Honda réussira-t-il dans l’hydrogène ce que Toyota a su faire avec l’hybride, c’est-à-dire devenir une référence ? En l’état actuel des développements chez les uns et chez les autres, tout porte à le croire.
Nous avons eu le privilège de conduire le porte étendard Honda en matière de véhicule à hydrogène, la fameuse FCX Clarity. Il n’en existe actuellement qu’une petite quarantaine dans le monde et l’un de ces modèles est exposé au Mondial de l’Auto sur le stand de la marque.
D’extérieur, si l’on évacue les proportions un peu pataudes du véhicule, avec son grand porte-à-faux à l’arrière et son capot plongeant à l’avant, la FCX Clarity est une grande berline (4,83 m.) comme une autre. Ce design est pourtant la réponse à une contrainte – le réservoir d’hydrogène sous pression est logé entre la male et la banquette arrière – et à un savoir faire – la compacité et la disposition coaxiale du moteur électrique et de son électronique de contrôle, placés à l’avant.
À l’intérieur, idem. Si l’on exclut l’instrumentation au style futuriste (mais qui évoque celles que l’on trouve actuellement dans les véhicules hybrides de la marque : Civic, Insight et CR-Z), l’auto est finie comme une berline confortable mais n’offre que 4 places en raison du tunnel de servitude central qui relie réservoir de H2 et pile à combustible. Malgré le statut de micro-série, voire de laboratoire roulant, la FCX est faite pour rouler tous les jours. Notre modèle d’essai affiche d’ailleurs plus de 15 000 kilomètres au compteur. Confortable, mais néanmoins responsable ! La sellerie dite Bio-Fabric, par exemple, est faite de fibres végétales, notamment de maïs, et permet à Honda d’affirmer que sa fabrication permet de rejeter 30 % de CO2 de moins qu’un siège polyester conventionnel.
Techniquement, la FCX est un véhicule électrique. Mais au lieu de tirer son énergie d’une batterie rechargeable, elle produit sa propre électricité de bord à l’aide d’une pile à combustible. Cette pile reçoit un mélange d’hydrogène et d’oxygène, créant ainsi une réaction chimique dont on utilise l’énergie dégagée pour produire de l’électricité. De cette réaction ne rejette que de l’eau sous forme de vapeur, ce qui permet de dire qu’il s’agit bien d’un véhicule zéro émission.
Les premiers prototypes Honda FCX remontent à 1999 et, en un peu plus de 10 ans, le constructeur japonais a réussi à s’affranchir de nombreuses contraintes tout en améliorant sensiblement les performances de la pile. Ainsi, sa première pile développait 60 kw et pesait 202 kg. En 2003, les développements permettent de réduire la masse à 96 kg tandis que la puissance passe à 86 kw. Le modèle de pile actuel, sorti en 2006, développe 100 kW pour seulement 67 kg. Cette compacité (52 litres de volume) permet à Honda de disposer la pile sous l’accoudoir central, dans l’habitacle et par la même occasion d’améliorer la répartition des masses. Sous la banquette arrière se trouve une batterie Lithium-ion (dont nous reviendrons sur son utilité) tandis qu’à l’arrière le réservoir d’hydrogène de 171 litres se cache entre siège et coffre.
Cette disposition centrale de la pile a également été rendue possible grâce à une trouvaille qui consiste en un système vertical d’admission des gaz, baptisé V Flow. La réaction H2+O2 produisant de l’eau, l’utilisation d’une pile à combustible devient généralement problématique l’hiver et pour une raison toute simple : l’eau gèle. Or, dans les systèmes traditionnels, il demeure toujours quelques résidus de H2O dans la pile. Avec une admission verticale, l’eau stagnante s’écoule vers le bas grâce à la gravité et un simple système de soufflage vient achever de débarrasser les composants de la pile de tout résidu lors de l’arrêt du véhicule. Ainsi séchée, la pile démarre jusqu’à -30°C, même après un long séjour. Ce qu’un véhicule électrique à batteries ne peut réellement garantir aujourd’hui.
Sur la route, la FCX dispose des avantages d’un véhicules électrique, à savoir le silence de fonctionnement (seule un léger ronronnement due à l’alimentation de la pile se faite entendre) et le couple immédiatement disponible. Sans parler, bien sûr, de la satisfaction de rouler sans la moindre émission de gaz polluant ou de CO2. Mais elle dispose également des avantages d’une voiture à moteur thermique, à savoir une autonomie de 460 km et une facilité de ravitaillement identique. Il faut en effet entre 3 et 4 minutes pour refaire le plein de H2, à comparer au temps de recharge nécessaire d’un VE pour parcourir trois fois moins de kilomètres.
