Qu’est-ce qu’une voiture à hydrogène ?

La pile à combustible à hydrogène est une technologie assez ancienne, puisque ses premières applications remontent à 1804. À cette époque, le Suisse François Isaac-de-Rivaz construit la première pile utilisant ce qu’on appelait alors du « gaz de houille », et qui peut être considéré comme l’ancêtre de l’hydrogène utilisé aujourd’hui.
Une voiture à hydrogène moderne est une voiture électrique. La différence avec une voiture électrique à batterie (lithium-ion par exemple) est que l’électricité est ici produite par un générateur qui utilise du dihydrogène (H2). Ce système, appelé « pile à combustible », tire parti de la réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène pour produire de l’électricité et l’envoyer vers le moteur. La voiture à hydrogène doit donc être équipée d’un réservoir à gaz pressurisé et sécurisé Comment fonctionne une pile à combustible ? La pile à combustible d’une voiture à hydrogène est un élément assez complexe qui fait office de générateur électrochimique. Au sein de la pile, l’hydrogène arrivant du réservoir se recombine avec l’oxygène provenant d’une admission d’air, ce qui génère de l’électricité pour alimenter le moteur. Cette réaction chimique ne rejette que de la vapeur d’eau. L’absence d’émissions néfastes pour l’environnement et la santé au roulage fait donc du véhicule à hydrogène une solution tout aussi intéressante que le véhicule électrique « classique »*. La recharge de la voiture à hydrogène… Faire le plein d’hydrogène est aussi facile et rapide que faire un plein d’essence. Il suffit de raccorder le pistolet de la station-service hydrogène au véhicule, d’enclencher la pompe, et de patienter quelques minutes. Quelques kilos d’hydrogène suffisent à alimenter la pile à hydrogène, pour parcourir plusieurs centaines de kilomètres.

Les infrastructures de ravitaillement publiques étant cependant encore peu nombreuses en France et en Europe, la plupart des voitures à pile à combustible font partie de flottes d’entreprises qui disposent de leurs propres stations d’hydrogène. Fort de ce constat, Renault propose Kangoo Z.E. Hydrogen et Master Z.E. Hydrogen, en plus de leurs versions électriques classiques. D’où provient l’hydrogène ? L’hydrogène est présent en grande quantité à l’état naturel. Aujourd’hui sa consommation est limitée à quelques secteurs industriels à haute valeur ajoutée (métallurgie, raffinage, textile, verre, électronique…). En tant que carburant, il est utilisé dans la propulsion de fusées spatiales, car sa performance énergétique est très élevée (un kilo de dihydrogène contient trois fois plus d’énergie qu’un kilo d’essence). Cependant sa consommation totale restant faible, peu d’investissements ont été réalisés pour sa production. Il est aujourd’hui produit par « vaporeformage » de charbon ou de pétrole. Une filière d’hydrogène vert est également en phase de développement. Elle repose sur les énergies renouvelables comme l’électrolyse de l’eau à partir d’électricité éolienne ou photovoltaïque, … ou également l’énergie nucléaire. Voiture à hydrogène vs voiture électrique : quelles différences ?Si la voiture à hydrogène est avant tout une voiture électrique, elle présente des différences fondamentales avec les véhicules électriques plus classiques. La source d’alimentation du moteur n’est pas la même : les voitures électriques traditionnelles utilisent une batterie, qui doit être rechargée par branchement, pour fournir l’énergie au moteur électrique ; la voiture à hydrogène utilise une pile à combustible pour produire l’électricité nécessaire. Mais il est possible de combiner les deux solutions. C’est l’option choisie par Renault avec ses Kangoo Z.E. Hydrogène et Master Z.E. Hydrogène : ils restent alimentés par la batterie, et la pile à hydrogène permet de recharger la batterie en roulant.

Le rayon d’action en est ainsi élargi. Inconvénients de la pile à hydrogène par rapport à une voiture électrique ? Alors que les bornes de charge électriques, notamment à forte puissance, se densifient sur le territoire européen, les stations d’hydrogène restent, elles, assez rares. Même si le réseau s’étoffe chaque année, il existe à l’heure actuelle moins de 200 stations-services hydrogène en Europe. En France, seule une quarantaine de stations sont répertoriées, et une centaine de projets de construction existent, tandis que l’Allemagne compte 87 stations et le Royaume-Uni moins de 20. Leader mondial, le Japon recensait 114 stations d’hydrogène fin 2019. De plus, la technologie complexe de la pile à hydrogène rend une voiture à hydrogène environ 50 % plus chère qu’une voiture électrique équivalente. Quel avenir pour la voiture à hydrogène ? La voiture à hydrogène intéresse la plupart des constructeurs automobiles du fait de ses atouts évidents. Fiables, propres à l’usage*, et proposant une large autonomie, les véhicules ayant recours à l’hydrogène sont donc appelées à se multiplier au cours de la prochaine décennie. Comme pour la voiture électrique « classique » et ses infrastructures de recharge qui se développent, la densification du maillage de stations à hydrogène constituera l’une des clés de son déploiement à grande échelle : une condition indispensable pour rendre cette technologie plus abordable qu’elle ne l’est actuellement.

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