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Première voiture à hydrogène produite en « grande » série, la Toyota Mirai est un événement historique dans le monde automobile. A Hambourg, Automobile-Propre a pu la prendre en main pour une séance d’essais. De la conduite au fonctionnement en passant par les infrastructures de ravitaillement,  voici nos impressions à bord de la berline à hydrogène de Toyota.

Comment ça marche ?

Côté fonctionnement, le système fait appel à deux sources d’énergie qui peuvent être appelées ensemble ou séparément. La principale reste la pile à combustible. Capable de délivrer jusqu’à 114 kW de puissance, elle assure la transformation de l’hydrogène en électricité directement à bord du véhicule grâce à deux réservoirs situés à l’arrière du véhicule et embarquant jusqu’à 5 kg d’hydrogène à une pression de 700 bars. Située au-dessus du second réservoir, la batterie est la seconde source d’énergie du véhicule. Elle permet à la fois de stocker le surplus d’électricité produit par la PAC et de récupérer l’énergie lors des phases de freinage et de décélération.

Concrètement, la batterie assure le démarrage de la voiture et apporte un complément de puissance à l’accélération tandis que la pile à combustible agit seule en vitesse de croisière. Une configuration qui est finalement assez proche des autres hybrides du constructeur japonais à la différence près que seule la motorisation électrique anime le véhicule.

Economie d’échelle

Si les composants « hydrogène » sont propres à la Mirai, Toyota a joué la carte de l’économie sur toute la partie électrique. La batterie Ni-Mh de 1.6 kWh est ainsi issue de la Camry hybride tandis que le moteur électrique de 154 ch provient directement du RX450h de Lexus. Pour le constructeur, il s’agit de maximiser les économies d’échelle en parvenant reprendre des composants déjà fabriqués à grande échelle.

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La sécurité avant tout

C’est un point important sur lequel le constructeur a longuement insisté lors de sa présentation presse. Points sensibles de la Mirai : ses deux réservoirs à hydrogène qui ont été soumis aux tests les plus poussés et seraient capable de supporter plus de deux fois leur pression, soit environ 1500 bars. Au sein même des réservoirs, la pression et la température sont surveillées en permanence grâce à des capteurs. En cas de souci, et notamment dans l’hypothèse d’un incendie, la voiture peut ainsi effectuer automatique un « dégazage » où interrompre le système en cas de collision.

Pour Toyota, l’enjeu est de taille et il s’agit de ne pas reproduire les incidents qui ont gravement nuis à la filière GPL à ses débuts.

Un design bien à elle

En observant la Mirai, vous aurez sans doute du mal à distinguer de quelconques similitudes avec d’autres modèles de la marque hormis peut-être la Prius avec laquelle elle partage quelques traits de caractères. Pour le constructeur, cette différenciation est volontaire et il s’agit avant tout de « trancher » avec ses codes habituels pour proposer un véhicule au look à la fois innovant et futuriste capable de séduire les « early adopters ».

A l’intérieur, l’intégralité des informations liées à la conduite est située sur un écran TFT de 11 cm de diagonale logé au centre du tableau de bord qui permet de donner une vision assez claire du fonctionnement du véhicule, tant pour le conducteur que pour le passager.

Seule ombre au tableau : l’habitabilité ! Encombrée par ses nombreux composants, la Toyota Mirai ne dispose pas vraiment de l’espace attendu dans une berline avec seulement 4 places assises et un coffre réduit à 361 l en raison de la présence d’un des deux réservoirs à hydrogène.

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Derrière le volant : conduite, consommation et autonomie

Quelle impression à bord de la Toyota Mirai ? Si j’ai pu tester de nombreuses voitures électriques et hybrides, la voiture à hydrogène de Toyota était pour moi une grande première et j’avoue avoir été agréablement surpris au volant.

Les sensations d’une voiture électrique…

Au volant de la Mirai, on retrouve les mêmes sensations et le même confort qu’une voiture 100 % électrique, exception faite du léger bruit lié au fonctionnement de la pile à combustible surtout audible lors des phases d’accélérations où elle tourne à plein régime.

A l’usage, on peut choisir parmi trois modes de conduite – normal, éco ou power – qui influeront sur le comportement dynamique de la voiture tandis que le mode « brake », disponible via le sélecteur, permet de renforcer, légèrement, l’intensité du frein moteur pour récupérer d’avantage d’énergie lors des phases de freinage et de décélération.

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… et la tranquillité d’une voiture à autonomie étendue

Côté autonomie, avec plus de 500 kilomètres annoncés par le cycle NEDC, on peut rouler sans avoir l’œil rivé sur le compteur et j’ai retrouvé à bord de cette Toyota Mirai la même sensation de « liberté » que lors de mon essai de la Tesla Model S entre Paris et Amsterdam en juillet dernier. On peut accélérer et se faire plaisir en roulant sans avoir à « stresser » sur l’autonomie perdue.

