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Sous l’impulsion des plus grands constructeurs automobiles mondiaux, l’hydrogène prépare doucement mais sûrement son entrée sur la scène automobile mondiale. Après Honda et Hyundai, l’an prochain, ce sera autour du n°1 mondial Toyota de dévoiler une voiture électrique fonctionnant à l’hydrogène. Mais au fait, de quoi parle t-on exactement avec cette technologie ?

I. La voiture

Que ce soit la très confidentielle Honda FCX Clarity, le Hunday ix35 Fuel Cell ou encore le concept FCV de Toyota qui préfigure le modèle de série annoncé pour 2015, la technologie embarquée repose sur une architecture connue : 1 moteur électrique, 1 batterie tampon, 1 pile à combustible (PAC), 1 réservoir H2 très haute pression. La recette n’a rien de nouveau.



Il y a 1/2 siècle déjà, GM avait présenté un prototype de minivan équipé de cette même technologie. L’encombrement et le poids étaient évidemment très supérieurs à ce qui existe aujourd’hui. Fin des années 90, de nouveaux prototypes de « voiture à hydrogène », souvent désignées par le terme anglais « fuel cell vehicle », sont dévoilés à la presse (Mercedes-Benz classe A…). À l’époque, aucune ambition commerciale, juste un rôle de démonstrateur témoignant d’une certaine maîtrise technologique dans la filière des piles à combustible.

La seule chose qui a vraiment changé c’est la pile à combustible : plus compacte, meilleur marché, plus efficiente. La batterie tampon bénéficie elle aussi des dernières avancées technologiques en la matière. Quant au réservoir H2, si les nouveaux matériaux composites ouvrent des perspectives intéressantes en terme de résistance mécanique et de poids, ils n’apportent pas d’amélioration significative au problème d’encombrement excepté dans le cas particulier ou la PAC H2 est utilisé en tant que prolongateur d’autonomie.

S’agissant du risque, les industriels leaders du sujet affirment qu’il est désormais maîtrisé. Mais vu la réputation tenace qui colle à l’hydrogène liquide, le carburant de la fusée Ariane, un important travail d’information et de pédagogie reste à faire pour convaincre les esprits les plus réticents. Ça ne vous rappelle rien ?

II. Le carburant

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Depuis plusieurs années déjà, l’industrie automobile mondiale entretient le doux rêve des voitures à hydrogène non polluantes qui ne rejetteraient que de l’eau à la sortie du pot d’échappement. Pourtant, lorsque vient le moment de savoir d’où vient l’hydrogène servant à alimenter la PAC, la communication se fait étrangement plus discrète !?

Jusqu’à présent, entre la production de H2 issue de ressources fossiles (gaz naturel, charbon…) et celle issue de l’électrolyse de l’eau grâce à l’utilisation exclusive d’énergies renouvelables (solaire, éolien…), le prix de revient varie d’un facteur 1 à 4 minimum. Un prix auquel il faut naturellement ajouter les coûts intrinsèquement élevés de la distribution et du stockage de H2. Dit autrement, avant de pouvoir remplir des réservoirs de H2 produit exclusivement à partir d’énergies renouvelables à des coûts acceptables, il risque de s’écouler de nombreuses années encore…

L’autre raison pour laquelle les avis divergent sur ce sujet, c’est le choix de l’hydrogène plutôt que celui d’un carburant liquide (méthanol, éthanol…) à partir duquel, il est tout à fait possible d’extraire les molécules d’hydrogène via un reformeur pour ensuite alimenter une PAC H2. Une solution qui a l’énorme avantage de s’affranchir des très coûteuses stations de distribution d’hydrogène (ordre de grandeur : 1 M€ / unité) et du réservoir très haute pression nécessaire au transport de H2 liquide. Dans ce cas de figure, c’est la production à grande échelle d’éthanol ou de méthanol issue de ressources renouvelables qu’il faut résoudre.

Malgré les contraintes liées à la distribution de H2, les industriels poussent la solution H2 car c’est le seul moyen d’entrer dans la catégorie des véhicules « zéro émission » tout en embarquant de grande quantité de H2 synonyme de meilleure autonomie.

