’une cylindrée de six litres, le douze-cylindres développait 210 kW/285 ch, propulsait le prototype en à peu près six secondes de zéro à 100 km/h et lui permettait d’atteindre une vitesse de pointe de plus de 300 km/h. Le circuit d’alimentation était dérivé d’un concept éprouvé emprunté au développement de série. Un réservoir à double paroi d’une capacité d’environ onze kilogrammes d’hydrogène liquide a été développé pour le stockage de l’hydrogène. Pour le châssis, les constructeurs ont repris les composants de série d’une voiture de sport BMW. La carrosserie de la BMW H2R de 5,40 mètres de longueur et de deux mètres de largeur a été dotée d’une aérodynamique optimale, son enveloppe extérieure réalisée en matière synthétique renforcée de fibre de carbone.

Savoir-faire en matière d’hydrogène pour les écoles.

Le but de la stratégie énergie poursuivie dans le cadre du projet BMW CleanEnergy est de faire avancer une mobilité compatible avec le développement durable. «BMW CleanEnergy» est un concept désignant le circuit énergétique fermé à base d’eau, circuit écologiquement idéal. En effet, l’hydrogène peut être produit et utilisé dans des conditions compatibles avec l’environnement. C’est pourquoi BMW s’engage également pour faire avancer l’acceptation de ce carburant du futur par la société. Ainsi, sous le titre «H2 – Mobilité du futur», BMW propose dans le monde entier une documentation pédagogique complète sur les sujets tels que énergie, hydrogène et technologie de l’hydrogène. Le dossier de base est recommandé par l’Institut bavarois de pédagogie scolaire et de recherche en matière d’éducation (Bayerisches Staatsinstitut für Schulpädagogik und Bildungsforschung ou ISB) pour l’utilisation en cours dans les cycles I et II des lycées et des collèges. En outre, une documentation adéquate est également disponible pour les écoles primaires.

BMW CleanEnergy au Centre de la Circulation du Deutsches Museum.

En sa qualité de membre cofondateur du Centre de la Circulation du Deutsches Museum de Munich, BMW informe sur la mobilité à hydrogène de demain. Depuis 2003, les visiteurs ont la possibilité de s’informer sur les possibilités d’utilisation de l’hydrogène grâce à une présentation permanente et passionnante occupant une surface d’exposition de 400 mètres carrés et intégrant de nombreux objets interactifs. Cette exposition présente le circuit complet de l’hydrogène, à commencer par sa production jusqu’à son utilisation dans la BMW Hydrogen 7, la première voiture de série à hydrogène du monde, et en passant par sa distribution et son stockage. Une exposition semblable sert de vitrine à BMW en Chine depuis 2004, année où la stratégie énergie «BMW CleanEnergy» a été présentée en Chine au Science & Technology Museum de Pékin.

Caractéristiques techniques.BMW Hydrogen 7.

Capturer

 

19. Diagramme de puissance et de couple.

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