Au final, en roulant vraiment normalement et sans pratiquer l’éco-conduite, j’ai terminé mon essai avec une consommation moyenne de 1.3 kg/100 km, soit beaucoup plus que les 0.76 kg annoncés sur la fiche technique. Il n’y a pas de secret, le cycle NEDC n’est pas plus fiable sur une voiture à hydrogène qu’il ne l’est sur une voiture thermique ou électrique…

Le plein en 5 minutes

L’essai de la Mirai a également été l’occasion d’expérimenter l’utilisation d’une station à hydrogène. A Hambourg, c’est une carte avec un code PIN qui permet d’accéder à la pompe. Une fois le pistolet raccordé à la voiture, un dialogue s’effectue avec la station qui vérifie la pression dans les réservoirs pour voir s’il faut, ou pas, réaliser le remplissage.

Durant cette étape, le pistolet reste « verrouillé » mécaniquement sur la voiture avec un débit de remplissage calibré pour éviter toute surchauffe lors du transfert. Côté pompe et voiture, des capteurs de températures s’assurent en permanence du bon fonctionnement du processus. Une fois encore, la sécurité est maximale et définie par des normes internationales. Sans avoir de chrono en main, l’opération de remplissage aura duré moins de 5 minutes.

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Ne rejette que de l’eau

Je n’ai malheureusement pas pu prendre de photos mais ceux qui ont aperçu fonctionner la Mirai ont pu voir un petit nuage blanc s’échapper de l’arrière gauche du véhicule. Il s’agit en fait de vapeur qui vient directement d’une sortie d’échappement bien cachée sous la voiture. Celle-ci sert également à « vidanger » les quelques centilitres d’eau déminéralisée accumulés dans le système.

Et pour éviter au conducteur d’avoir une flaque dans son garage, un bouton « H2 » permet de vider le système manuellement en actionnant la « marche forcée » de la pile à combustible quelques minutes avant d’arriver sur son lieu de stationnement. Si certains de nos confrères ont pu « goûter » l’eau en sortie d’échappement, notons que Toyota ne garantit pas ses qualités alimentaires. N’abusons pas !

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Quid des tarifs ?

Si la Toyota Mirai est aujourd’hui la première voiture à hydrogène industrialisée dans le monde, elle n’atteint pas encore les volumes de ses homologues thermiques. Résultat : un tarif qui reste assez cher – 66.000 € HT – mais qui n’a pas découragé les early-adopters qui ont été nombreux à se manifester pour acquérir le véhicule.

En Europe, sa commercialisation se limite aujourd’hui à  quatre pays  – Belgique, Allemagne, Danemark et Royaume Uni – et Toyota met davantage en avant son offre de leasing (1200 €/mois en Allemagne) pour séduire et rassurer sa clientèle.

Côté garantie, le constructeur propose 8 ans ou 160.000 kilomètres.

L’enjeu des infrastructures de ravitaillement…

Point de salut sans stations ! Si la Prius n’avait pas besoin d’infrastructures spécifiques pour se ravitailler, ce n’est pas le cas de la Mirai qui va devoir s’appuyer sur un réseau dont la construction débute à peine. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle le lancement de la Mirai n’intervient que dans certains pays, voire certaines régions, où les infrastructures sont bel et bien présentes.

Au Royaume-Uni, 15 stations doivent voir le jour d’ici à la fin de l’année et un plan à long terme prévoit 65 stations dans tout le pays. Au Danemark, 15 stations sont en projet tandis qu’en Allemagne, 50 sont prévues d’ici à fin 2015 et 400 d’ici à 2023. En Belgique, où la Mirai devrait être lancée en 2016, la première station devrait voir le jour en début d’année prochaine.

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Des standards définis

Bonne nouvelle… la standardisation est d’ores et déjà en place ! Des normes internationales ont déjà été validées pour garantir l’interopérabilité de tous les modèles ce qui permettra d’éviter ce que nous avons pu voir sur les VE avec les débats type2/type 3 et Combo/CHAdeMO. Et quand on sait qu’une station 700 bars coûte en moyenne entre 1 et 2 millions d’euros, il vaut mieux que tout le monde soit d’accord sur les standards à utiliser.

Quels projets en France ?

Si certains territoires, comme le département de la Manche ou la région Rhône Alpes, se mobilisent dans le déploiement de stations hydrogène, la France n’est pas très en avance vis-à-vis de certains de ses voisins européens.

