Véhicule à hydrogène

La notion de véhicule à hydrogène désigne tout moyen de transport qui utilise une transformation chimique de l'hydrogène comme énergie de propulsion.

Voiture Honda alimentée par de l'hydrogène, en cours de plein

Configuration des composants d'un véhicule

Cette appellation englobe des appareillages du domaine de l'aérospatiale (comme les fusées) ou du domaine militaire (comme des sous-marins à hydrogène), même si l'usage courant renvoie plutôt au monde des transports.
Le véhicule à hydrogène est dit « décarboné » et peut faire partie des véhicules propres.

Contexte

La recherche de véhicules à hydrogène s'inscrit dans un contexte précis. Avec la diminution des ressources pétrolières, il est nécessaire de trouver un ersatz énergétique. L'hydrogène n'est pas présent à l'état naturel, C'est un vecteur énergétique, mais il est facile de le produire à partir d'eau, de méthane, etc.

Un tel véhicule est théoriquement un « véhicule propre » car il ne rejette localement que de l'eau. Mais, l’hydrogène n’existant quasiment pas à l’état brut sur Terre, il doit être produit de manière industrielle. Pour que le plus simple des éléments chimiques puisse être exploité et stocké, il doit d’abord être séparé de l’oxygène, avec lequel il forme la molécule d’eau (H2O) ou du carbone avec lequel il est combiné dans la molécule de méthane (CH₄). Pour le séparer, il faut de l’énergie – de l’électricité – en très grande quantité^[1].

L'utilisation de l'hydrogène permettrait aussi aux pays ne disposant pas de gisements pétroliers de sécuriser leur approvisionnement énergétique^{[réf. nécessaire]}. Cette alternative énergétique est rendue économiquement viable par l'augmentation du prix du baril^{[réf. nécessaire]}.

L'hydrogène pourrait aussi être utilisée pour améliorer les performances des véhicules électriques : augmentation de l'autonomie et diminution du temps de charge via l'utilisation d'une pile à combustible.

En fait, la technique de production d’hydrogène est connue depuis très longtemps. Selon Amar Bellal, professeur agrégé de génie civil, si la production d’hydrogène ne s’est pas généralisée comme moyen indirect de stockage de l’électricité, c’est qu’il y a de réelles difficultés techniques pour passer à la production à grande échelle : réseaux de transport, pression importante pour conditionner le gaz, réservoirs de dimensions rédhibitoires, faible rendement, matériaux rares nécessaires à la technologie (platine)^[2].

Les solutions techniques

Les plus utilisées dans ce domaines sont :

le moteur à hydrogène qui fonctionnerait sur le même principe que le moteur à explosion classique, mais qui doit résoudre le sujet de la production d'hydrogène, de son transport, et de son stockage s'il n'est pas produit dans le véhicule même.
la pile à combustible qui produit dans un premier temps de l'énergie électrique qui alimente un moteur électrique. L'hydrogène utilisé par une telle pile peut avoir toutes sortes de provenance (eau de mer hydrolysée, pétrole, agrocarburant...)

Début 2009 de nombreux véhicules ont dépassé le stade expérimental, mais l'appellation « véhicule à hydrogène » utilisée volontiers dans l'industrie automobile désigne plusieurs types de véhicules distincts :

à moteur électrique dont l'énergie provient d'une pile à combustible (Fiat Panda II H2, Honda FCX, ...).
à moteur à explosion fonctionnant soit à l'hydrogène soit aux hydrocarbures (BMW Hydrogen 7, ...).
ou encore hybride (combinant un moteur classique aux hydrocarbures et un moteur électrique dont l'énergie provient d'une pile à combustible).

Il existe également des systèmes d'enrichissement hydrogène du carburant (commercialisé pour les poids lourd en Amérique du nord), où l'hydrogène est utilisé pour permettre une combustion plus complète et donc moins polluante des hydrocarbures.

En parallèle de la question technique, la diffusion à grande échelle de ce genre de véhicule suppose l'instauration d'un cadre économique associé, ce que certain nomment une économie hydrogène.

Véhicules commercialisés

Toyota lance en décembre 2014 au Japon sa première voiture à l'hydrogène destinée au grand public, baptisée « Mirai », qui signifie « futur » en japonais ; elle a déjà été commandée à 200 exemplaires dans l'Archipel par des entreprises, des collectivités ou des particuliers. Les commandes n'ont pas encore été prises aux États-Unis et en Europe, où la voiture sera commercialisée seulement au second semestre de 2015. Plusieurs constructeurs ont déjà proposé des flottes commerciales de véhicules propulsés par un moteur alimenté par une pile à combustible, mais Toyota est le premier à lancer une offre grand public. Il prévoit 400 ventes, au prix de 7,23 millions de yens (50 000 euros) pièce, au Japon sur les douze prochains mois. La Mirai peut effectuer 650 kilomètres avec un plein d'hydrogène effectué en 3 minutes ; mais le Japon ne compte que 41 stations de distribution d'hydrogène installées ou en construction, et quelques dizaines sont programmées en Californie et dans des pays d'Europe du Nord^[3]. Hyundai-Kia commercialise déjà un modèle, le ix35 Fuel Cell. Honda vient de confirmer le lancement de sa première berline fonctionnant à l’hydrogène début 2016 qui sera dotée, selon le constructeur, d’une autonomie de 700 kilomètres. Enfin, Renault-Nissan, Ford et Daimler ont scellé un partenariat dans la technologie hydrogène^[4].

Notes et références

↑ La fin de la voiture à hydrogène, sur carfree.fr, le 1er septembre 2008, consulté le 22 février 2014.
↑ Le mythe de l’économie hydrogène de Jeremy Rifkin, sur carfree.fr, le 4 février 2013, consulté le 22 février 2014.
↑ Toyota va commercialiser sa « voiture du futur », Les Échos, 19 novembre 2014.
↑ Ce que prépare la concurrence, Les Échos, 19 novembre 2014.

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

BEUZIT Pierre, Hydrogène : l'avenir de la voiture ? , l'Archipel, 2007

Liens externes

[1] La fin de la voiture à hydrogène, sur carfree.fr, le 1er septembre 2008, consulté le 22 février 2014.

[2] Le mythe de l’économie hydrogène de Jeremy Rifkin, sur carfree.fr, le 4 février 2013, consulté le 22 février 2014.

[3] Toyota va commercialiser sa « voiture du futur », Les Échos, 19 novembre 2014.

[4] Ce que prépare la concurrence, Les Échos, 19 novembre 2014.

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