L’hydrogène est un élément chimique très présent dans l’univers mais rarement disponible à l’état naturel sur la Terre.

Il peut être utilisé comme un combustible pour alimenter une pile à combustible, générant de l’électricité.  Cette réaction électrochimique est rendue possible grâce à l’électrolyse pour séparer les molécules d’eau en dihydrogène et en dioxygène. À l’inverse des énergies fossiles, l’utilisation de l’hydrogène n’émet pas de CO2.

La production d’hydrogène pour les voitures varie selon le procédé industriel utilisé, ayant lui-même un impact sur la couleur de l’hydrogène. Ainsi, l’hydrogène gris est produit à l’aide de reformage de gaz naturel et demeure émetteur de gaz à effet de serre. Quant à l’hydrogène bleu, sa production est similaire mais le CO2 émis est stocké pour être réutilisé. Le dernier est l’hydrogène vert, obtenu par un processus d’électrolyse de l’eau réalisé avec des sources d’énergies renouvelables comme l’éolien, le solaire ou l’hydroélectricité.

Comment fonctionne une voiture à hydrogène ? 

Une voiture à hydrogène fonctionne à l’aide d’une pile à combustible. Au sein de celle-ci, une réaction électrochimique opère à l’aide d’hydrogène et d’oxygène. En produisant de l’électricité embarquée, la voiture se met donc en mouvement, sans combustion et en émettant uniquement de l’eau.

Le fonctionnement d’un moteur à hydrogène est très différent d’un moteur électrique. En effet, sur une voiture électrique, il n’y a pas de pile à combustible mais uniquement une imposante batterie électrique.

Recharge et consommation : quelles infrastructures pour faire le plein ?

Le temps de recharge d’un véhicule à hydrogène est estimé entre 3 et 5 minutes selon les recommandations de Toyota. En moyenne, selon les modèles, la consommation d’une voiture à hydrogène est de 1 kg d’hydrogène par 100 km.

Voiture électrique ou voiture à hydrogène? 

Une voiture électrique et une voiture à hydrogène diffèrent considérablement en termes de fonctionnement. Même si elles sont toutes deux dotées d’un moteur électrique, leur source d’énergie est différente. Concrètement, le véhicule électrique stocke l’électricité dans sa batterie tandis que la voiture à hydrogène fait appel à une pile à combustible pour générer de l’électricité à l’aide de l’hydrogène.

En ce qui concerne les infrastructures de recharge, elles sont également distinctes avec d’un côté des bornes de recharge électrique et des stations à hydrogène. Le temps de recharge d’un véhicule hydrogène est faible, oscillant entre 3 et 5 minutes, tandis que le temps moyen pour une électrique varie entre 30 minutes et 12h selon le type de borne.

L’avantage de l’hydrogène par rapport à l’électrique réside majoritairement dans l’autonomie. En effet, elle peut atteindre jusqu’à 700 km tandis que celle d’une voiture électrique est comprise entre 200 km et 600 km en fonction du modèle.

Avantages et limites de la voiture à hydrogène  

Atouts de la voiture à hydrogène : zéro émission à l’échappement, autonomie, rapidité

Les avantages de la voiture à hydrogène sont nombreux. Pour commencer, grâce à l’absence de combustion, elle n’émet aucune émission directe de CO2 à l’échappement lorsqu’elle utilise de l’hydrogène bas carbone. Les voitures à hydrogène sont jusqu’à 75 % plus écologiques que les véhicules thermiques.

Sa recharge rapide et son autonomie étendue en font un moyen de transport idéal pour favoriser la mobilité durable. Tout comme l’électrique, elle offre un excellent confort de conduite avec un moteur silencieux et l’absence de vibrations.

Contrairement aux véhicules électriques, la voiture à hydrogène est moins dépendante des métaux critiques comme les batteries lithium-ion. De fait, la pile à combustible est constituée de platine, un métal certes coûteux mais recyclable. En outre, l’approvisionnement de ce métal n’est pas instable car il n’est pas soumis à des tensions géopolitiques.

Même si la voiture à hydrogène présente de nombreux avantages, elle révèle également quelques limites. Dans un premier temps, le rendement de la batterie est de seulement 30% contre 70% pour celle d’un véhicule électrique. Cela signifie donc qu’une voiture à hydrogène consomme plus d’électricité pour parcourir la même distance.

Ensuite, le coût du kg d’hydrogène à la pompe est particulièrement élevé. En effet, Engie annonce un prix compris entre 10 et 15€ par kilo d’hydrogène. Ce prix prohibitif se retrouve également à l’achat des véhicules, ils sont généralement plus chers que les véhicules électriques ou thermiques.

Comme il s‘agit d’une énergie relativement récente, le réseau de recharge est encore. En France, où 1000 véhicules particuliers à hydrogène sont en circulation, en plus des flottes d’entreprise, on compte une cinquantaine de stations, à la fois de 350 bars et de 700 bars. De plus, cette énergie a besoin d’un cadre réglementaire plus favorable. Ce qui n’est pas encore le cas dans beaucoup de pays.

La voiture à hydrogène pour les particuliers reste encore difficilement accessible. En effet, tant que le prix des modèles restera élevé et que les bornes ne seront pas assez présentes sur le territoire, l’adoption de l’hydrogène restera faible.

L’hydrogène pour les véhicules utilitaires légers et lourds

Les cas d’application de l’hydrogène pour les véhicules utilitaires légers et lourds semblent plus nombreux que ceux des véhicules particuliers. En effet, plusieurs flottes captives existent déjà et sont adaptées pour faire du transport sur de longues distances.

Parmi les modèles de voitures à hydrogène pour les particuliers vendues dans le monde on retrouve la Toyota Mirai et la Hyundai Nexo. De nombreux prototypes sont en cours de développement par d’autres constructeurs.