Voiture à hydrogène ou électrique : laquelle fera la mobilité demain ?

Comment fonctionne une voiture à hydrogène ?

Les véhicules à pile à combustible utilisent de l'hydrogène contenu dans un réservoir hautement pressurisé, qu'ils combinent avec de l'oxygène de l'air pour générer de l'électricité, alimentant ainsi un moteur électrique. C'est ce processus qui les rend particulièrement attrayants : les voitures à hydrogène sont en réalité des véhicules électriques qui produisent leur propre électricité.

Concrètement, l’hydrogène couplé au dioxygène de l'air ambiant, alimente la pile à combustible. Ces deux gaz subissent une réaction électrochimique à l'intérieur de la pile. Cette dernière crée de l'électricité, de la chaleur, ainsi que de la vapeur d'eau. 

Lorsqu’elle roule, la voiture à hydrogène est silencieuse, n’émet pas de gaz polluant et de CO2.

Autonomie, recharge : pourquoi la voiture à hydrogène est-elle plus avantageuse que l'électrique ?

Les véhicules à hydrogène offrent quelques avantages significatifs qui les placent en concurrence avec les véhicules électriques à batteries lithium-ion.

Le premier avantage a trait à leur autonomie. Ces véhicules peuvent parcourir de longues distances sans nécessiter des recharges fréquentes. 

Par exemple, la Toyota Mirai, l'une des voitures à hydrogène les plus populaires, offre une autonomie impressionnante allant de 650 à 700 kilomètres. Cela dépasse largement l'autonomie moyenne des véhicules électriques, qui varie de 100 à 600 kilomètres. Il est même question d'atteindre une autonomie de 1 000 kilomètres avec des modèles comme l'Hopium Machina Vision dont l’entrée en production est espérée à partir de 2026. 

Le second avantage réside dans la rapidité de leur ravitaillement en "plein". Contrairement aux véhicules électriques qui nécessitent une charge prolongée, les véhicules à hydrogène peuvent être ravitaillés en quelques minutes, comme lors d'un plein d'essence. En seulement 5 à 10 minutes, un réservoir d'hydrogène peut être rempli en station, alors qu'une charge de batterie lithium-ion à 80% demande un arrêt d'au moins une demi-heure. 

L'hydrogène, une solution verte ? Focus sur la production de cette énergie

Qu’en est-il de la durabilité de l'hydrogène, source d'énergie ? 

L'hydrogène est un gaz abondant à la surface de la Terre qui n'existe pas à l'état pur. Pour le produire, il doit être extrait de ressources primaires telles que les hydrocarbures, la biomasse ou l'eau. Ce procédé d’extraction nécessite un apport en énergie. Actuellement, 95% de l'hydrogène est produit par le vaporeformage de combustibles fossiles. Cette réaction chimique casse les molécules d'hydrocarbures en présence de vapeur d'eau, de chaleur et d'un catalyseur, pour en libérer l'hydrogène. Cette méthode a l'inconvénient de produire du CO2, un gaz à effet de serre.

L'hydrogène présente un potentiel quasi-inépuisable. Pour autant, les infrastructures d’extraction sont aujourd’hui coûteuses et appellent une technologie complexe. Les recherches et le développement dans ce domaine visent à rendre la production d'hydrogène plus durable et respectueuse de l'environnement. Les scientifiques explorent différentes méthodes, y compris la production d'hydrogène à partir de l'eau et de la biomasse, comme le bois et la paille.

La voiture à hydrogène accessible à tous ?

En raison de ses inconvénients, la voiture à hydrogène semble actuellement peu adaptée aux particuliers. Trois raisons majeures à cela : 

• Les voitures à hydrogène sont plus coûteuses que les véhicules électriques. Par exemple, la berline  Toyota Mirai est commercialisée à un prix de base d'environ 72 250€ et le SUV Hyundai Nexo à 80 600€, quand le coût moyen d’une voiture électrique se situe autour des 40 000€. Ce prix élevé est en partie dû au coût de production des véhicules et des infrastructures de ravitaillement en hydrogène.
• Un autre obstacle est le nombre limité d'options disponibles pour les consommateurs. Comparativement aux nombreuses marques et modèles de véhicules électriques présents sur le marché, le choix de voitures à hydrogène est bien plus restreint. Cela réduit la capacité des consommateurs à trouver un modèle qui correspond à leurs besoins et à leur budget.
• Le ravitaillement en hydrogène est également un défi à relever. Contrairement aux voitures électriques, la recharge n’est pas possible à domicile et encore peu répandue sur le territoire. Le stockage et le transport de l'hydrogène représentent des défis logistiques, et le coût élevé associé à la construction de stations de ravitaillement en hydrogène constitue un obstacle majeur.

À l’heure actuelle, les véhicules à hydrogène constituent une opportunité intéressante pour le secteur industriel. En particulier, camions et bus à hydrogène peuvent offrir une autonomie élevée sans compromettre la charge utile. Ceci en fait une option attrayante pour le transport de marchandises. 

Le rapport d'avril 2022 du GIEC souligne que l'hydrogène peut être une solution pour réduire les émissions de carbone dans les secteurs du transport lourd bien que les piles à combustible ne sont pas encore assez “matures”. Le Groupe d’experts interpelle sur la durabilité de ces véhicules qui doit se rapprocher des 30 000 heures pour être compétitive au regard d’un diesel. Les piles à combustible utilisées dans les bus ont déjà démontré une durabilité proche de cette plage, tandis que les véhicules légers à pile à combustible demeurent en-deçà, avec une durée de vie d'environ 4 000 heures.