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Chapitre I : Etude bibliographique 9
I.1 Introduction :
I : Etude bibliographique.
Depuis ces quinze dernières années, les piles à combustible à électrolyte solide haute
température (SOFCs : Solid Oxide Fuel Cells) suscitent un intérêt grandissant de la part des
industriels et des scientifiques dans le cadre des programmes « nouvelles technologies pour
l’énergie ». En effet, bien que la découverte, par Sir William Grove, du principe de
fonctionnement de la pile à combustible date de 1839 [Minh, 1993] et que la première SOFC
ait été mise au point en 1937 par Baur et Preiss [Minh, 1993], l’abondance des énergies
fossiles, a freiné son développement. Or, la demande mondiale en énergie, principalement
d’origine fossile, va augmenter de 57 % dans les vingt prochaines années (source Agence
Internationale de l’Energie), cette forte hausse de la demande en énergie à terme sera difficile
à assurer du fait de l’incertitude géopolitique concernant les réserves mondiales et des normes
environnementales désormais appliquées, en raison de l’effet de serre et des émissions de CO
entre autre. Il s’agit désormais de développer des technologies de substitution pour l’énergie.
Une des technologies sérieusement envisagée afin de remplacer les convertisseurs
d’énergie usuels comme la chaudière domestique ou les moteurs à combustion, est la pile à
combustible qui est un excellent convertisseur d’énergie (électricité et chaleur), avec un
rendement bien plus efficace (60 à 80 % en théorie ρ =1−∆G
) que ceux des générateurs ou
∆H
turbines électro-diesels (inférieur à 50% en raison du cycle de Carnot ρ =1−T
F ) [Stevens et
TC
al, 1995]. D’abord limité à des applications où le coût était un facteur secondaire, la pile à
combustible peut désormais viser des marchés quantitativement significatifs, comme des
installations fixes de production d’électricité et de chaleur. De nombreuses recherches
[Schiller et a, 1997 et 1999], [Okumura et al,2000], [Mailhot et al, 1997], [Henne et al,
1998], [Gitzhofer et al, 2000], [Yoshida et al, 1992], [Samson Nesaraj, 2002], sont donc
menées afin d’améliorer les performances des SOFCs et de trouver des procédés de
fabrication moins onéreux et plus rapides que ceux actuellement utilisés. La projection par
plasma semble être un bon compromis, car elle permet de réaliser in-situ toute la pile
rapidement. Cependant, à l’heure actuelle, le coût d’élaboration reste élevé du fait de la
fabrication de l’électrolyte par projection plasma sous vide.