Véhicule à hydrogène

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

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.

Exemple de véhicules à hydrogènes

Contexte[modifier | modifier le code]

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, à condition que l'hydrogène ne soit pas produit à partir du pétrole. Cette alternative énergétique pourrait être rendue économiquement viable par l'augmentation du prix du baril.

L'hydrogène pourrait aussi être utilisé 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].

Solutions techniques[modifier | modifier le code]

Les plus utilisées dans ce domaines sont :

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 :

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 certains nomment une économie hydrogène.

Véhicules commercialisés[modifier | modifier le code]

Voitures à hydrogènes

Toyota lance en décembre 2014 au Japon sa première voiture à l'hydrogène destinée au grand public, baptisée « Mirai », qui signifie « futur » en japonais. Il est prévu de produire 3 000 Mirai en trois ans au Japon[3]. Elle a déjà été commandée à 200 exemplaires dans l'Archipel par des entreprises, des collectivités ou des particuliers. La voiture est commercialisée à partir du second semestre de 2015 aux États-Unis, en Allemagne, au Royaume-Uni et au Danemark[3]. 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. Cependant, 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[4].

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[5].

Projets[modifier | modifier le code]

En France[modifier | modifier le code]

La Banque publique d'investissement (BPIfrance) a annoncé en juillet 2015 sa participation au financement du projet de développement d’une chaîne de traction hydrogène pour véhicules lourds baptisé Hytrac, à hauteur de 10,8 millions d’euros sur les 26 millions de coût total. Ce projet cible les bus, camions de livraison ou encore engins de chantier et appartient au programme des investissements d’avenir. Il repose sur une pile à combustible produisant de l’électricité à partir d’hydrogène stocké dans le véhicule, avec une autonomie plus importante que les solutions basées sur des batteries. Hytrac réunit de nombreuses expertises françaises sur l’hydrogène, notamment Symbio FCell sur la pile à combustible, Green GT pour le groupe motopropulseur et McPhy Energy sur la production d’hydrogène par électrolyse et le stockage. Tronico, spécialiste de l’électronique de puissance, est le chef de file du projet, qui entend proposer ses solutions dès 2018[6].

Dans le cadre du projet de Nouvelle France industrielle, revisité par Emmanuel Macron en mai 2015, un groupe sur l’hydrogène a été mis en place, piloté par Florence Lambert, du CEA, avec pour objectif de  parvenir à déployer 100 stations de recharge sur le territoire français à l’horizon 2018. Plutôt que de cibler un marché de masse, les industriels visent d’abord une utilisation plus professionnelle : véhicules de livraisons, taxis, flottes de sociétés. Le principal obstacle est le coût de l’infrastructure (1 million d’euros par station), du transport et stockage de l’énergie. Des industriels misent aussi sur la complémentarité entre l’électrique et l’hydrogène : Renault propose depuis l’automne 2014 des utilitaires Kangoo électriques dotés d’une pile à combustible qui fonctionne comme un prolongateur d’autonomie[7].

Le à Bordeaux, a été présenté au grand public « Alpha », le premier vélo à assistance électrique (VAE) fonctionnant à l'hydrogène et fabriqué en série[8].

En Allemagne[modifier | modifier le code]

Le gouvernement allemand s'est fixé un ambitieux objectif pour 2020 : disposer de 1 million de véhicules électriques, en misant notamment sur la pile à combustible. Une initiative a été lancée en 2008 pour favoriser l'usage de l'hydrogène dans l'économie, notamment dans les transports. Une enveloppe de 700 millions d'euros d'argent public, couplée à une somme identique venant de l'industrie, a été investie entre 2008 et 2015, une bonne moitié de la somme étant dédiée à des projets dans la mobilité. Une enveloppe supplémentaire de 160 millions d'euros pour les années 2016 à 2018 est déjà budgétisée. Mais les progrès sont encore très modestes : le parc automobile équipé de cette technologie est à peine de 100 véhicules outre-Rhin en septembre 2015, et le nombre de stations de recharge à hydrogène, implantées dans les grandes villes n'est encore que de 19 au début septembre 2015 et devrait atteindre 25 fin 2015, alors que l'objectif des pouvoirs publics était de 50 stations fin 2015 ; un parc de 400 stations est visé pour 2023 ; mais les constructeurs ne proposent encore qu'un modèle : la Mercedes Classe B ; Mercedes a repoussé en 2017 le lancement d'un second modèle ; Toyota commence à commercialiser sa Mirai en Europe[9].

Aux États-Unis[modifier | modifier le code]

Pour son premier discours sur l'état de l'Union, en 2003, George W. Bush avait parié sur la voiture à hydrogène. Douze ans et 1,5 milliard de dollars de subventions plus tard, les premières voitures à hydrogène font leur apparition sur le marché américain. Elles sont surtout le fait des constructeurs asiatiques : Hyundai avec sa Tucson et Toyota avec sa Mirai. La Californie a montré la voie : d'ici 2025, les constructeurs devront vendre au moins 15 % de véhicules propres. Le « Golden State » a par ailleurs choisi de promouvoir particulièrement la voiture à hydrogène, avec un système de crédits de CO2 et un bonus à l'achat deux fois plus élevé que pour la voiture électrique. L'état finance enfin la construction de 100 stations de chargement d'hydrogène, dont 50 à la fin 2016, pour un total de 200 millions de dollars. Le département de l'Énergie fédéral investit depuis quinze ans dans l'hydrogène, et consacre aujourd'hui 100 millions de dollars par an dans les piles à combustible ; ses projets ont permis de réduire de 50 % le coût des piles à combustible servant au transport depuis 2006, de doubler leur autonomie, et de diviser par cinq la quantité de platine utilisée ; il cherche désormais à réduire l'empreinte carbone de ces véhicules, en produisant l'hydrogène à partir de sources renouvelables, comme l'eau ou le vent[10].

Références[modifier | modifier le code]

  1. La fin de la voiture à hydrogène, sur carfree.fr, 1er septembre 2008 (consulté le 22 février 2014).
  2. Le mythe de l’économie hydrogène de Jeremy Rifkin, sur carfree.fr, 4 février 2013 (consulté le 22 février 2014).
  3. a et b Florence Bauchard et Denis FainsilberToyota fait le pari de l'hydrogène…, Les Échos, 12 février 2015 (consulté le 19 février 2015)
  4. Toyota va commercialiser sa « voiture du futur », Les Échos, 19 novembre 2014.
  5. Ce que prépare la concurrence, Les Échos, 19 novembre 2014.
  6. Hydrogène véhicule - BPIfrance au tour de table d’Hytrac, La lettre des énergies renouvelables, 29 juillet 2015.
  7. La France se penche sur le potentiel de la voiture à hydrogène, Les Échos, 9 septembre 2015.
  8. Véronique Fourcade, « Voici Alpha, le premier vélo électrique à hydrogène, né à Biarritz », Sud Ouest,‎ (consulté le 13 octobre 2015)
  9. En Allemagne, un parc de pompes à hydrogène encore très limité, Les Échos, 10 septembre 2015.
  10. Voiture à hydrogène : les Etats-Unis en embuscade, Les Échos, 22 décembre 2015.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

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

Liens externes[modifier | modifier le code]