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Les voitures à hydrogène (à pile à combustible) sont-elles intéressantes ou à éviter?

9. février 2024

Temps de lecture: minutes

Les voitures à hydrogène (à pile à combustible) sont-elles intéressantes ou à éviter?

Isaline Muelhauser

Isaline Muelhauser

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Lorsque l’on parle de ‘voiture durable’, on pense immédiatement ‘voiture électrique’ alors qu’il existe d’autres modes de propulsion dits ‘durables’. Par exemple, les voitures à hydrogène représentent des alternatives au traditionnel moteur à combustion. Seront-elles bientôt nombreuses sur nos routes?

Les voitures avec une motorisation alternative aux moteurs essence ou diesel comme les voitures électriques, au gaz naturel ou au biogaz sont maintenant nombreuses en Suisse. La part de voitures à hydrogène reste faible comparée à la rapide augmentation des immatriculations des voitures électriques. Plusieurs raisons expliquent cette situation. Premièrement, le prix des voitures à hydrogène (à pile combustible) reste élevé. Deuxièmement, il existe seulement 12 stations-services en Suisse qui proposent de l’hydrogène. Au vu de cette situation, les voitures à hydrogène ont-elles un potentiel d’avenir? Pouvons-nous nous attendre à voir le nombre de voitures à hydrogène augmenter? Poursuivez votre lecture, nous répondons à ces questions dans cet article.

Comment fonctionne une voiture à hydrogène (voiture équipée d’une pile à combustible)?

Comment une voiture à hydrogène fonctionne-t-elle pour rouler sans générer du CO2? Un moteur électrique équipe une voiture à hydrogène. Pour l’alimenter, on a évidemment besoin d’électricité, qui est produite à partir de l’hydrogène. L’électricité est produite dans la voiture dans ce que l’on appelle la pile à combustible.

Pour l’expliquer simplement, disons qu’une pile à combustible et un réservoir à hydrogène équipent la voiture et produisent l’électricité nécessaire pour la mettre en mouvement. L’électricité est donc produite directement dans la voiture dans la pile à combustible grâce à l’hydrogène. On parle de voiture à hydrogène ou à pile combustible, il s’agit de la même motorisation.

L’hydrogène est un élément chimique présent dans la composition de l’eau. Pour produire l’hydrogène qui servira de carburant au véhicule, on utilise un procédé largement répandu appelé électrolyse. À l’aide de courant électrique, l’électrolyse sépare les molécules d’eau (H2O) en molécules d’hydrogène (H2) et d’oxygène (O2). On dit alors que l’énergie électrique est convertie en énergie chimique, stockée dans l’hydrogène. L’hydrogène peut être stocké, transporté et utilisé.

Une fois l’hydrogène disponible dans le réservoir de la voiture, le procédé inverse à l’électrolyse s’effectue dans la pile à combustible pour produire l’électricité qui mettra la voiture en mouvement. Autrement dit, l’énergie chimique stockée dans l’hydrogène est retransformée en énergie électrique pour propulser le véhicule (on appelle ça une réaction d’oxydoréduction). Le résultat de la réaction d’oxydoréduction est de la vapeur d’eau. C’est pour cette raison que les voitures à hydrogène ne produisent pas de gaz à effet de serre lors de leur utilisation. Lorsque l’on se déplace en voiture à hydrogène, il n’y a pas de gaz d’échappement mais de la vapeur d’eau.

Les avantages et les inconvénients des voitures à hydrogène

Pour vous déplacer en voiture de manière durable, vous avez un grand choix de voitures électriques et hybrides. Si vous vous intéressez à une voiture à hydrogène, nous avons résumé pour vous les avantages et les inconvénients de cette motorisation.

Avantages
Inconvénients
Sans émissions de CO2 à l’utilisation
La motorisation à hydrogène est peu développée, ce qui explique:
Faire le plein ne prend pas plus de temps qu’un plein d’essence (au contraire des voitures électriques)
le prix d’achat élevé
Grande autonomie
le manque de stations service avec de l'hydrogène
Rendement du moteur plus élevé qu'une voiture avec un moteur essence ou diesel classique
Le rendement du moteur est moins élevé qu'une voiture électrique

Quelles sont les voitures à hydrogène disponibles sur le marché actuellement?

Les voitures à hydrogène sont actuellement peu répandues en Suisse. Environ 300 voitures de tourisme circulent sur les routes suisses. La situation illustre bien l’histoire de la poule et de l’œuf: la demande en véhicules à hydrogène est faible, faute d’infrastructures conséquentes disponibles, mais ce réseau de distribution n’a pas encore été développé parce que la demande en véhicules à hydrogène reste quasi inexistante.

Deux modèles de voitures de tourisme à hydrogène sont disponibles en Suisse: la Hyundai Nexo Fuell Cell et la Toyota Mirai.

Pourquoi le prix des voitures à hydrogène est-il si élevé?

Plusieurs raisons expliquent le prix élevé des voitures hydrogène. Premièrement, la pile à combustible d’une voiture à hydrogène comporte un revêtement de platine. Les gisements de ce métal noble sont rares et les réserves limitées. Le platine est donc extrêmement cher, ce qui explique en grande partie le coût élevé du véhicule à hydrogène. Les équipes de recherche et les marques automobiles étudient des alternatives à ce matériau précieux.

 

Deuxièmement, les marques automobiles, par exemple Toyota, ont longtemps assemblé les voitures à hydrogène à la main et ne produisent pas (encore) les voitures équipées de pile à combustible et réservoir d’hydrogène en série. Cela devrait changer car Toyota a annoncé, fin 2018, son intention de produire en masse et réduire l’utilisation de matériaux précieux comme le platine. D’autres marques automobiles prévoient aussi de démarrer la production de voitures à hydrogène en série, comme BMW (dès 2025).

