La voiture à hydrogène, une mobilité propre pour le futur de l’automobile ?

Une voiture à hydrogène combine les avantages d’un véhicule électrique avec la facilité d’utilisation d’une automobile conventionnelle.

La particularité de cette motorisation réside dans son unique rejet : de la vapeur d’eau (H2O). Cette caractéristique en fait une solution particulièrement prometteuse pour réduire l’impact environnemental des déplacements routiers.

L’appellation « véhicule à hydrogène » désigne le plus souvent un véhicule ayant une pile à combustible qui produit de l’énergie électrique afin d’alimenter un moteur électrique. Une technologie que l’on trouve sur plusieurs modèles, dont la Fiat Panda II H2, la Honda FCX Clarity ou la Toyota Mirai.

Principe du véhicule à hydrogène

Son principe repose sur une pile à combustible qui transforme l’hydrogène stocké dans des réservoirs pressurisés en électricité. La voiture a ainsi à son bord une sorte de centrale de production d’électricité, ainsi que du gaz sous pression (dans son réservoir). La pile à combustible transforme le plein d’hydrogène en électricité : au contact de l’oxygène, l’hydrogène réagit et produit de l’électricité, de la chaleur et de la vapeur d’eau.

Fonctionnement d’un véhicule à moteur à hydrogène

L’hydrogène est l’élément chimique le plus abondant dans l’univers (70% de la matière !). Il est souvent utilisé pour produire des piles à combustible. La voiture à hydrogène fonctionne grâce à une pile à combustible, qui combine l’hydrogène avec le dioxygène de l’air ambiant pour produire de l’électricité, de la chaleur et de l’eau. Cette électricité est ensuite utilisée pour alimenter un moteur électrique qui propulse le véhicule. Contrairement aux véhicules à essence ou diesel, il n’y a aucune combustion interne dans le moteur à hydrogène, ce qui signifie qu’il ne produit pas de gaz d’échappement nocifs.

Quels sont les avantages du véhicule à hydrogène ?

Les voitures à hydrogène bénéficient de plusieurs avantages.

Premier avantage : zéro émissions. L’hydrogène utilisé comme carburant ne produit que de l’eau comme sous-produit, ce qui signifie qu’il n’émet aucune émission de CO2 nocive à l’échappement. Le véhicule à hydrogène est souvent présenté comme « décarboné » car sa motorisation n’émet pas directement de gaz à effet de serre. A ce titre, c’est intéressant pour la transition énergétique.

Deuxième atout : une autonomie élevée. Les véhicules à hydrogène ont une autonomie similaire à celle des véhicules à essence, ce qui les rend adaptés aux longs trajets. Toyota annonce pour sa Mirai une autonomie jusqu’à 650 km. Pour la Clarity de Honda, on se situe autour de 600 km.

Troisième bénéfice : une recharge rapide. Les stations de ravitaillement en hydrogène permettent de recharger un véhicule en quelques minutes. Toyota, toujours, affiche une recharge complète de sa Mirai en 5 minutes, de même BMW avec son iX5.

Quatrième atout : une énergie propre. Lorsque l’hydrogène est produit à partir de sources d’énergie renouvelable, il s’agit d’une source d’énergie propre, contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Si la majorité de la production d’hydrogène est encore réalisée à partir d’hydrocarbures contribuant à l’effet de serre, l’hydrogène vert (ou hydrogène propre), lui, est produit par électrolyse de l’eau, à partir d’une source d’énergie renouvelable, ou d’une source bas carbone (énergie renouvelable ou nucléaire).

Cinquième point positif : pas de dépendance aux températures extérieures. Autrement dit, à l’inverse de certaines technologies de véhicules électriques, les performances des véhicules à hydrogène ne sont pas diminuées en hiver lorsqu’il fait froid.

Terminons cette liste de points forts en indiquant que, comme les véhicules électriques, ceux à hydrogène sont silencieux et permettent un accès aux zones à circulation restreinte de certains centres-villes

Bref, la voiture à hydrogène présente plusieurs avantages qui en font une option attrayante pour l’avenir de l’automobile. 

