Energie Hydrogène : quelle perspectives pour la voiture électrique ?

Le handicap des voitures électriques c’est évidemment l’énorme poêle mort des batteries aussi la question de la performance sans de la problématique écologique.( Extraction des métaux et Recyclage). D’où l’idée d’utiliser l’hydrogène via des piles à combustible. Un article des Échos rappelle la problématique.

La pile à combustible va désormais concurrencer les batteries dans les véhicules électriques. Reste à faire baisser les coûts, produire de l’hydrogène propre et mailler le territoire de stations.

Le véhicule électrique à batteries rechargeables pourrait-il être envoyé à la retraite de façon prématurée ? Certes, il s’en est vendu quelque 2,2 millions l’an dernier, mais malgré les énormes investissements des constructeurs, les ventes ne décollent pas vraiment et les batteries sont toujours pointées du doigt : coût environnemental élevé, autonomie trop limitée et temps de recharge trop long. En face, le véhicule fonctionnant avec une pile à combustible alimentée en hydrogène sort à peine des limbes mais présente de sérieux atouts. L’Agence internationale de l’énergie (AIE), longtemps réservée sur l’hydrogène, a publié en juin dernier un rapport qui lui est très favorable, notamment dans le domaine des transports : « Le moment est venu d’exploiter le potentiel de l’hydrogène pour jouer un rôle clef dans un environnement énergétique propre, sûr et sécurisé. »

La Californie vise un million de véhicules électriques à hydrogène à l’horizon 2030. Même objectif pour la Chine, qui possède pourtant la moitié du parc mondial de véhicules électriques mais met désormais le cap sur l’hydrogène. C’est aussi une priorité nationale au Japon et en Corée. Car après une vingtaine d’années pour mettre au point la technologie, les premiers véhicules commerciaux, ceux de Toyota et de Hyundai, ont été lancés en 2014. Aujourd’hui la réglementation s’est adaptée et les arguments écologiques de la pile à combustible font mouche. Elle produit de l’électricité à partir de l’hydrogène embarqué dans un réservoir et de l’oxygène de l’air. Si bien que le véhicule ne produit ni gaz à effet de serre ni particule et ne rejette que de l’eau. En outre, faire un plein d’hydrogène prend 3 minutes au plus.

Encore faut-il avoir une station sous la main. C’est le point crucial. Le Japon et l’Allemagne ont déjà installé plusieurs dizaines de stations, tout comme la Californie et la Chine, qui prévoient d’en avoir un millier à l’horizon 2030. La France est plus timide et ne voit aujourd’hui circuler que 400 véhicules. Lancé par Nicolas Hulot, le plan national de déploiement de l’hydrogène pour la transition écologique privilégie les projets de transports en commun et de flotte captive. A l’image de Versailles, des Hauts-de-France ou de Pau où des bus fonctionnant à hydrogène entrent en service. « L’usage du véhicule hydrogène par les particuliers n’est pas prioritaire à cause du maillage de stations qu’il exige. Mieux vaut se concentrer sur les applications spécifiques comme les flottes, les professionnels ou les bus », justifie Maxime Pasquier, spécialiste du sujet à l’Ademe. Une approche trop timide pour les partisans de l’hydrogène au premier rang desquels l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (Afhypac). « L’hydrogène règle le problème de la voiture électrique et des problèmes posés par les batteries. Avec 2 milliards d’euros, soit le tiers du coût d’une ligne TGV, on construit un réseau d’un millier de stations. C’est d’abord un choix politique », s’agace Pierre-Etienne Franc, vice-président hydrogène énergie chez Air Liquide.

 Pas si simple, réplique Maxime Pasquier : « Les énergéticiens ont évidemment intérêt à distribuer de l’hydrogène. Encore faut-il le faire dans de bonnes conditions environnementales. Il faut avoir une vision globale depuis la production de l’énergie primaire jusqu’à la consommation. » En effet l’hydrogène, essentiellement produit à partir de gaz naturel, ne constitue pas encore la panacée écologique. Sans parler du rendement de la pile à combustible qui est inférieur à celui d’une batterie. Conséquence, en intégrant les émissions liées à la production d’hydrogène, une voiture à pile à combustible dégage autant de CO2 qu’une automobile à moteur thermique.

Cependant, les choses pourraient évoluer très vite puisque l’on sait produire un hydrogène « vert », certes plus cher, grâce à l’électrolyse. « Il n’y a pas de verrou technologique et les coûts vont baisser avec le passage à l’échelle industrielle », assure Florence Lambert, directrice du CEA-Liten. D’autant que les scientifiques travaillent déjà sur la technologie suivante, l’électrolyse à haute température. Dans son projet Zero Emission Valley, qui porte sur 20 stations et un millier de véhicules, la région Auvergne-Rhône-Alpes prévoit ainsi de produire l’hydrogène grâce à 15 électrolyseurs répartis sur le territoire.

