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La voiture à hydrogène : l'avenir des transports « propres » ?

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Voiture à hydrogène pixel
Voiture à hydrogène pixel Crédits : Radio France

Pixel se penche cette semaine sur les moteurs à hydrogène. Alors que les voitures électriques à batterie ne connaissent toujours pas le succès qu’on leur avait promis, les ingénieurs travaillent de plus en plus sur des véhicules à hydrogène. Ils préparent des hybridations batterie / hydrogène. Le prochain défi, ce sera ensuite de permettre à chaque voiture de créer son propre hydrogène. Reportage d'Audrey Morellato.
1 Kg de batterie (voiture électrique lambda) = 120 Wh

1 Kg d'essence = 12 000 Wh

1 Kg d'hydrogène = 33 000 Wh

L'hydrogène, c'est le composant principal du soleil. Autrement dit, de l'énergie à l'état pur. Pas étonnant donc que les ingénieurs du monde entier se penchent sur lui pour prendre le relais du pétrole. Depuis près d'une dizaine d'années, les différents constructeurs présentent des moteurs à hydrogène dans les grands salons automobiles. Mais pour l'instant, aucun n'a réussi à mettre au point une technologie suffisamment avancée pour la produire à échelle industrielle.

Mais avant tout, une question se pose : qu'est-ce qu'un moteur à hydrogène, exactement ? La réponse, avec ce petit film du CNRS.

Film à visionner en intégralité et gratuitement sur la vidéothèque du CNRS

L'hydrogène est partout, mais jamais seul
Tout les éléments physiques qui nous entourent sont en partie composés d'hydrogène, sauf l'air. Vous connaissez sans doute déjà la formule H2O, celle de l'eau. Peut-être aussi celle du méthane CH4 : quatre atomes d'hydrogène pour un atome de carbone. Bref, l'hydrogène n'est pas difficile à trouver, mais il n'est jamais isolé. Il faut donc le séparer des autres atomes pour pouvoir l'utiliser.

Aujourd'hui, les plus grands utilisateurs d'hydrogène sont les pétroliers. Il leur permet de fabriquer des hydrocarbures dans les raffineries. L'hydrogène est également largement employé pour la préparation des engrais et de l'ammoniaque. Dans ces industries, l'hydrogène est souvent produit à base de méthane, une méthode très rentable et efficace mais qui rejette du carbone, donc polluante.

Autre solution : l'extraire de l'eau. Ça s'appelle l'électrolyse et c'est la méthode recommandée par Luc Bodineau , du service Recherche et Technologies avancées de l'ADEME. D'autant qu'elle peut être issue d'énergies renouvelables.

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La cible : les flottes captives
Le grand problème avec les voitures à batterie, ce sont les temps de recharge et le manque de prises accessibles. Trop peu de parking sont équipés et il faut laisser les voitures à l'arrêt pendant plusieurs heures pour pouvoir à nouveau en profiter complètement.

Avec l'hydrogène, les ingénieurs ont adopté une nouvelle stratégie. Plus question cette fois de s'adresser au grand public dès le début. Ils visent plutôt les "flottes captives", autrement dit les véhicules d'entreprise. Ils représentent à eux seuls un tiers du parc automobile français. Et les utiliser dans des expérimentations présente plusieurs avantages : ils ont une utilisation quasi continue lors des tournées ou des livraisons, ce qui permet de tester au mieux les performances des véhicules ; l'entreprise peut développer à son compte une production d'hydrogène pour alimenter sa flotte. Les différentes stations ainsi créées constitueront un premier maillage lors du lancement des véhicules à hydrogène pour le grand public.

Dans ce domaine, en France, c'est La Poste qui est pionnière. Après s'être équipée de 4 000 voitures électriques, elle lance une expérimentation en Franche-Comté sur les véhicules à hydrogène. Eric Gauthier est responsable de ce test grandeur nature.

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Quel sera le meilleur stockage à bord ?

Michel Latroche, CNRS
Michel Latroche, CNRS Crédits : Radio France

L'hydrogène est le gaz le plus léger que l'on connaisse, et il est donc aussi très volumineux. Si on le maintient à la pression normale, 1Kg d'hydrogène représente 11 m3, il faudrait donc une remorque derrière chaque véhicule ! Heureusement, on peut facilement le compresser jusqu'à 700 bars et il devient alors tout à fait possible de l'embarquer ou d'en faire un réservoir.

Mais cette technique reste dangereuse alors les scientifiques et ingénieurs explorent d'autres possibilités. On pourrait le conserver dans un état liquide à environ -200 degrés mais cela demande beaucoup d'énergie.

Michel Latroche , directeur de recherche au CNRS et à l'Institut de chimie et des matériaux de Paris-Est, propose de fusionner l'hydrogène avec du métal, dans une poudre que l'on peut embarquer sans danger.

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D'autres laboratoires étudient des pistes différentes, notamment la physisorption. Il s'agit de coller l'hydrogène à des parois, pour le stocker de manière stable.

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.Et ce n'est pas que pour les voitures !

Si la puissance des voitures à batterie limitait leur usage aux voitures, ce n'est plus le cas avec l'hydrogène. Certaines entreprises envisagent déjà d'équiper des poids-lourds avec ce système, ou même de créer des hybridations hydrogène - diesel.

A Nantes, c'est un bateau qui expérimente un nouveau moteur actuellement. Il faut dire que les navires, notamment de pêche, sont de gros consommateurs de carburant. Pour une tonne de poisson pêché en mer d'Irlande, une tonne de carburant a été dépensée. L'hydrogène pourrait donc, là aussi, apporter des améliorations.

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