L’idée d’utiliser une pile à combustible embarquée dans une voiture pour produire de l’électricité n’est pas nouvelle. Mercedes l’a envisagé dans les années 1990, mais a abandonné cette solution en raison des coûts élevés.
Aujourd’hui, bien que les coûts restent importants, ils sont jugés surmontables compte tenu des avantages de la solution. En effet, une voiture à hydrogène est essentiellement une voiture électrique qui produit sa propre électricité grâce à une pile à combustible.
Elle offre donc les mêmes avantages qu’une voiture électrique : aucune émission de CO2 pendant son utilisation et un fonctionnement silencieux.
Des avantages mais aussi des inconvénients
La pile à combustible agit comme un prolongateur d’autonomie en générant de l’électricité, ce qui permet de réduire les arrêts fréquents. Par exemple, le Hyundai Nexo offre une autonomie théorique de 666 km selon le cycle WLTP.
Un autre avantage est que le ravitaillement en hydrogène ne prend pas plus de temps qu’un plein d’essence. Recharger la batterie d’une voiture électrique nécessite au moins une heure d’arrêt. Cependant, la pile à combustible présente également des inconvénients : son coût est considérablement plus élevé.
Une Toyota Mirai ou un Hyundai Nexo coûte deux fois plus cher que les voitures hybrides rechargeables proposées par les mêmes marques.
Enfin, la question de l’approvisionnement se pose. Actuellement, il existe une trentaine de stations distribuant de l’hydrogène en France. Utiliser ce carburant en 2021 est donc un acte militant plutôt qu’un choix rationnel, mais cela pourrait évoluer.
Un futur certain ?
Pour répondre à la législation européenne sur les émissions moyennes de CO2, les constructeurs doivent vendre de plus en plus de véhicules émettant peu ou pas de CO2. Dans ce cas, il ne peut s’agir que de véhicules électriques à batteries ou dotés d’une pile à combustible.
Grâce à son fonctionnement similaire à celui d’un véhicule à essence, la voiture à hydrogène présente des avantages. Tous les constructeurs mondiaux, à l’exception de Volkswagen, développent de telles motorisations.
Volkswagen, par la voix de son président Herbert Diess, a récemment déclaré : “Les voitures à pile à combustible ne sont pas la réponse”.
Bon à savoir : une équipe de chercheurs de l’Institut français du pétrole et des énergies nouvelles (IFPEN) travaille actuellement sur un moteur thermique convertible à l’hydrogène. Une telle solution optimiserait la transition écologique dans le secteur automobile.
Une offre en développement
De nombreux constructeurs automobiles se tournent vers la voiture électrique, considérée comme une alternative plus écologique. Certains optent pour des modèles fonctionnant à l’hydrogène.
Toyota propose la deuxième génération de sa voiture à hydrogène, la Mirai. La première génération, lancée en 2015, s’est vendue à plus de 10 000 unités en cinq ans. Hyundai propose quant à lui le Nexo, qui est devenu l’an dernier le véhicule à pile à combustible le plus vendu au monde avec 11 300 unités en deux ans (2019 et 2020).
D’autres constructeurs s’apprêtent à lancer des véhicules dotés de pile à combustible, principalement des utilitaires légers. Seule cette motorisation permet de rouler sans émission et sans réduire la charge transportable.
Pour répondre à la demande croissante, des infrastructures de ravitaillement en hydrogène doivent être mises en place. Des acteurs tels qu’Air Liquide et HysetCo travaillent à développer des réseaux de distribution d’hydrogène en France.
Comment ça marche ?
Une pile à combustible est alimentée par de l’hydrogène stocké sous pression et de l’air ambiant. L’hydrogène et l’oxygène de l’air réagissent chimiquement pour produire de l’électricité. Cette électricité charge une batterie tampon qui alimente le moteur électrique.
Le seul sous-produit de cette réaction est de l’eau (H2O). En amont, l’hydrogène doit être produit car il n’existe pas à l’état naturel. La production d’hydrogène nécessite de “casser” une molécule d’eau en utilisant de l’électricité.
Bien que le rendement global de l’opération ne soit que d’environ 35%, cette technologie a un sens sur le plan environnemental. En effet, le véhicule ne produit aucune pollution lors de son utilisation. De plus, si l’électricité utilisée pour produire l’hydrogène provient de sources peu carbonées, on parle alors d’”hydrogène vert”.
Une filière industrielle française
Stellantis et Renault livreront des utilitaires à hydrogène dès 2022, et ces véhicules seront produits en France. Les équipementiers Plastic Omnium et Symbio jouent également un rôle majeur dans le développement de cette technologie.
En ce qui concerne l’usage, la France prévoit de déployer environ 250 stations de recharge d’ici 2024, ce qui permettrait la circulation de 120 000 véhicules, principalement des utilitaires, des poids lourds, des bus et des cars. À plus long terme, la voiture particulière pourrait représenter une part importante des 800 000 véhicules en circulation projetés pour 2030.
L’industrie française est ainsi prête à déployer des solutions hydrogène, et la voiture à hydrogène pourrait progressivement trouver sa place sur le marché des grandes berlines, des SUV et des monospaces de fort volume à usage routier. Cependant, la distribution d’hydrogène doit suivre pour que cette technologie se développe pleinement.
