BALISES

La technologie pile à combustible au service de la téléphonie mobile

Le projet « Balises » est un projet en partenariat de R&D appliquée, dans le cadre du programme PAN-H (Plan d'Action National sur l'Hydrogène) de l'ANR (Agence Nationale de la Recherche).
Il consiste à alimenter des sites isolés de téléphonie mobile en France, par une énergie propre et renouvelable pendant  3 ans (de décembre 2005 à décembre 2008). 
                           

. Pourquoi le projet « Balises » ?
Le projet « Balises » a pour objectif de qualifier la technologie de la pile à combustible alimentée en hydrogène seule ou hybridée avec des panneaux photovoltaïques, comme source d'énergie de base ou de secours de sites isolés.
Ainsi, 4 baies télécom GSM de Bouygues Telecom sont alimentées de cette façon dans des conditions opérationnelles. On étudie en particulier l'influence des conditions météorologiques réelles sur le comportement et les performances des piles à membrane échangeuse de protons (PEMFC).

Les partenaires du projet  mettent en oeuvre cette technologie basée sur l'hydrogène dans le but : 
        . de développer l'installation des antennes-relais fonctionnant grâce à une énergie renouvelable,
          respectueuse de l'environnement, sûre et performante,
        . de proposer une solution alternative pour l'alimentation des antennes-relais isolées ou difficiles
          à raccorder au réseau électrique.

. Le projet « Balises », concrètement, c'est quoi ?

C'est 4 sites d'expérimentation permanente et un site d'expérimentation ponctuelle  pour 4 types d'applications :

. Site de Trie-sur-Baïse (Tarbes) : type « mode de base »

Fonctionnement : la pile à combustible est installée comme alimentation électrique exclusive du relais GSM. Dans cette situation, le relais n'est pas connecté au réseau électrique EDF. La pile fournie 100% des besoins en énergie du site, 24h/24h.
        . Mise en service : mars 2007.
        . Puissance installée : 2,5 kW (CommPAC avec 1 EvoPAC).
        . Puissance moyenne consommée : 1 kW.
        . Alimentation en hydrogène par 6 cadres de 18 bouteilles 10 m3 (50 l-200 bars).
        . Autonomie moyenne (approvisionnement hydrogène): 3 semaines. 
        . Taux de disponibilité (depuis décembre 2007) : 100 %. 
        . 7 000 h de fonctionnement ininterrompu d'une même pile à combustible,
          sans maintenance (dernière intervention sur site : 21 novembre 2007).
        . Durée totale de fonctionnement : 10 000 h.

. Site de « La Nouaille » (Limoges) : type « mode hybride base+solaire »

Dans ce cas, le système d'alimentation électrique est composé d'une pile à combustible et d'un ensemble de panneaux solaires couplés pour fournir 100% des besoins en énergie du site sur l'année (24h/24, 7J/7).
        . Mise en service : mars 2007.
        . Puissance PAC installée : 5 kW (CommPAC avec 2 EvoPAC).
        . Alimentation en hydrogène par 5 cadres de 18 bouteilles de 10 m3 (50 l-200 bars).
        . Autonomie (approvisionnement hydrogène) : entre 1 (hiver) et 2 mois (été).
        . 60 m2 de panneaux solaires.Puissance photovoltaïque installée : 8 kW.
        . Puissance moyenne consommée : 1,8 kW.
        . Proportion alimentation solaire : entre 40 % (hiver) et 85 % (été) de l'énergie.
        . Taux de disponibilité (depuis décembre 2007) : 97 %.

. Sites de St Laurent-Lolmie (Agen) et de  Menville (Toulouse) : type « mode de secours stationnaire »

Fonctionnement : en secours du réseau EDF. Mise en marche automatique lors de coupures du réseau électrique. Ce type d'installation est destiné à pallier les coupures dans les zones fortement orageuses ou à pallier les coupures occasionnelles du réseau EDF.
        . Puissance installée : 2,5 kW (CommPAC avec 1 EvoPAC).
        . Alimentation en hydrogène : 6 bouteilles de 10 m3 (50 l-200 bars),
          logées dans l'armoire du système.

. Sites de Site de St Jean d'Illac (Bordeaux) : type « mode de secours mobile » : utilisation ponctuelle

Démonstration effectuée pour alimenter « au pied levé » et ponctuellement une antenne-relai BTS (puissance de 1,2 kW), en remplacement du réseau EDF.
        . Alimentation en hydrogène : 2 bouteilles de 2,1 m3 (11 l-200 bars)
          ou de 3,5 m3 (20 l-200 bars).
        . Capacité : 2,5 kW (EvoPAC).

Pour Axane, c'est également :

        - une solution globale de service
 
Axane a travaillé en partenariat avec Bouygues Telecom pour mettre au point un mode de fonctionnement optimal des piles à combustible pour l'alimentation de stations de base BTS (Base Transceiver Station). Axane offre un service complet en gérant entièrement les approvisionnements d'hydrogène ainsi que les différents services connexes : télésurveillance, maintenance, réparation, évolution des produits, reporting etc, grâce notamment à système de télégestion performant.
En effet, ce système permet une communication en temps réel, chaque site étant relié en permanence par GPRS (General Packet Radio Service) et  un pilotage à distance efficace :

         . Suivi des différents courants, tensions, pressions et températures.
         . Données prises automatiquement toutes les 10 mn, 24h/24h.
         . Historique (depuis septembre 2007).
         . Alarmes.

Un accès sécurisé pour chacun (client, partenaire...), rend accessible un certain nombre d'informations par internet en temps réel.

- une démarche de maîtrise et contrôle des risques

. Installations vérifiées par Bureau Veritas.
. Inspections menées sur tous les aspects sécurité : Zonages ATEX, 
  équipement, signalisation, distance de sécurité...
. Installation, mise en oeuvre, livraisons et opérations de maintenance réalisées
  par du personnel qualifié et habilité d'Axane et d'Air Liquide.

. Les 6 partenaires du projet


         . Axane : coordinateur du projet, fourniture de la pile à combustible, gestion de
          l'approvisionnement en hydrogène et maintenance des installations.
         . Bouygues Telecom : utilisateur, gestion de l'application finale (émetteur GSM) 
           et exploitation commerciale des sites.  
         . 3M : mise au point des membranes (« AME »), qui sont au coeur de la pile.
         . Université de Savoie (Laboratoire LMOPS) : analyse des facteurs de vieillissement 
          des membranes (AME) des piles et développement d'outils prédictifs. 
         . Armines (école des mines de Paris) : traitement des données terrain fournies 
          par le système pile. 
         . Soprano : étude et perfectionnement des composants électroniques.

. Quelques résultats d'exploitation... prometteurs !

Quelques données d?exploitation du système pile installé à Trie-sur-Baïse en « mode de base », relevées début septembre 2008 :

        . Plus de 7 000 h (soit près de 300 jours d'affilée) de fonctionnement ininterrompu 
          d'une même pile à combustible, sans maintenance.
        . 10 MWh d'énergie cumulée fournie par ce système.
        . Les membranes (AME) de la pile atteignent 7 500 h de fonctionnement sans avoir eu 
          besoin d'être remplacées.
        . Forte amplitude et rigueur des conditions climatiques endurées :
          de -5°C à 33 °C (jusqu'à -14°C sur le site de La Nouaille) avec une humidité de 26% à 
          100% (jusqu'à 9% sur le site de La Nouaille). balise.

Le projet « Balises » a été labélisé par le pôle de compétitivité TENERRDIS  (Technologies Énergies Nouvelles Énergies Renouvelables Rhône-Alpes, Drôme, Isère, Savoie).