L’Institut Femto-ST veut créer une start-up pour commercialiser un logiciel de maintenance prédictive à destination des producteurs et utilisateurs d’électrolyseurs et de piles à combustible. Terrain d’action : le secteur stationnaire et du transport. Porté par un doctorant et encadré par Daniel Hissel, médaille de l’innovation 2020 du CNRS, le projet doit donner naissance à une start-up en 2027.

L’industrialisation des piles à hydrogène et des électrolyseurs n’est pas un long fleuve tranquille. Les premières usines ont ouvert leurs portes en Europe ces dernières années, mais le marché tarde encore à se déployer. Les domaines cibles concernent tant les applications stationnaires que celles dans le secteur de la mobilité. Selon un rapport du département de l’Énergie américain (DOE), les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) affichent des capacités proches de 5 000 h de fonctionnement pour des applications de mobilité automobile, ce qui est sensiblement similaire aux véhicules thermiques légers actuels.

Daniel Hissel, professeur à l’Université de Franche-Comté, chercheur à l’Institut FEMTO-ST (CNRS/Université de Franche-Comté/UTBM/SupMicroTech-ENSMM) et co-fondateur de la start-up H2SYS, encadre, avec ses deux collègues Élodie Pahon et Noureddine Zerhouni, une thèse sur les technologies de maintenance prédictive adaptées aux systèmes à piles à hydrogène et électrolyseurs. Le doctorant Gaultier Gibey, financé par le dispositif « Itinéraires chercheurs entrepreneurs » (ITE) de la Région Bourgogne Franche-Comté, travaille spécifiquement sur un logiciel capable d’analyser les données pour diagnostiquer les anomalies et prédire les défaillances. Objectifs : améliorer la fiabilité et réduire les coûts d’exploitation des systèmes à hydrogène.

Notre logiciel doit permettre d’anticiper les défaillances, localiser les anomalies, estimer l’état de santé, prédire la durée de vie restante

Gaultier Gibey

« Les systèmes à hydrogène connaissent encore de nombreuses pannes », souligne Gaultier Gibey. C’est particulièrement le cas sur les systèmes PEM (membrane échangeuse de protons). Cette technologie est assez récente, elle est apparue en 1960 et se développe depuis vingt à trente ans. Beaucoup d’entreprises commencent à produire cette technologie, mais il faut encore apporter des développements pour qu’elle améliore sa compétitivité. Notre logiciel doit permettre d’anticiper les défaillances, localiser les anomalies, estimer l’état de santé, prédire la durée de vie restante… »

Maintenance prédictive

Les technologies de maintenance prédictive se développent depuis plusieurs années dans le monde industriel, grâce à l’essor de l’IoT et, plus globalement, de la digitalisation des usines. Mais ces outils mesurent principalement des données mécaniques. « Nous utilisons, comme les autres logiciels, les données du système. Cependant, les dispositifs pile à combustible et électrolyseur sont hautement multiphysiques (thermique, fluidique, électrique et électrochimique), ce qui implique des défis uniques en matière de maintenance prédictive, nécessitant des approches sophistiquées et différentes », avertit Gaultier Gibey.

Pour l’instant les travaux de recherche avancent sur la précision des fonctionnalités de l’outil de maintenance prédictive, tels que l’écart entre la durée de vie réelle et prédite ou le nombre de défauts réels et détectés. À termes, le logiciel s’adressera autant aux producteurs d’électrolyseurs que de piles, que ce soit pour des applications stationnaires et de transport.

Une start-up en 2027

Le doctorant a encore près de trois ans devant lui pour convertir les travaux menés au sein de FEMTO-ST en une offre commerciale, selon le plan de développement de son projet. Il est déjà accompagné par l’incubateur régional DECA-BFC sur la structuration de son travail. Il est également accompagné par la SATT Sayens sur la prématuration de sa technologie. Le projet vise ainsi à produire une PoC de son logiciel sur un système pile à combustible de type PEM l’année prochaine, et sur un système électrolyseur PEM l’année suivante à travers une phase de maturation.

Entre-temps, il pourra compter sur l’expérience de FEMTO-ST pour l’accompagner dans le développement scientifique et industriel de son projet. FEMTO-ST a donné naissance à plusieurs start-up dans le domaine de l’hydrogène, comme MAHYTEC, H2SYS ou, plus récemment, Clhynn, et nouer de nombreux partenariats industriels dans ce secteur.