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Chapitre I : Etude bibliographique 11
convertisseur d’énergie sont, premièrement qu’il présente un bon rendement énergétique qui
peut en théorie atteindre 1 du fait qu’il ne suit pas la loi de Carnot comme les systèmes de
types combustion (c’est-à-dire, transformation en énergie thermique dans un premier temps,
puis en énergie mécanique pour enfin obtenir la transformation en énergie électrique).
Deuxièmement, une pile à combustible ne fonctionnant pas selon le cycle de Carnot, ne
produit pas ou produit nettement moins de pollution comme les gaz tels que le CO, le CO2, les
NOx, les oxydes de soufre et les hydroxydes non-brulés, ce qui est un avantage dans la
conjoncture actuelle où une limitation de l’effet de serre est nécessaire. Les seuls rejets
obtenus lors du fonctionnement d’une pile sont de la vapeur d’eau et du CO2 dans le cas où
CH4 serait utilisé comme combustible, alors qu’avec H2 et O2 on ne produit que H2O. De plus,
la fabrication de l’eau étant exothermique, il est donc possible par cogénération, de chauffer
un bâtiment en plus de son alimentation en électricité.
Il existe plusieurs types de piles qui sont généralement classées en fonction de la
nature de leurs électrolytes (leur principe de fonctionnement étant sensiblement le même),
celles-ci sont présentées dans le Tableau I-1,.[Stevens et al, 1995], [Gordon],[Minh, 1993].
Les piles sont classées en fonction de la nature de l’électrolyte car c’est grâce à ce composant
que s’effectue la conduction ionique et l’étanchéité de la pile aux différents gaz utilisés.
Cette dernière décennie, de nombreuses études ont été menées afin d’améliorer les
performances et de diminuer le coût de fabrication de ces différentes piles. De ce fait, la
plupart des piles présentées dans le Tableau I-1 sont en voie de commercialisation. En ce qui
concerne les SOFC, leurs coûts de fabrication et de fonctionnement restent élevés et leur
durée de vie n’est pas encore optimisée de manière à pouvoir remplacer les chaudières, qui
peuvent être utilisées une quinzaine d’années. Ceci est principalement du à la haute
température d’utilisation (900-1000°C) qui cause un vieillissement prématuré des matériaux
actuellement utilisés pour les différents composants. En effet, les matériaux entrant en jeu
dans la fabrication des différents composants d’une SOFC sont des matériaux assez
complexes qui doivent répondre au cahier des charges suivant : [Gordon], [Minh, 1993],
[Stevens et al, 1995]. Les électrodes doivent être poreuses alors que l’électrolyte doit être
dense pour permettre une bonne étanchéité de l’assemblage et un non mélange des gaz ; ce
qui pourrait être très dangereux. Il faut donc que les composants aient une bonne stabilité
chimique et physique au cours du temps ce qui implique un assemblage « parfait » et stable à