Véhicule hydrogène : une énergie à la fois prometteuse et complexe

La voiture à hydrogène est-elle une des solutions pour décarboner nos routes ? L’hydrogène a-t-il vocation à devenir le carburant de tous les Français ? Comment recharger un véhicule hydrogène ? Entre vision futuriste et réalité technologique, la mobilité hydrogène des véhicules pose de nombreuses questions. Nous allons tenter d’apporter tous les éclaircissements sur une technologie au développement exponentiel.

Comment fonctionne un véhicule hydrogène ? 

L’hydrogène : un carburant différent

L’hydrogène, ou plutôt le dihydrogène H₂, est un vecteur d’énergie et non une énergie en soi. Il convient donc d’extraire l’hydrogène de différentes sources. Ainsi, on peut avoir de l’hydrogène fossile (hydrogène gris), bas carbone (hydrogène bleu) ou issu de sources renouvelables (hydrogène vert). 

Le fonctionnement d’un véhicule hydrogène est alors simple : un véhicule à propulsion électrique dont l’énergie provient d’une pile à combustible alimentée par l’hydrogène, voire d’un moteur à combustion hydrogène. 

La pile à combustible offre un moyen performant et simple de récupérer l’énergie stockée sous forme d’hydrogène. On réalise alors la réaction inverse de l’électrolyse : la tension électrique va combiner l’oxygène de l’air (O₂) avec l’hydrogène pour former de l’énergie et de l’eau (H₂O). Au niveau rejet, c’est donc parfaitement propre ! 

Quel rendement pour un véhicule hydrogène ? 

C’est sans doute l’un des inconvénients de la mobilité électrique à hydrogène actuellement : le rendement énergétique global (de la source d’électricité à la roue du véhicule) est bien inférieur à celui d’un véhicule électrique à batterie.

Mais l’hydrogène offre une solution d’exploitation de l’énergie non utilisée des sources renouvelables. Et aussi, une possibilité d’apporter une énergie non fossile dans les milieux difficiles d’accès ou isolés. Et ça, c’est précieux.  

Comment “faire le plein” d’un véhicule hydrogène ? 

Pour profiter du confort d’un véhicule électrique, silencieux et rechargeable en quelques minutes, l’hydrogène est une alternative intéressante à l’électrique sur batterie. Il existe sur le marché des véhicules utilitaires déjà disponibles : Peugeot e-Expert Hydrogen et Citroën ë-Jumpy Hydrogen notamment.

Si vous passez d’un véhicule thermique à un véhicule hydrogène, vous ne serez pas perdu. Les bornes de recharge hydrogène ressembleront plutôt à des stations service classiques. 

Contrairement au temps de chargement d’un moteur électrique, vous faites le plein d’hydrogène en 5 à 10 minutes. Au sein du réservoir, l’hydrogène est sous pression (700 bars) et alimente la pile à combustible. Pourquoi une telle pression ? L’hydrogène possède une faible densité volumique : à 700 bars, 7 litres d’hydrogène contiennent la même énergie d’un litre d’essence. L’autre solution est de passer à l’hydrogène liquide à une température de – 253 degrés… Mais la bonne nouvelle est sa belle densité énergétique : 1 kg d’hydrogène contient la même énergie que 3 kg de pétrole. Ça vaut le coup de persister dans les recherches, non ?  

L’hydrogène coûte 16 à 30€ environ par kilogramme, sans aucune taxe. Depuis la création de la première station test en 2015, le développement s’accélère. Dès 2026, il faudrait mailler le territoire avec 210 stations hydrogène pour alimenter 50 000 véhicules légers et 750 stations en 2030 pour atteindre 340 000 véhicules hydrogène (prévisions de la PFA – plateforme automobile et mobilités – et de France hydrogène). 

Les avantages d’un véhicule hydrogène

L’hydrogène intéresse toutes les mobilités

L’hydrogène peut fonctionner pour tout type d’engins : de l’utilitaire hydrogène aux trains, en passant par les bateaux et même les avions, sans oublier les grues et autres engins de chantier. 

Une solution inespérée ? 

L’hydrogène se montre particulièrement efficace pour tout véhicule qui nécessite : 

• une grande puissance (camion, train, avion) ; 
• une large autonomie (longs trajets) ; 
• une utilisation intense (transport collectif de personnes ou de marchandises, collecte d’ordures ménagères, etc.). 

L’impact : – 74 % d’émission de CO₂

Les véhicules à hydrogène génèrent 74 % de dioxyde de carbone de moins qu’un véhicule thermique (source : Carnot ARTS). La combustion de l’hydrogène produit de l’eau (H₂O) et des oxydes d’azote (NOx).

La mobilité hydrogène : où en sommes-nous en France ?

Des ambitions fortes 

D’ici 2030, la France investira 7 milliards d’euros, le secteur de l’hydrogène connaîtra une croissance de 100 % chaque année, etc. Les chiffres de l’hydrogène donnent le vertige !  Certains constructeurs ne semblent pas y croire quand d’autres en font un des piliers de leur R&D (recherche & développement).

En France, d’ici 2030, on devrait construire 1 000 à 1 700 stations hydrogène. Sur les routes, plus de 300 000 véhicules hydrogène et plus de 5 000 poids lourds sont attendus. Au moment où nous écrivons, il existe 188 stations et 196 en projet. En 2050, l’hydrogène pourrait alimenter 18 % du parc automobile. Les réductions d’émission de CO2 atteindraient 55 millions de tonnes, soit le tiers des prévisions gouvernementales (Source : Vig’hy). 

Des réalisations prometteuses

Dans les faits, les premières commandes commerciales arrivent : Solaris a signé en septembre 2023 la plus importante commande en Italie avec 130 bus et 272 millions d’euros… 

En parallèle, le premier tramway hydrogène effectue des tests en Malaisie. Les innovations s’accélèrent (Source : HydrogenInsights).

En août 2023, le lancement du premier tracteur hydrogène en Champagne ou du premier bateau hydrogène en location montre l’accélération des projets autour de l’hydrogène.

La France se dote de trains hydrogène Alstom avec 14 rames Coradia commandées par 4 régions. La région Auvergne-Rhône-Alpes (AURA) a créé Hympulsion, un “créateur de mobilité propre” avec des entreprises privées dont Michelin. 20 stations hydrogène verront le jour dans la région AURA. A travers le projet ZEV (zero emission valley), la région offre les conditions d’une mobilité propre, économiquement viable.
Et Watèa by Michelin ? Depuis la création de notre société, on s’intéresse à l’hydrogène comme source d’énergie propre. Aux côtés de notre offre de véhicules utilitaires électriques, une offre hydrogène est disponible et soutenue par l’ADEME en France et l’Union Européenne au travers de la région AURA.