Honda signe un contrat de recherche et de développement avec la JAXA portant sur un « système circulaire d’énergie renouvelable » destiné à fournir de l’électricité aux occupants d’un espace habitable pendant l’exploration de la surface lunaire

TOKYO, Japon, 19 janvier 2023 – Honda a annoncé aujourd’hui la signature d’un contrat de recherche et développement^*1 avec l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) concernant le « système circulaire d’énergie renouvelable » destiné à alimenter en électricité les fonctionnalités de l’espace de vie et des différents systèmes des rovers lunaires. Selon les termes du contrat, Honda est chargé par la JAXA de mener dans un premier temps les études conceptuelles, puis de développer une "maquette statique^*2", le prototype initial, d’ici la fin de l’année fiscale japonaise 2023 (31 mars 2024).

Le système circulaire d’énergie renouvelable combine un système développé par Honda d’électrolyse de l’eau à haute pression différentielle et un système de pile à combustible. Il est conçu pour la production continue d’oxygène, d’hydrogène et d’électricité à partir de l’énergie solaire et de l’eau. Après la signature d’un accord de recherche conjoint avec la JAXA en novembre 2020, Honda a poursuivi ses recherches sur le système circulaire d’énergie renouvelable destiné à être utilisé à la surface de la Lune. La signature de ce nouveau contrat de R&D est un nouveau pas en avant pour Honda.

*1 Un contrat portant sur l’étude du concept et le prototypage d’éléments fonctionnels pour le système de piles à combustible régénératives d’un rover pressurisé avec équipage. Un système de piles à combustible régénératives se compose d’un système d’électrolyse de l’eau et d’un système de piles à combustible. Un système d’électrolyse de l’eau réalise l’électrolyse de l’eau pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène, et un système de piles produit de l’électricité à partir de l’hydrogène et de l’oxygène. Le système régénératif de piles à combustible de Honda est appelé « système circulaire d’énergie renouvelable » car il utilise le système original d’électrolyse de l’eau à haute pression différentielle de Honda.

*2 Les systèmes destinés à être utilisés dans l’espace sont généralement développés par étapes, avec à chacune d’elles la fabrication de prototypes tels qu’une « maquette statique », un « prototype fonctionnel » et un « démonstrateur », en fonction du stade de développement.

【Contexte de la discussion sur l’utilisation du système circulaire d’énergie renouvelable de Honda】

Le programme Artemis, le programme international d’exploration spatiale dirigé par les États-Unis auquel le Japon participe également, prévoit une exploration humaine de la surface lunaire sur une longue période dans la seconde moitié des années 2020. Pour que des personnes puissent rester sur la Lune dans le cadre d’un séjour de longue durée, elles devront disposer d’électricité 1) pour faire fonctionner les rovers lunaires et 2) pour vivre à l’intérieur des véhicules lunaires.

Dans les zones de la surface lunaire où la durée d’ensoleillement est la plus faible, on observe un cycle répétitif de 14 jours de lumière et de 14 jours de nuit. Pendant la journée, lorsque le soleil éclaire, l’électricité peut être générée par la production d’énergie solaire et alimenter l’espace de vie à l’intérieur des véhicules lunaires ; cependant, pendant la nuit, la fourniture d’électricité doit être assurée d’une autre manière. Une option possible serait d’amener des batteries rechargeables sur la surface lunaire et de stocker l’électricité produite par l’énergie solaire. Cette méthode poserait toutefois un énorme problème de coût pour transporter un grand nombre de batteries de la Terre à la Lune.

C’est la raison pour laquelle le système circulaire d’énergie renouvelable de Honda, plus compact et léger que les batteries rechargeables, a été choisi comme moyen potentiel d’approvisionnement en électricité sur la surface lunaire.

