La Commission Européenne ambitionne de positionner l’hydrogène comme une énergie incontournable à l’horizon 2050 pour les transports. Au point que les voitures à pile à combustible pourraient détrôner les modèles électriques à batterie.

Au cœur de tous les débats, la voiture électrique progresse de mois en mois. Dans ses prestations comme dans ses chiffres de ventes. Mais l’électrique à batterie ne convient pas à tout le monde, le temps de charge et la disponibilité des stations étant des écueils toujours importants. Si bien que la voiture électrique à pile à combustible alimentée par hydrogène, éternel serpent de mer, est encore et toujours considérée comme une piste d’avenir. Cette fois, les acteurs privés ne sont plus les seuls les seuls à tirer en avant les perspectives, puisque la Commission Européenne vient de déclarer ses ambitions à long terme.

Bruxelles espère ainsi voir l’hydrogène représenter 12 % à 14 % du mix énergétique à l’horizon 2050. Pour atteindre cet objectif, il convient d’augmenter la capacité de production de ce gaz vecteur d’énergie, encore balbutiante aujourd’hui : la Comission Européenne vise 6 GW en 2024 et 40 GW en 2030. Cette montée en cadence nécessitera des investissements entre 180 et 470 milliards d’euros d’ici à 2050, pour amorcer la pompe avec notamment la mise en place d’électrolyseurs de taille plus importante, pour en améliorer le rendement.

Une chaîne énergétique à faible rendement

Le rendement, justement, est un des points noirs de la production d’hydrogène. Car une voiture à pile à combustible qui, aux yeux du client carbure à l’hydrogène, n’est en réalité rien d’autre qu’une voiture électrique : comme sur une voiture à batterie, c’est bien une machine électrique qui entraîne les roues. Et l’hydrogène, contenu dans le réservoir, peut finalement être considéré comme un simple moyen de stocker l’électricité. Mais alors que, dans un modèle à batterie, cette dernière ne subit que peu de transformations de la centrale à la roue, la chaîne est bien plus complexe dans le cas d’un modèle à pile à combustible. Car l’électrolyse de l’eau (procédé qui consiste à casser la molécule d’eau pour donner comme produits de l’oxygène et de l’hydrogène), est suivie de l’opération inverse au sein de la voiture lorsqu’elle roule, avec à chaque fois des pertes d’énergie. De quoi obtenir un rendement total de seulement 35 % à 40 %, environ deux fois inférieur à celui d’un modèle à batterie. Mais ceux-ci posent d’autres problèmes environnementaux, liés notamment à la production de leurs batteries, et à l’extraction des minerais de lithium et de cobalt, en particulier.

Les progrès technologiques des voitures électriques à batterie pourraient retarder encore l’avènement de la voiture à hydrogène, pourtant présentée par certains comme la solution miracle. Voilà pourquoi Daimler se range à l’opinion de ceux qui estiment que les courbes de prix de la pile à combustible et de la batterie ne se croiseront jamais ; que la voiture électrique sera pour l’éternité une voiture à batterie, pas à hydrogène. Au point d’abandonner la commercialisation de son SUV Mercedes-Benz GLC F-Cell. A l’avenir mais sans que cette décision ne soit définitive, les efforts du constructeur allemand se concentreront sur les poids lourds. Car si une part des automobilistes semblent prêts à s’accommoder des limitations de la batterie, les gestionnaires de flottes de véhicules d’entreprise tolèrent mal l’idée de voir l’immobilisation durant de longues heures, le temps de charger leurs énormes batteries. Dans la catégorie des transports routiers, Hyundai et Toyota emboîtent le pas à Daimler, d’ailleurs.

Très chères voitures à pile à combustible

Car si les automobilistes apprécieraient à n’en pas douter la possibilité de faire le plein en trois minutes, pour pouvoir parcourir plus de 600 km, il reste à la voiture à hydrogène à baisser son prix. Les Hyundai Nexo et Toyota Mirai sont ainsi facturées entre 70.000 € et 80.000 €. De quoi décourager les plus fervents écologistes, et les raisons de ces tarifs élevés sont nombreuses. La première concerne le platine, un métal coûteux servant de catalyseur au niveau des cellules. Chez Mercedes-Benz, on estime que la diminution de sa quantité est le principal levier pour faire baisser les prix.

Chez Hyundai, le platine est bien évidemment une question qu’on ne peut ignorer. Mais le constructeur coréen considère également que la membrane polymère qui sépare les deux électrodes permettant la réduction d’oxydo-réduction est un élément qui doit être pris en compte. Aujourd’hui en effet, Hyundai fait appel à un unique fournisseur japonais – le seul qu’il estime valable – dont le savoir-faire se paie. Les ingénieurs planchent pour développer cet élément en interne.

Enfin, le réservoir est également un point critique. Stocker le dihydrogène sous une pression de 700 bars réclame des bonbonnes ultra-résistantes. Chez Faurecia, équipementier français actuellement capable de produire de tels réservoirs, on avoue qu’ils requièrent 40 kg de fibre de carbone. Là encore, avec un coût en constante baisse (selon Bloomberg, le kWh de batterie au lithium coûtait 1.065 € en 2010, contre 140 € seulement en 2019), la voiture électrique à batterie à son mot à dire.

Côté réseau, tout est à créer

Autre écueil de taille, le réseau de stations est pour l’instant inexistant. Sur ce point, les voitures électriques à batterie ne disposent que d’une très courte avance et certains pays, comme la Norvège, commencent déjà s’attaquer au problème avec le projet HyNor. Les stations maillent le sud du pays, avec une production sur place de dihydrogène grâce à des électrolyseurs alimentés par des panneaux solaires. De quoi diminuer l’impact écologique, notamment en limitant le transport du précieux gaz. Car, là encore, il faudra prendre garde à la manière dont est produit l’hydrogène, qui doit être un équilibre subtil entre le coût, pour garantir son attractivité, et l’impact écologique, pour que la planète profite réellement de cette transition.

Le recours à toutes les méthodes de production dans le plan de la Commission Européenne a de quoi faire grincer les dents des écologistes : fabriquer de l’hydrogène à l’aide de carburants fossiles est-il plus intéressant qu’utiliser directement ces derniers dans les moteurs ? Cela reste à démontrer. L’hydrogène ressemble a priori à une solution d’avenir capable de ringardiser la voiture électrique à batterie et ses contraintes. Mais ce n’est sans doute pas la panacée. Et les poids lourds seront certainement servis avant les voitures particulières.

Sources

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