Où et comment faire le plein d’une voiture à hydrogène?

Même si l’hydrogène est un carburant gazeux et non liquide (au contraire de l’essence ou du diesel), faire le plein d’une voiture à hydrogène ressemble à s’y méprendre à faire un plein d’essence. Cela prend, à peu de choses près, la même durée. En Suisse, il existe actuellement douze stations d’hydrogène pour voitures individuelles. En Suisse Romande, vous pouvez faire le plein d’hydrogène à la station-service à hydrogène du canton de Vaud du Léman Centre à Crissier.

 

La situation devrait évoluer prochainement: en mai 2018, Agrola AG, la fédération AVIA, Coop, Coop Mineraloel AG, fenaco société coopérative, Migrol AG et la fédération des coopératives Migros ont fondé le consortium «H2energy» visant à soutenir concrètement et à accélérer le développement de la mobilité à l’hydrogène en Suisse. SOCAR Energy Switzerland Sàrl, le groupe Emil Frey, Shell et Galliker Transport AG ont récemment rejoint le consortium.

 

Il n’est malheureusement pas possible d’équiper les stations services actuelles de distributeurs d’hydrogène aux côtés des pompes à essence et diesel. Une zone de sécurité autour des pompes individuelles est nécessaire: les sources d’inflammation et tout autre distributeur de carburant doivent être éloignés des stations services à hydrogène. Des équipes de l’institut interdisciplinaire de recherche pour les sciences des matériaux et le développement de technologies, (Empa, en allemand, Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt), collaborent avec la Caisse nationale suisse d’assurance en cas d’accidents (SUVA) pour proposer un autre concept de sécurité pour les stations de remplissage d’hydrogène.

Combien coûte un ‘plein’ d’hydrogène ?

Actuellement, un kilo d’hydrogène coûte environ 20 francs (en février 2024). Une voiture à hydrogène consomme en moyenne 0,75 kg aux 100 km. Pour une autonomie de 500 km, un plein complet revient donc à environ 75 francs.

L'hydrogène est aussi utile pour les voitures électriques

L’hydrogène peut contribuer de diverses manières à la mobilité durable. Il peut être utilisé pour faire le plein des voitures à hydrogène, mais aussi pour la recharge rapide des voitures électriques grâce à une nouvelle technologie appelée kvyreen.


Kvyreen fonctionne comme une voiture à hydrogène: l’hydrogène produit de l’électricité via une pile à combustible. Dans ce cas, l’électricité ainsi générée est utilisée pour recharger une voiture électrique. Kvyreen est donc comme une petite station de charge génératrice de courant électrique. En cas de surplus d’électricité, de l’hydrogène est produit, ce qui fait office de réservoir d’énergie.


On recharge sa voiture électrique grâce à kvyreen, comme on brancherait sa voiture à une borne de recharge rapide. Ce système contribue à maintenir la stabilité du réseau électrique et permet d’installer des stations de recharge rapide dans des endroits isolés.

Les voitures à hydrogène sont-elles durables?

À la différence d’une voiture électrique, que l’on doit brancher à une prise pour recharger la batterie, la voiture à hydrogène ou à pile combustible fait le plein auprès d’une station distribuant de l’hydrogène.
Produire de l’hydrogène via le procédé de l’électrolyse nécessite beaucoup d’énergie électrique. Si l’électricité utilisée pour l’électrolyse provient d’une source durable (l’hydraulique, l’éolien ou le solaire, par exemple), l’hydrogène est totalement neutre du point de vue des émissions de CO2 et particulièrement respectueux de l’environnement. Une voiture à hydrogène rejette uniquement de la vapeur d’eau; de ce point de vue, à l’utilisation, elle ne produit pas de CO2. Malheureusement, aujourd’hui, une grande partie de l’hydrogène est encore produite à l’aide de combustibles fossiles.

Les voitures à hydrogène sont-elles dangereuses?

Non, les véhicules à hydrogène ne sont pas plus dangereux pour les automobilistes qu’une voiture avec une autre motorisation. Bien que l’hydrogène soit un gaz inflammable, les exigences de sécurité pour l’homologation des voitures à hydrogène sont extrêmement élevées. De plus, les normes de sécurité habituelles pour les crash-tests s’appliquent aussi aux voitures à hydrogène.

Les voitures à hydrogène (pile combustible) font-elles partie de l’avenir de la mobilité durable?

Aujourd’hui, les voitures à hydrogène ne représentent pas une alternative intéressante en raison de leur prix élevé. L’autonomie des voitures électriques (moins chères à l’achat) est suffisante pour la plupart des automobilistes.


En revanche, grâce à leur densité énergétique élevée, les piles à combustible conviennent bien aux véhicules de grande taille qui ne peuvent pas atteindre une grande autonomie avec une batterie. L’utilisation de piles à combustible est actuellement à l’étude, en particulier pour les camions. Dans le cadre d’un projet pilote, Coop utilise déjà des camions à hydrogène.

Est-ce intéressant d’acheter une voiture à hydrogène?

Les voitures à hydrogène émettent, à l’utilisation, uniquement de la vapeur d’eau – un avantage incontestable pour toute personne intéressée par la mobilité durable! Un véhicule à hydrogène est un excellent choix si vous habitez à proximité d’une station-service d’hydrogène et que vous avez les moyens financiers de l’acheter. Si votre budget est plus limité, intéressez-vous à un autre type de propulsion.

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