Faut-il pour autant déployer des centaines de station pour une filière si jeune ? Pas nécessairement ! « En implantant une dizaine de station bien réparties, la France pourrait assurer un réseau « essentiel » et donner une première impulsion » nous indique l’un des responsables de Toyota qui attend ce « signal » pour initier la commercialisation de la Mirai dans l’hexagone.

Une concurrence salutaire

L’autre problème provient du manque de véhicules disponibles sur le marché. Quand bien même la Mirai soit aujourd’hui commercialisée, ses volumes resteront encore très limités au cours des prochaines années (700 exemplaires en 2015 et 2 000 environ en 2016… on parle de production monde !). De fait, difficile de convaincre les opérateurs d’investir sans une offre suffisamment étoffée.

Toyota a bien tenté de faire bouger les choses en ouvrant les brevets sur sa technologie mais les autres constructeurs semblent aborder le marché beaucoup plus timidement. Chez Honda, la Clarity Fuel Cell devrait arriver courant 2016 en Europe avec des quantités limitées tandis que Daimler ne cesse de repousser ses projets. Chez BMW, ce ne sera pas avant 2020 avec une technologie partagée avec Toyota.

… et de la production d’énergie

C’est LE sujet qui fait débat ! Si aujourd’hui l’hydrogène est majoritairement produit à partir d’énergies fossiles, l’enjeu est de parvenir à le rendre « renouvelable ». Deux solutions sont possibles : l’électricité ou la biomasse. Si le fait d’utiliser de l’électricité pour fabriquer de l’hydrogène qui est ensuite retransformée en électricité à bord de la voiture peut paraître dénué de sens de prime abord (autant tout mettre dans une batterie…), la réalité ne l’est pas tant que cela.

A Hambourg, où c’est l’énergie éolienne qui assure la production d’hydrogène, il s’agit d’utiliser la surproduction d’électricité qui, plutôt que d’être totalement perdue, sert à la fabrication de l’hydrogène. Pour ses défenseurs, l’hydrogène devient donc une véritable solution de stockage de l’énergie électrique qui pourra être réutilisée ensuite pour alimenter les véhicules ou pour d’autres applications plus industrielles. Une sorte de « smart grid » mais avec une autre approche que celle que nous connaissons…

Du renouvelable qui coûte cher !

Si l’hydrogène vert est bien évidemment la solution à privilégier, il est aujourd’hui deux fois plus cher que l’hydrogène « fossile ». A Hambourg, le prix au kilo est ainsi de 9.5 €. Sachant que la Mirai consomme 0.76 kg en cycle NEDC, nous sommes quasiment au même prix que l’essence ou le diesel (47.5 €/500 km).

Une fois encore, l’industrialisation de la production devrait apporter progressivement une solution au problème. Cela prendra toutefois du temps et le coût de l‘hydrogène « vert » ne sera divisé par deux qu’en 2020 – 2030.

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9,5 €/kg ! L’hydrogène renouvelable est deux fois plus cher que l’hydrogène produit à partir d’énergies fossiles.

Pour conclure… La Mirai sera-t-elle la prochaine Prius ?

La Mirai sera-t-elle à l’hydrogène ce que la Prius a été à l’hybride ? Pour l’heure, difficile de prédire quoi que ce soit tant tout dépendra d’une multitude de facteurs. Si la voiture semble faire un excellent démarrage dans les quelques pays où elle est commercialisée, son succès dépendra surtout du déploiement des infrastructures mais aussi du développement de la filière qui devra parvenir à baisser ses coûts de fabrication pour faire de l’hydrogène un carburant à la fois « propre » et abordable.

En attendant, on ne peut que saluer l’engagement et la prise de risque de Toyota avec un premier modèle qui constitue la première étape de sa stratégie de démocratisation de l’hydrogène. Avec la Mirai, Toyota propose un véhicule techniquement abouti mais avec une large marge de progression. Pour le constructeur, il s’agit de réduire encore la taille des composants mais surtout de parvenir à diminuer le coût du véhicule. Sur ce dernier point, Toyota compte sur les économies d’échelle et vise un objectif de production de 30.000 véhicules par an à l’horizon 2020, date à laquelle devrait être lancée une Mirai 2.0 deux fois moins chère que le modèle actuel.

Quoi qu’il en soit, l’émergence de la voiture à hydrogène prendra sans doute beaucoup de temps. Mais avec l’expérience de la Prius, on sait à quel point Toyota peut être patient pour imposer sa technologie…

Essai Toyota Mirai : galerie photos

Essai Toyota Mirai : vidéo

En savoir plus : La fiche technique de la Toyota Mirai

Essai Toyota Mirai – Au volant de la voiture à hydrogène
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