L’autre atout majeur de la voiture à hydrogène, c’est l’absence de particules. « Cela permet de résoudre immédiatement un gros problème de santé publique dans une ville comme Paris », insiste Mathieu Gardies, cofondateur de Hype. La jeune entreprise, soutenue par Air Liquide et qui a passé un partenariat avec Toyota, possède une flotte de 120 taxis à hydrogène Mirai et devrait en faire rouler 600 dès l’année prochaine . « L’hydrogène, c’est le pétrole de demain sans l’inconvénient de la géopolitique. La France a un véritable savoir-faire industriel avec beaucoup de brevets au CEA mais aussi au CNRS. Il faut y aller car le monde ne va pas attendre », analyse Florence Lambert.

L’hydrogène vert pourrait aussi devenir plus abondant et moins cher de 30 % d’ici à 2030 grâce aux énergies renouvelables, estime l’AIE. « Les prix de l’électricité solaire ou éolienne ont tellement baissé que des pays pourraient en consacrer une partie à produire de l’hydrogène », prédit Paul Lucchese, pionnier du secteur au sein du CEA et président de l’Hydrogen Implementing Agreement (HIA) au sein de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) : « Le Japon passe déjà des accords avec la Nouvelle-Zélande, le Chili ou Brunei. »

L’intérêt des pays émergents

Quant à la pile à combustible, elle devrait aussi voir ses coûts baisser, estime Pierre Forté, fondateur de la société Pragma Industries, spécialiste du vélo à hydrogène (voir ci-dessous) : « Le coût d’une batterie est lié pour 70 % au prix de ses matériaux quand celui d’une pile à combustible dépend pour 90 % de son processus de fabrication. Sous réserve qu’une rupture intervienne dans le monde des batteries, je suis donc persuadé que les piles à combustible seront à terme beaucoup moins chères. »

L’avenir de l’hydrogène dans la mobilité dépendra pourtant d’abord des infrastructures. « Je ne crois pas à un développement massif dans le véhicule léger à un horizon visible, en raison des coûts de déploiement pour assurer un réseau dense de stations de recharge. Il faudrait pour cela des volontés politiques coordonnées à un niveau international », estime Patrice Geoffron, professeur au Laboratoire d’économie de Dauphine et spécialiste de l’énergie. On pourrait voir une répartition des rôles : au véhicule à batterie la mobilité urbaine et à celui à hydrogène les trajets longue distance.

A moins que les réseaux électriques finissent par jouer les arbitres. « Dans bien des pays émergents on pousse l’hydrogène en avant car les réseaux électriques ne sont pas suffisamment stables pour assurer la recharge des batteries », observe Fabio Ferrari, président de Symbio, un fabricant de piles à combustible créé à partir de recherches menées aux CEA, filiale de Michelin et dont Faurecia devrait devenir coactionnaire d’ici la fin de l’année. Un problème qui pourrait à long terme s’étendre aux pays européens, estime Paul Lucchese : « C’est un aspect qu’on oublie, mais qu’adviendra-t-il lorsque des millions de véhicules électriques auront besoin d’une recharge rapide ? »

Il fut l’une des vedettes du G7 de Biarritz au mois d’août dernier. Développé et fabriqué parPragma Industries, une jeune entreprise locale, Alpha est le premier vélo fonctionnant grâce à l’hydrogène. Le système est logé dans le cadre. La bonbonne de gaz alimente la pile à combustible qui fournit l’électricité au petit moteur placé au niveau du moyeu, comme sur n’importe quel vélo électrique. Pragma,mis en avant par la région Nouvelle-Aquitaine, a profité de l’événement pour mettre 200 vélos à disposition des participants. Un succès puisqu’ils ont parcouru près de 4.500 kilomètres en quatre jours. Avec une autonomie de 150 kilomètres et bientôt 200 kilomètres pour un prix de 7.000 euros, qui va descendre à 4.000 euros l’an prochain, ils ne sont pas destinés aux particuliers. « Nous ne vendons pas seulement un vélo mais un écosystème complet de mobilité durable », résume Pierre Forté, le fondateur de l’entreprise. Pragma Industries a ainsi déjà vendu une centaine de vélos et des bornes de rechargement à plusieurs municipalités comme Bayonne, Saint-Lô, Cherbourg ou Chambéry. Quant aux 200 vélos présentés à Biarritz, ils ont été acquis par le groupe Engie Cofely. « Grâce au coup de projecteur du G7, nous avons beaucoup de contacts provenant du Kazakhstan, d’Inde, de Chine ou du Mexique, dans lesquels le réseau est insuffisant pour recharger les vélos électriques classiques », assure Pierre Forté.