Au volant, les accélérations sont franches sans être brutales. Le couple de 256 Nm correspond à celui d’un diesel de moyenne cylindrée mais est disponible dès zéro tour et de façon constante sur une grande partie de la plage de fonctionnement du moteur. En guise de boîte de vitesse, un simple sélecteur de marche (avant, arrière, neutre) est placé près du volant tandis que le mode parking s’obtient en pressant sur un bouton.
L’instrumentation permet de surveiller en permanence le volume de H2 restant, l’énergie développée par la pile et la charge et décharge de la batterie Li-ion. Le rôle de celle-ci est double. Elle permet en effet de palier la courte mais perceptible latence de la PAC lors des fortes sollicitations en alimentant directement le moteur électrique et peut également jouer un rôle d’assistance lors des phases d’accélération, à la manière de ce que procure le système IMA des hybrides Honda. Aucune surprise, cette batterie se recharge essentiellement lors des phases de décélération (le moteur fonctionne alors comme génératrice) et par récupération de l’énergie au freinage.
Honda se fixe pour objectif de commercialiser 200 FCX Clarity, essentiellement en Californie et au Japon, afin d’engranger de l’expérience. Les clients débourseront alors 600 $ chaque mois pour le leasing. Selon le constructeur, la commercialisation en grande série d’un véhicule Fuel Cell n’est pas envisageable avant l’horizon 2015-2020, ce pour plusieurs raisons d’ordres industriel et économique liées à la pile. En effet, la fabrication de la pile nécessite l’emploi de matériaux nobles (et donc chers) comme le platine d’une part, et n’est pas encore industrialisable au même titre que peut l’être un moteur thermique.
Pour garantir une commercialisation à grande échelle, il faut pouvoir calquer la vitesse de production d’une pile à combustible sur celle d’un moteur thermique, soit 20 minutes environ. Ce qui rendait d’autant plus excitant la possibilité d’en prendre le volant aujourd’hui !
La Honda FCX Clarity a remporté le titre mondial de voiture verte de l'année 2009.
Alex, avoue le coup des crépeuses t’est resté en travers de la gorge et tu as remis le couvert: https://www.blog-premium.com/a-propos/ lol
La configuration de la FCX Clarity est exactement la même que celle d’une hybride série équipée d’un générateur auxiliaire, dans ce cas ci une pile à combustible à l’hydrogène. C’est un système intéressant d’un point de vue scientifique mais pas d’un point de vue pratique. En fait, il ne contient qu’un seul maillon faible qu’il faut changer, c’est précisément le combustible hydrogène.
La solution consiste à remplacer ce combustible gazeux, peu dense, non renouvelable car concrètement issu du craquage pétrolier ou d’autres combustibles fossiles, pas du tout pratique par quelque chose qui à déjà fait son apparition dans les pompes.
Ce combustible idéal, pratique, liquide, dense et renouvelable n’est autre que l’éthanol. Ainsi une FCX Clarity équipée d’une pile a combustible directe à l’éthanol serait elle applicable dans la vie de tout les jours.
La pile à combustible directe à l’éthanol utilise de l’éthanol du coté de l’électrode négative en lieu et place de l’hydrogène. Le grand avantage de l’éthanol est qu’il peut se produire via les filières déjà bien établies avec en plus la possibilité de se passé de la coûteuse étape du séchage. En effet si la pile à besoins d’un éthanol sans impureté elle tolère par contre très bien la présence d’eau et donc l’utilisation d’éthanol à 90% voir même à des concentrations nettement plus basses.
Concrètement la FCX Clarity utiliserait sa batterie lithium chargée sur le secteur pour faire les trajets quotidiens de moins de 60 km, et un pile au bioéthanol pour les trajets plus long moins fréquents. De cette façon, le problème d’autonomie des batterie est réglé, le problème du combustible est réglé et la faible quantité de bioéthanol encore requise peut les trajets plus long peut déjà être fournie par la production mondiale actuelle.
Parallèlement, le stockage de l’électricité est déjà résolut depuis des années sous la forme des stations de pompage comme celle de Coo (www.apere.org/manager/docnum/doc/doc396_1304-le_pompage_turbinage.pdf) , qui offrent un rendement raisonnable de 75%. De nouvelles solutions sont aussi possibles via les piles à « flow cells » qui stockent l’énergie sous forme de solutions d’ions vanadium à différents stades d’oxydations (www.pdenergy.com/products_whatisvrb.html) . On peut aussi faire du stockage plus direct dans des volants d’inertie en lévitation magnétique tournant dans le vide à très grande vitesse et associés en groupes parallèles (www.beaconpower.com/products/about-flywheels.asp) . Une autre possibilité plus spécifique pour le milieu côtier consiste en un stockage d’air comprimé sous marin. L’air comprimé venant dans ce cas d’éoliennes spécifiques qui le produisent directement (http://www.youtube.com/watch?v=KUhlsV32iHk) . Dans le cas le l’Angleterre ou du japon c’est tout indiqué. En France aussi les cotes sont intéressantes. Des pistes intéressantes se trouvent encore dans d’autres systèmes comme par exemple les SMES et les batteries liquides (www.technologyreview.com/energy/22116/) .
