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.
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.
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.
… 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.
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 !
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.
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.
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
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sa ma énorméman édé pour mon tpe
superb explikacion du sujé , j ador bocou
La désulfuration des carburants utilise des milliards de m3 d’hydrogène. Air Liquide en produit 7,5 milliards de m3 par an.
Dans le cas du Japon, le passage à l’hybridation a entraîné une réduction de la consommation de carburants donc une surproduction d’hydrogène. Cet hydrogène permettrait déjà de faire rouler 1 million de Miraï sans consommer davantage d’énergie fossile.
« Si certains territoires, comme le département de la Manche ou la région Rhône Alpes, se mobilisent dans le déploiement de stations hydrogène ».
Selon moteurnature ces stations ne sont pas compatibles avec la Miraï, ce qui fait qu’aucune station est accessible au public en France. Du coup elle sert à quoi cette voiture ?
1.3kg/100km, soit … 385km d’autonomie réelle … moins qu’une Tesla. L’avantage du H sur l’autonomie s’effondre.
1.3kg/100k, soit … 12.35€/100km … ou 2x plus cher qu’un diesel … et 4x-5x plus cher qu’un VE …
Limité à 4 places et petit coffre, pas de possibilité de plein à la maison, et prix exorbitant (pas qu’à l’achat, les réservoirs sont à remplacer tous les 10ans plus maintenance régulière du système PAC), rendement énergétique médiocre avec impact écologique supérieur au VE, franchement, qui en voudra ?!?
L’argument de la production via la biomasse (ou les eaux usées, etc.) est d’une mauvaise foi absolue car on produit déjà des quantités énormes d’hydrogène pour de nombreuses applications, or un pourcentage ridicule de cette production se fait de façon « renouvelable ». Si c’était vraiment faisable de façon viable hors d’un labo ou d’une expérimentation… ça se ferait. Alors que pour l’électrique, on n’a pas attendu les VE pour avoir un part de renouvelable, et certains pays ont déjà 100% de leur production électrique en renouvelable, des pays en Europe, en Amérique centrale, et même en Afrique. Alors cette histoire de biomasse pour faire de l’hydrogène, c’est aussi crédible de dire qu’on va bientôt alimenter nos cuisinières avec des pets de vaches, tant pour économiser du gaz que pour éviter l’effet de serre, ya plus cas connecter quelques millions d’anus au réseau de GDF !
Quant à dire qu’une éolienne est utilisée pour produire de l’hydrogène, probablement par électrolyse, c’est le comble du foutage de gueule, et comme les personnes qui ont sorti cet argument doivent bien s’en rendre compte… elles complètent par le fait que ce serait du courant qui « sinon serait totalement perdu », merci de m’expliquer ce que ça veut dire dans un pays industrialisé, surtout avec une part significative de la production à base de charbon…
Enfin bon, heureusement à 80 000 euros la voiture 4 places de 2 tonnes qui va coûter un bras en entretien (vue l’usine à gaz) et un autre bras en carburant, c’est pas près de se vendre.
A croire que les « journalistes » auto sont complètement idiots.
J’aime bien l’hydrogène, mais c’est pas assez aboutis pour l’instant. J’ai visionné une conférence sur l’hydrogène, où le conférencier disait, tant que le rendement n’atteint pas les 50%, la PAC ne percera pas sur les véhicules. Et selon lui la voiture ça sera PAC avec une batterie.
Surtout pour moi on réduit le PAC à 30-35kW et on lui ajoute une batterie 10-12kWh pour des demandes ponctuelles de puissance.
Ca réduit la part du prix de la PAC. Et On réduit la consommation de l’hydrogène dans la vie de tous les jours.
Pour l’instant l’hydrogène ça va être bon pour la filière stationnaire, on peut produire de l’électricité pour un quartier grâce à la PAC. Mais pour les voitures, c’est encore trop tôt. Il y a encore de la recherche à faire.
Bel article, Michael. Mais si la technologie est intéressante techniquement, le reste ne suit pas, comment l’écrivent les autres ci-dessous: consommation, rendement, prix de l’engin, production du H2, stations, prix à la pompe (47€ pour moins de 400 km réels, c’est presque deux fois plus cher qu’une Prius), habitabilité, poids… n’en jetez plus. Disons que Toyota a le mérite d’essayer mais il faudra attendre très longtemps avant de voir si cette technologie peut éventuellement être vraiment utile. A voir peut-être dans 15 ans, mais pour l’instant, aucun intérêt dans la vie réelle.
» La seule raison pour laquelle Toyota s’engage dans cette voie est marketing. Mais en réalité, si vous prenez une voiture à pile à combustible et que vous l’optimisez au maximum en matière de masse et de volume pour obtenir la meilleure autonomie possible dans sa catégorie, sans oublier le coût de cette technologie… vous n’arrivez même pas à ce qu’on sait faire aujourd’hui avec des batteries lithium-ion « . Elon Musk
Avec l’évolution des batteries, l’hydrogène deviendra un vrai non-sens !
L’hydrogene, c’est la reponse des constructeurs pour ne pas enerver les gros lobbies petrolier, mais c’est une grosse fumisterie, ca n’a jamais decollé et ca ne decollera jamais, attendez que la model 3 sorte est tout cela sera du passé; lorsque les constructeurs verront la decoulotée qu’ils vont se prendre une fois la petite Tesla sortie, y aura pas photo, tout le monde se mettra a l’electrique fissa.
