Comme une voiture électrique à batterie rechargeable, ce véhicule roule sans émettre aucune particule, ce qui permet d’éviter la pollution de l’air, notamment dans les grandes agglomérations.
Engouement japonais
Si l’invention de la voiture à hydrogène date du XIXe siècle, ce gaz arrive seulement aujourd'hui sur le marché des transports conventionnels. En 1997, la signature du protocole de Kyoto (il vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre) relance les recherches sur la voiture à hydrogène.
Toyota commercialise la première voiture à hydrogène de série en novembre 2014 : la Mirai, futur en japonais. Honda suivra en 2016, puis Hyundai ainsi que d’autres constructeurs dont Renault, qui mise sur les utilitaires et s’est associé à l’américain Plug Power pour déployer des flottes en Europe.
En 2021, environ 15 000 voitures et camionnettes roulent grâce à ce gaz dans le monde, dont l’essentiel en Californie, en Corée et au Japon. Quelques centaines circulent en France. Les taxis à hydrogène de la compagnie Hype en constituent une bonne partie. Autonomes sur plus de 500 kilomètres, ils se rechargent en 3 à 5 minutes.
EN CHIFFRES
15 minutes : temps de recharge pour un bus à hydrogène, contre 5 à 6 heures pour un bus à batterie électrique
381 stations hydrogène étaient recensées en 2018, dont une centaine au Japon, 70 en Allemagne et 60 en Californie.
9 milliards d’euros : budget investit par l’Allemagne pour développer l’hydrogène (annonce de juin 2020)
7 milliards d’euros : budget investit par la France pour développer l’hydrogène (annonce de septembre 2020)
78 900 euros : prix d’une Toyota Mirai neuve (en février 2021)
Curieusement, alors que le réchauffement climatique s’aggrave d’année en année, l’hydrogène n’a pas encore vraiment percé. Son autonomie et le temps nécessaire pour faire le plein d’énergie sont pourtant comparables à ceux d’une voiture à moteur thermique. Ce qui est loin d’être le cas d’une voiture électrique à batterie, qui nécessite généralement un temps de charge plus long pour une autonomie plus faible.
« La pile à combustible la voiture à hydrogène est moins sensible aux cycles de charge et décharge. Les batteries au lithium de la voiture électrique s’épuisent et leur recyclage est plus complexe », note Olivier Joubert, professeur à l’université de Nantes et directeur, au CNRS, de la fédération de recherche dédiée à l’hydrogène.
Quel garagiste ?
Ces avantages ne doivent pas faire oublier un atout essentiel de la voiture électrique à batterie : l’électricité, contrairement à l’hydrogène, arrive déjà chez tous les particuliers et des centaines de stations de recharge ouvertes au public existent, contre seulement une quarantaine dans toute la France pour l’hydrogène.
L’hydrogène n’est pas une énergie aisée à transporter et stocker, du fait des risques d’explosion. La maintenance pose aussi question : à quel garagiste confier l'entretien de sa voiture à hydrogène ?
« À l’échelle du véhicule individuel, les inconvénients de coût, à l’achat et en maintenance, et les risques de fuites l’emporteront sans doute sur les avantages », estime Marc Jedliczka, porte-parole de l’association NégaWatt, qui prône une plus grande sobriété énergétique y compris dans les transports.
Pour lui, l’alternative aux carburants fossile se trouve davantage du côté des biocarburants obtenus par méthanisation des déchets organiques que de l’hydrogène.
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Quant à savoir si la voiture à hydrogène est bonne pour l’environnement, le débat reste ouvert. Premièrement, une pile à combustible nécessite du platine, un métal onéreux et dont l’extraction dégrade souvent les sols. Ensuite, tout dépend de la manière dont est produit cet hydrogène.
Ce gaz, qui n'est pas une énergie primaire, est issu d’une transformation énergivore. « À ce jour, 95 % de l’hydrogène mondial est produit à partir d’hydrocarbures, de gaz ou de charbon », rappelle Olivier Joubert. Dans ce cas, les émissions de CO2 sont considérables, équivalentes à celles d’un véhicule à moteur thermique.