Une étude en Français assez intéressante reprend plusieurs de ces systèmes (www.stielec.ac-aix-marseille.fr/electrotech/conference_laciotat_2009/stockage_2009.pdf) .
Bonjour,
la France est très en retard sur les démonstrations de véhicules électriques pile à combustible Hydrogène avec des stations Hydrogène.
Il faut sensibiliser très en amont le grand public sur les aspects sécurités et performances de ces véhicules électrique comme en Allemagne, Japon, Corée du Sud, Etats Unis et Canada.
Avec l’appui de leurs gouvernements respectifs, GM, Daimler, Honda, Toyota, Nissan et Hyundai annoncent des véhicules de séries pour 2015, avec des performances identiques à leur homologue thermique.
En France, faute d’une vision commune entre politiques et industriels, la réglementation et les fonds démonstrateurs sont au point mort.
Résultat nos constructeurs automobiles délocalisent la R & D : Renault a abandonné la R & D, tout se passe chez Nissan.
Les brevets, les royalties, les ingénieurs, les usines et les ouvriers seront au Japon et pas en France.
L’absence d’une vision ambitieuse sur la filière des véhicules électrique pile à combustible Hydrogène sera très préjudiciable pour nos emplois.
D’autre part, la batterie au lithium et la pile à combustible Hydrogène ne s’opposent pas.
Exemple : la 307 CC Fuel Cell Hybrid de Peugeot.
Pour Info, Peugeot est le dernier constructeur à faire de la R & D sur notre territoire.
La 307 CC Fuel Cell Hybrid utilise une batterie lithium pour alimenter le moteur électrique. Elle peut être rechargée directement par le réseau, avec 70 km d’autonomie, suffisant pour faire les trajets quotidiens domicile-travail
En parallèle, une pile à combustible Hydrogène peut recharger la batterie au lithium (mode range extender)
Quand vous allez en Week End à 400-800km en Bretagne ou sur la Côte d’Azur, avec vos 70 km d’autonomie batterie vous trouverez sur votre chemin une des premières stations Hydrogène, sur autoroute certainement, qui vous donnera les 400-800 km d’autonomie 100 % électrique (avec la clim ou le chauffage)
Ainsi, le déploiement de bornes de recharges électriques publiques a autant d’importance que le déploiement de stations Hydrogène.
Pourquoi leurs déploiement est difficile et lent ? Parce que le grand public français n’est pas au courant. Ils vivent une quasi censure sur le sujet.
Le jour où une masse critique de citoyens seront au fait de ces technologies, ils exerceront une très forte pression pour que les politiques et industriels français accélèrent le mouvement.
Enfin, l’Hydrogène peut être produit par électrolyse de l’eau, soit par l’électricité de nos centrales nucléaires sous-utilisées la nuit (sauf l’hiver), soit de centrales d’éoliennes ou de panneaux solaires.
Une mini production Hydrogène locale est possible au niveau des particuliers et des entreprises grâce aux éoliennes et panneaux solaires.
En effet, l’Hydrogène est le meilleur moyen de stockage de masse de l’électricité.
Dès que les Allemands mettent en place une centrale d’éoliennes, ils mettent en parallèle un électrolyseur et une pile à combustible, car le pic de production ne correspond pas au pic de consommation. L’Hydrogène permet de réguler l’électricité selon la demande.
Evidemment en France, nous réinjectons directement le courant au réseau EDF, sinon on perd la subvention. Nous sommes très loin des réseaux électriques intelligents qui vont être mis au point en Allemagne ou au Japon.
En conclusion : pourquoi tant de blocages en France sur ces technologies ?
Parce que la France est le seul pays au monde capable de produire de l’électricité, donc de l’Hydrogène, sans CO2, grâce à ses centrales nucléaires, barrages, éoliennes et panneaux solaires.
Une pile à combustible peut propulser des bus, des camions ou des navires.
La France peut démontrer au monde entier qu’elle peut se passer entièrement de pétrole, gaz et charbon.
Pour rappel, l’Allemagne, le Japon, Les Etats Unis, la Chine et l’Inde utilisent principalement des centrales thermiques à charbon pour produire l’électricité.