【Fonctionnement et caractéristiques principales du système circulaire d’énergie renouvelable 】

Le système circulaire d’énergie renouvelable, qui combine le système original d’électrolyse de l’eau à haute pression différentielle de Honda et un système de piles à combustible, produit en continu de l’oxygène, de l’hydrogène et de l’électricité à partir de l’énergie solaire et de l’eau. Lorsqu’il est mis en œuvre sur la surface lunaire, le système d’électrolyse de l’eau à haute pression différentielle utilise l’électricité générée par l’énergie solaire pendant la journée et procède à l’électrolyse de l’eau pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène, qui sont stockés dans des réservoirs. Pendant la nuit, le système de piles à combustible utilise l’oxygène et l’hydrogène stockés pour produire de l’électricité afin d’alimenter l’espace de vie.

Le système d’électrolyse de l’eau à haute pression différentielle de Honda est compact car, à la différence des systèmes classiques de compression de l’hydrogène, il ne nécessite pas de compresseur. En outre, le système circulaire d’énergie renouvelable a une densité d’énergie gravimétrique (énergie par unité de masse)^*3 supérieure à celle d’une batterie rechargeable. Il peut par conséquent, avec une masse moindre que cette dernière, pour stocker une même quantité d’énergie. Grâce à ces caractéristiques essentielles, le système circulaire d’énergie renouvelable de Honda permet la réduction de la masse totale et ainsi de la capacité de transport de charge nécessaire. Cette réduction est une réponse aux défis que pose le transport spatial.

Honda œuvre depuis de nombreuses années à la recherche et au développement des technologies de l’hydrogène. En 2002, l’entreprise est devenue la première au monde à lancer la vente en leasing de véhicules à pile à combustible. De plus, Honda a développé et installé des stations d’hydrogène intelligentes utilisant ses systèmes d’électrolyse de l’eau à haute pression différentielle. Conjointement avec la JAXA, Honda s’efforcera de réaliser un système circulaire d’énergie renouvelable en utilisant les différentes technologies de l’hydrogène développées par Honda à ce jour.

*3 Densité énergétique de 480Wh/kg ou plus pour les systèmes régénératifs de piles à combustible (terme technologique général pour le système circulaire d’énergie renouvelable de Honda). Environ 200Wh/kg pour les batteries lithium-ion destinées à l’exploration lunaire.

Source : « Energy Storage Devices for Space Exploration » (Dispositifs de stockage d’énergie pour l’exploration spatiale), Hitoshi Naito, Agence japonaise d’exploration aérospatiale, 2016 GS Yuasa Technical Report (Web)

https://www.gs-yuasa.com/jp/technology/technical_report/pdf/vol13_2/13_02_001.pdf (en japonais)

【Potentiel supplémentaire pour l’utilisation d’un système circulaire d’énergie renouvelable】

L’électricité n’est pas la seule chose que le système circulaire d’énergie renouvelable de Honda peut produire ; il peut également produire de l’oxygène et de l’hydrogène à condition que de l’eau et de l’énergie solaire soient disponibles. Honda part du principe que l’oxygène sera utilisé pour les habitants des avant-postes lunaires et que l’hydrogène servira de carburant pour les vaisseaux spatiaux de transfert qui se poseront sur la Lune et en décolleront. Par ailleurs, lorsqu’il est utilisé sur Terre, le système circulaire d’énergie renouvelable peut servir de système d’approvisionnement en énergie neutre en carbone, qui produit de l’électricité en utilisant l’énergie solaire et les abondantes ressources en eau disponibles sur Terre. Honda poursuivra la recherche et le développement de son système circulaire d’énergie renouvelable dans le but initial de l’utiliser dans l’espace. Elle exploitera ensuite sur Terre les technologies acquises dans le cadre de ce défi et s’efforcera de réaliser les objectifs de neutralité carbone de la société pour 2050.

【À titre de référence】

・  Communiqué de presse : « La JAXA et Honda vont entamer une étude de faisabilité sur un système circulaire d’énergie renouvelable - Permettre des activités spatiales durables en créant un environnement propice à la vie humaine dans l’espace –»

https://global.honda/newsroom/news/2021/c210614eng.html

・  Les technologies futures de Honda (site web): Le système circulaire d’énergie renouvelable
https://global.honda/innovation/advanced-technology/circulative-renewable-energy-system.html