Si je résume, la Toyota Miraï aujourd’hui c’est :
– une auto très chère : ~ 80 k€ TTC
– une auto qui consomme un carburant excessivement compliqué à produire à un coût compétitif sans recourir aux énergies du passé
– une auto qui pèse 1,8t à vide (!!!)
– une auto à l’habitabilité très médiocre pour ne pas dire minable vu son gabarit extérieur
– une auto qui ne pourra JAMAIS recevoir en direct des électrons solaires, même dans 10 ans, lorsque le solaire PV se sera massivement développé y compris dans les vieux pays nucléarisés…
Bref, 1 truc qui n’a vraiment aucun d’intérêt sinon celui de vouloir reproduire à tout prix le vieux monde de l’auto à pétrole en version « encore plus cher, encore plus compliqué ».
Pour le futur, faisons plutôt confiance aux bons énergéticiens et aux bons physiciens…
Circuler y a rien à voir.
Qu’en est-t-il au sujet de l’acide formique, soit disant plus efficace en matière de stockage d’hydrogène et moins dangereux (à rappeler que l’hydrogène brûle sans flamme visible !).
« A Hambourg, le prix au kilo est ainsi de 9.5 €.
….nous sommes quasiment au même prix que l’essence ou le diesel »
Les 9,5 euros à la pompe comprennent-ils la TICPE (ou équivalent) allemand ?
Sinon, cela revient à comparer des pommes et des bananes.
Résumons :
– 60 000 euros
– une consommation de 400 NDEC, soit 281 kms réels le pied très léger et 240 sur autoroute. l’ensemble de la production de VE 2016-2017 fera probablement mieux ou aussi bien
– un volume utile inférieur à une…Zoé !!! , un coffre à 10 litres près celui d’une Leaf ! (nous tairons poliment les 1792 l. de volume de chargement de la Tesla)
– une consommation réelle délirante : 1.3kg/100 . rappelons que l’H2 c’est 33 kWh/kg. Donc on est sur du … 43 kWh/100, plus qu’une petite citadine diesel, et bien sûr 3 fois plus qu’un véhicule électrique traditionnel . Nous n’avons pas compté les pertes en fuites/ électrolyse / compression (30% de pertes d’après Mc Phy,) et transport jusqu’à la pompe [pour comparaison, les pertes en ligne du réseau élec c’est 6%, vols compris)
– un prix au plein record : 9.5 €. / kg, donc le plein à 50€ , 12€ les cent bornes, 6 fois le prix de l’élec « pur ».
n’en jetez plus la coupe est pleine…
Les voitures à hydrogène font-elles l’objet de la même interdiction que les véhicules GPL, à savoir l’interdiction de fréquenter un certain nombre de parkings souterrains?
Michaël, concernant le « plein en 5 minutes » (si l’on est près d’une station, et si elle fonctionne, cela s’entend), confirmes-tu la remise en pression de la station à 700 bars qui fait que deux voitures ne peuvent pas faire le plein l’une à la suite de l’autre ?
En Californie, les utilisateurs se plaignent de longs délais d’attente à la station qui doit se remettre en pression, ou de pleins à 400 bars qui offrent peu d’autonomie…
Merci pour cet article clair, concis et complet.
Avec un prix pareil, une habitabilité très limitée pour une voiture aussi grande, des stations onéreuses qui sont loin d’être répandues, une autonomie similaire à ce qui se fait déjà en batterie dans le même segment, une commercialisation plus que timide, ça va être dur de percer…
Pour le rendement en énergie et le « renouvelable » de la fabrication et l’utilisation de l’hydrogène on peut faire des progrès, mais pour son stockage, j’ai bien peur qu’on ne puisse se passer de ces grosses bonbonnes incompressibles et aux formes dictées par les contraintes de pression (on ne peut pas les faire plates comme une batterie).
Je veux bien croire à la voiture à hydrogène, mais c’est bien difficile !
Pour qui peut s’offrir une mirai, autant prendre une TMS, que des avantages!
Faut que je voie comment je pourrais fabriquer de l’hydrogène à domicile, pour faire le plein « à la maison » :-))
Quelques chiffres de comparaison complémentaires. 1kg d’hydrogène = 33,3kWh d’énergie. Donc 53kWh/100km pour votre trajet et 0,28€ / kWh. Et cela sans compter l’énergie nécessaire à la production de l’hydrogène (réformage ou électrolyse) et à sa compression.
Le département de la Manche cité en exemple pour l’équipement en station Hydrogène, ah ça ils en sont fier ici, vu la comunication sur le sujet; mais vu le cout d’une station (annoncée 400K € ici), ça en ferai des bornes électriques! Et ce sont des kangoo électrique équipés à l’hydrogène qui recharge la batterie pour doubler l’autonomie (Toyota n’a qu’à offrir une Mirai au conseil général ;-) ):
http://www.actu-environnement.com/ae/news/manche-vehicules-hydrogene-pile-combustible-23783.php4
Peu d’intérêt pour moi: c’est au sens propre comme au sens figure, encore une « usine à gaz »