III. Un carburant mal adapté au territoire français

N’en déplaise à Jeremy Rifkin, la 3ème révolution industrielle n’est pas encore pour tout de suite ! Du moins pas pour ce qui concerne les solutions universelles de stockage d’énergie à base de H2.



Tant que les infrastructures de distribution et de stockage de H2 coûteront aussi cher, elles ne seront jamais une solution économiquement viable en dehors des grandes métropoles et/ou pour alimenter des flottes captives très consommatrices d’énergie (bus, camions, taxis, etc…). Or, est-il besoin de rappeler la spécificité de la France comparativement à beaucoup d’autres pays européens en terme de répartition de la population et d’aménagement du territoire ?

Exceptée l’Ile-de-France, le « modèle urbain français » se caractérise par une densité de population et des agglomérations de taille relativement modestes comparé aux grandes métropoles urbaines de ce début de XXIème siècle. Dans un pays où la moitié de la population vit dans une commune de moins de 10 000 habitants (fût-elle placée sous l’influence d’une métropole régionale), il n’est pas très réaliste d’imaginer un jour que l’hydrogène puisse remplacer à l’identique ou presque les stations services actuelles.

L’autre raison pour laquelle la France ne croit pas (encore) à l’hydrogène, c’est la part relativement faible que représente à ce jour les énergies renouvelables électriques intermittentes dans la production électrique nationale. Contrairement à l’Allemagne où la puissance installée en éolien + solaire est désormais supérieure à la puissance installée du parc nucléaire français(!), nous n’avons pas (encore) l’obligation d’investir dans des unités de stockage d’électricité pour absorber les pics de production électrique générés par l’ensemble des installations éoliennes et solaires à certains moment de l’année. De fait, jusqu’à présent, la France mise davantage sur l’électrique à batterie que sur la filière hydrogène.

Outre un coût d’infrastructure bien moins élevé que celui de l’hydrogène carburant, le réseau électrique a cet immense avantage d’être disponible partout (ou presque). C’est particulièrement vrai en France où le réseau électrique (HTA & BT) a fait l’objet d’importants investissements ces 3 dernières décennies, ce qui en fait aujourd’hui un des plus développés d’Europe.

IV. Deux visions très différentes du futur

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À ce stade, beaucoup auront évidemment compris qu’entre l’électrique à batterie ou la pile à combustible, il n’est pas juste question d’énergie ou de technologie.

Là où l’électrique à batterie permet de s’affranchir la plupart du temps d’un arrêt à une station dédiée pour faire le plein moyennant finance, la voiture à hydrogène, à l’instar de la voiture à pétrole, n’aura pas d’autre choix que de passer régulièrement à la pompe pour remplir son réservoir d’ H2. En coût global sur 8 ans voir plus, étant donné le coût relativement faible d’un « plein électrique » comparativement à celui d’un plein H2, la différence n’est évidemment pas négligeable.

Surtout, là où l’électrique à batterie offre des perspectives bien réelles de recharge par panneaux solaires (en autoconsommation), le véhicule à hydrogène sera toujours contraint d’acheter du carburant à une (grosse) multinationale de l’énergie capable de fabriquer et de distribuer H2 dans des conditions de sécurité impeccables…

Ça ne veut pas dire pour autant que la voiture à hydrogène est condamnée. En France et ailleurs, lorsque le moment sera venu de remplacer les véhicules à pétrole qui roulent beaucoup (camions, bus, taxis, ambulances, véhicules autonomes (?), etc…) par des véhicules plus propres alimentés, au moins partiellement, par des énergies renouvelables, il est probable que l’hydrogène finira par s’imposer.

V. Conclusion

Une fois n’est pas coutume, le mot de la fin revient à la diversité !

Si actuellement, l’hydrogène carburant semble peu pertinent pour répondre aux besoins en mobilité individuelle motorisée du quotidien, il est probable qu’il finisse un jour par le devenir pour propulser des véhicules sur longues distances. RDV en 2025 voir peut-être un peu avant…