Sept milliards d'ici à 2030
En septembre 2020, le gouvernement français a annoncé un plan de relance ayant pour objectif de s’appuyer sur un hydrogène décarboné, c'est-à-dire produit en n’émettant pas ou peu de dioxyde de carbone (CO2). On peut en effet produire de l’hydrogène par électrolyse de la vapeur d’eau, mais en consommant de l’électricité : la production ne sera neutre en carbone que si celle-ci provient d’énergies renouvelables gérées durablement.
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L’État français va soutenir la filière hydrogène à hauteur de 7 milliards d’euros d’ici à 2030 et a annoncé une centaine de stations à hydrogène sur le territoire d’ici à dix ans. Pour l’instant, la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau coûte cher. C’est ce manque de rentabilité économique qui freine son déploiement.
EN DATES
1766 : découverte de l’hydrogène par le chimiste anglais Henry Cavendish
1783 : Antoine Lavoisier montre que l’eau est composée d’oxygène et d’un gaz qu’il baptise hydrogène
1839 : l’allemand Christian Schönben découvre l’effet pile à combustible qui permet de produire de l’électricité grâce à l’oxydation de l’hydrogène, une réaction inverse à celle de l’électrolyse de l’eau
1863 : Etienne Lenoir met au point l’Hippomobile, l’une des premières voitures à hydrogène
1889 : Ludwig Mond et Carl Langer donnent à la pile à combustible sa forme actuelle
2014 : commercialisation de la première voiture à hydrogène de série, par Toyota
D’ailleurs, plus le poids du véhicule augmente, plus les batteries au lithium touchent leur limite, à cause d’une densité énergétique insuffisante. En Suisse, un gérant de grandes surfaces alimentaires s’est fait livrer une cinquantaine de camions à hydrogène par Hyundai fin 2020. L'avenir est sans doute aux flottes à hydrogène, bus, camions ou engins de collecte des déchets car, dans ce cas, l’amortissement d’une station de recharge à hydrogène peut s’espérer dans un délai raisonnable.
400 à 600 kms
Un avenir existe aussi pour des véhicules électriques avec batterie au lithium et pile à combustible alimentée en hydrogène. Tout dépendra des usages et contraintes économiques.
« Sur des trajets de moins de 200 kilomètres, la batterie électrique est beaucoup plus rentable. Sur plusieurs centaines de kilomètres, c’est bien l’hydrogène qui l’emporte, à condition qu’il soit le plus décarboné possible. »
Olivier Joubert,professeur à l’université de Nantes et directeur, au CNRS, de la fédération de recherche dédiée à l’hydrogène.
D’après l’agence internationale de l'énergie (AIE), il faudra parcourir au moins 400 kilomètres pour que l’utilisation d’un véhicule à hydrogène soit plus rentable qu’une voiture électrique rechargeable.
C’est donc sur les citadines et a fortiori les vélos que la batterie électrique sera la plus adaptée. Les sources d’énergie sont complémentaires. Elles le sont d’ailleurs déjà dans le cadre de véhicules hybrides équipés à la fois d’un réservoir, d’une pile fonctionnant à l’hydrogène et d’une batterie au lithium.
C’est par exemple le cas des bus de l’albigeois Safra, qui roulent dans le Pas-de-Calais, à Versailles, au Mans et bientôt sur le tarmac de l’aéroport de Toulouse-Blagnac. Côté utilitaires, Symbio, une joint-venture entre Faurecia et Michelin, propose ainsi d’ajouter une pile à combustible sur un Renault Kangoo à batterie électrique.
Reste à faire baisser le coût d’achat des véhicules à hydrogène. Des chercheurs du CNRS travaillent actuellement sur ce sujet, en essayant de diminuer la teneur en platine de la pile à combustible tout en augmentant sa durée de vie.