Pourquoi l’Hydrogène est-il diabolisé en France ? Parce que tout le monde pourra produire de l’Hydrogène, chez soi dans sa maison ou son immeuble, ou via des infrastructures comme nous savons si bien le faire en France.
Nous avons le meilleur réseau électrique et gazier au monde.
Le déploiement d’infrastructure électrique et Hydrogène serai des plus faciles en France.
En face, nous avons le lobbying des pétroliers avec leur
1 500 milliards de dollars, ainsi que nos amis Khmers Verts et leur principe de précaution qui gèle tout esprit d’initiative.
A suivre…
En France, il n’existe pas de possibilité de faire le plein d’hydrogène sur la voie publique car pour le moment c’est interdit.
C’est un peu différent ailleurs, mais le fait est qu’il n’y a pas de station au coin de la rue.
Je crois que dans son expérimentation en Californie, Honda demande au particulier d’assumer l’équipement de recharge (à vérifier dès que j’ai un moment), ce qui tempère l’engouement.
L’hydrogène explose au même titre que le GPL ou l’essence. Le circuit de distribution ressemble un peu à celui du GPL, avec un système de connecteur étanche. Sauf que le GPL est un gaz liquéfié tandis que l’hydrogène est ici à l’état gazeux et comprimé à 350 bars. La distribution stoppe automatiquement lorsque la pression du réservoir est égale à celle du compresseur de la pompe. Le système global est aussi sûr (ou dangereux, comme on veut) que l’est celui d’une pompe à essence ou d’une pompe à GPL.
J’ai pas très bien compris comment on fait (ou fera) pour recharger sa voiture en hydrogène ? Existe-t-il déjà des pompes à hydrogène ? Peut-on en fabriquer chez soi (c’est peut-être bête comme question…) ? C’est un explosif l’hydrogène, non ?
En tout cas en lisant cet article, je suis à deux doigts de me laisser convaincre par cette ‘nouvelle’ technologie.
Le problème de l’hydrogène, ce n’est pas de le distribuer mais de le produire sans que le rendement soit en sa défaveur. On ne parle pas ici d’hydrogène liquide à brûler dans un V12 adapté (procédé inepte abandonné par BMW) et qui nécessite un refroidissement puis un maintien au zéro absolu, mais d’hydrogène gazeux qu’il faut simplement compresser à 350 bars. On m’a soufflé que Air Liquide était assez bien placé et relativement prêt à devenir un acteur majeur de ce marché. Je ne l’ai pas vérifié.
Par ailleurs, l’hydrogène est un débouché efficace pour le surplus de production électrique lorsqu’il existe (ne dit-on pas facilement que les éoliennes, par exemple, produisent surtout quand on n’a pas besoin d’elles ?).
Je ne dis pas que la vérité est dans l’hydrogène plutôt que dans les batteries, je n’en sais fichtre rien :-) Mais oui, la stimulation sera bénéfique.
De mon côté, je rejoins JP sur le fait que déployer une infrastructure de recharge électrique a déjà l’air très compliqué, alors je n’ose pas imaginer pour de l’hydrogène.
En fait, la pile à combustible est un pari assez risqué qui dépend fortement de la capacité à faire progresser les technologies de batterie actuelles.
Mais c’est comme toute innovation technologique, il y a du risque. En tout cas c’est une bonne chose que les expérimentations dans ce domaine avancent, ça stimule l’ensemble des acteurs.
@jp La recherche Honda va pourtant dans ce sens. Sinon ils ne s’ennuieraient pas à réduire autant que possible le volume et le poids de la pile.
@Marc-André On oublie trop souvent (volontairement ?) que bien avant le co2 (25 %) le premier des gaz à effet de serre est la vapeur d’eau (60 %) ;-)
Merci beaucoup pour cet article intéressant. En ce qui concerne les puissance elles ont l’air très bonnes. Pour comparer nous avons essayé une Kangoo ZE qui faisait 44kw et une Fluence ZE qui faisait 70kw et les accélérations étaient vraiment sympa…
Après si on change tout le parc auto avec ce système, dans une ville comme Strasbourg :
1) d’un coté on va diminuer la pollution atmosphérique (NOx, SOx, particules etc.),
2) de l’autre ne va t’on pas se retrouver avec un climat tropical saturé au bout de quelques années ? ;)
Merci pour cet essai.
Les Claritys sont disponible depuis environ 1 an dans la region de Los Angeles pour $600 par mois (ce qui est evidemment tres loin de son coût reel) et se vendent au compte-goutte (il s’en est vendu 2 exemplaires en Septembre).
Nissan egalement a quelques exemplaires de son prototype en essai en Californie. Mais il est difficile de vraiment voir un futur pour la pile a combustible installée sur une voiture. Je vois son futur plus pour les applications industrielles de production d’electricité.