L’info Opteven :
L’Union européenne a pris l’initiative de soutenir activement le secteur de l’hydrogène en mettant en place un plan visant à atteindre une part de 12 à 14 % d’hydrogène dans le mix énergétique d’ici 2050.

Quels sont les inconvénients de l’hydrogène comme carburant ?

Les limites de l’hydrogène comme carburant se situent à quatre niveaux.

D’abord, la production d’hydrogène, en particulier d’hydrogène vert, demeure coûteuse et exigeante en énergie, ce qui nécessite des investissements considérables.

Ensuite, le stockage et la distribution de l’hydrogène requièrent des infrastructures spéciales et coûteuses.

Par ailleurs, la sécurité est également un sujet de préoccupation car l’hydrogène est hautement inflammable.

Enfin, d’un point de vue pratique, il existe encore peu de stations de distribution d’hydrogène, ce qui rend le ravitaillement difficile.

Malgré les défis que cela peut représenter, l’hydrogène se crée une place dans le paysage automobile. En France, les véhicules à hydrogène s’imposent peu à peu, leur avenir semble prometteur puisqu’environ 80 millions d’euros sont alloués au développement de ce secteur. Les projets à venir comprennent la conception de poids lourds, d’autobus et de camions destinés au transport des déchets ménagers.

En fin de compte, la voiture à hydrogène offre un potentiel prometteur en tant qu’alternative propre aux véhicules traditionnels. Son adoption généralisée dépendra de la capacité à surmonter les défis actuels et à promouvoir une production d’hydrogène plus propre. Alors que l’industrie automobile évolue vers une mobilité plus durable, l’hydrogène pourrait jouer un rôle clé dans le futur de l’automobile.

La voiture électrique (ou Battery Electric Vehicle ) et la voiture à hydrogène (ou Fuel Cell Electric Vehicle ) ambitionnent d’être le futur de la mobilité propre. Mais voyons ce qui différencie ces deux types de véhicules, au-delà de la technologie :

• temps de charge : faire le plein avec un véhicule à hydrogène est nettement plus rapide (moins de 10 minutes avec la Honda Clarity), avec une durée plutôt similaire aux carburations classiques.
• autonomie : les chiffres sont globalement similaires, et ne permettent de donner un net avantage à l’une ou à l’autre
• prix d’achat : les prix initiaux des voitures électriques sont en moyenne plus faibles que ceux des voitures à hydrogène. Pour les Toyota Mirai et Hyundai Nexo, il faut compter au moins 73.000 €, si ce n’est 80.000€.
• densité de station de recharge : installer une station de recharge pour véhicules à hydrogène est nettement plus onéreux (on a longtemps parlé de plusieurs millions d’euros), ce qui fait que la fréquence de ce type de stations avec borne de recharge est nettement plus basse que pour les voitures électriques : il n’y en a qu’une dizaine en France.
• coût d’entretien et de fonctionnement : les coûts de maintien et de fonctionnement d’un véhicule à hydrogène sont plus élevés que ceux d’un modèle électrique, ce qui inclut les frais de recharge. Le prix d’un « plein » d’hydrogène est comparable à un plein d’essence ou de gasoil (selon les cours respectifs) : ce n’est pas un atout face aux voitures thermiques.

Bref, si certains points sont favorables aux véhicules à hydrogène, l’aspect pécuniaire sur le long terme (achat et coûts d’exploitation : entretien, « plein »…) limite pour l’heure le potentiel de développement de ce type de véhicules propres : l’offre des constructeurs automobiles pour le grand public est encore très restreinte en termes de voiture à hydrogène. Selon bp, « l’hydrogène ne jouera qu’un rôle minime dans la décarbonation des véhicules légers ». Mais attendons de voir comment évolue la recherche et quelles innovations permettront de réduire ces coûts et rendre ces véhicules plus viables d’un point de vue économique !