On a beaucoup parlé récemment des voitures à hydrogène comme d’une alternative possible aux voitures électriques. Dans quelle mesure cela est-il exact, et laquelle de ces options est, au final, préférable, aussi bien pour le budget que pour l’environnement ?
Ainsi, dans les conversations concernant les voitures électriques et le transport en général, il n’est pas rare que certains spécialistes, notamment tournés vers le marché asiatique, affirment que les voitures à hydrogène représentent la direction claire de l’avenir de l’industrie. Les voitures à hydrogène, tout comme les voitures électriques, ne rejettent aucune émission nocive dans l’atmosphère pendant la conduite.
Cependant, contrairement aux voitures électriques, qui ont besoin d’un temps considérable pour recharger leurs batteries, les voitures à hydrogène peuvent être rechargées en à peu près le même temps qu’un véhicule à essence ou diesel. Mais dans quelle mesure l’idée de voitures à hydrogène est-elle réalisable ? Comment ces véhicules se comparent-ils aux véhicules électriques, et les conduirons-nous tous dans les prochaines années ?
Qu’est-ce qu’une voiture électrique, et comment fonctionne-t-elle ?
En théorie, les voitures électriques ne sont pas aussi compliquées que les autres types de véhicules. L’électricité du secteur est convertie en énergie chimique dans une batterie, puis cette énergie chimique est reconvertie en énergie électrique par les systèmes d’alimentation du véhicule. Les roues du véhicule sont actionnées par un ou plusieurs moteurs qui sont alimentés par l’énergie électrique du véhicule.
Comment fonctionnent les voitures à hydrogène et les voitures électriques ?
Une voiture à pile à hydrogène est équipée d’un réservoir d’hydrogène qui alimente une pile à combustible en hydrogène gazeux à haute pression qui se mélange à l’oxygène. Ce gaz est ensuite utilisé pour alimenter la voiture. Cette combinaison déclenche un processus électrochimique, qui aboutit à la production d’énergie, laquelle est ensuite utilisée pour alimenter le moteur électrique.
De ce fait, les véhicules à hydrogène partagent des qualités avec les automobiles électriques (parce qu’ils fonctionnent à l’énergie électrique et ont des moteurs électriques) et les véhicules à essence traditionnels (à cause du réservoir). Ils sont également connus sous le nom de FCV (Fuel Cell Vehicles) ou FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles), et ils représentent une part distincte du secteur des transports (Full Cell Electric Vehicles).
Les piles à combustible sont les principaux éléments qui composent les automobiles fonctionnant à l’hydrogène. Imaginez-les comme le conducteur de tous les différents processus qui se déroulent à l’intérieur de la voiture afin de lui donner la capacité d’avancer. Pour faire court, les piles à combustible convertissent l’hydrogène gazeux stocké en électricité en le combinant à l’oxygène.
Cette électricité est ensuite utilisée pour alimenter un moteur électrique, qui fait avancer la voiture sans produire d’émissions nocives par le tuyau d’échappement. En fait, les seuls sous-produits de l’ensemble du processus sont l’eau et la chaleur. Cela est dû au fait que la réaction entre les atomes d’hydrogène et d’oxygène produit ici invariablement des molécules H2O. Je suis conscient ; la situation ne semble-t-elle pas idéale ?
D’autre part, les véhicules électriques (VE) sont propulsés par des moteurs électriques qui tirent leur courant de batteries rechargeables ou d’autres sources mobiles d’électricité. Ces moteurs sont appelés « systèmes de propulsion électrique ». Dès qu’ils commencent à se déplacer, il n’y a plus de réaction chimique, mais seulement un courant électrique résultant de l’énergie utilisée précédemment pour charger les batteries.
Mais laquelle a le moins d’impact sur l’environnement et est la plus durable ? Les voitures électriques ou les voitures à hydrogène ? Avant de tirer des conclusions définitives, examinons les caractéristiques les plus marquantes qui distinguent un type de véhicule d’un autre.
Hydrogène ou électricité : quelle est finalement la meilleure source d’énergie ?
Il est fréquent que des questions comme celle-ci donnent lieu à des réponses du type « ça dépend ». Mais dans le cas qui nous occupe, la réponse est claire comme de l’eau de roche : les voitures électriques sont supérieures aux voitures à hydrogène à tous égards, à l’exception du temps nécessaire pour recharger leurs batteries par rapport au temps nécessaire pour remplir un réservoir d’hydrogène.
Pensez à certains des inconvénients liés à la conduite d’une voiture à hydrogène :
- Leur construction est difficile et coûteuse en raison de leur complexité. Selon certaines rumeurs, les coûts de fabrication des automobiles à hydrogène sont plus élevés que les prix auxquels elles sont vendues.
- L’hydrogène doit être fortement comprimé avant de pouvoir être utilisé sur la route, car ce gaz est combustible et, par conséquent, dangereux s’il n’est pas correctement stocké ou manipulé.
- La production d’hydrogène à l’échelle industrielle nécessite des quantités importantes de combustibles fossiles. Cela ajoute encore une autre couche de complexité, et tout réseau de distribution de l’hydrogène doit être capable de gérer du gaz à haute pression. Il existe des méthodes renouvelables, mais elles sont plus coûteuses, et la majorité de l’hydrogène est créée par des processus à forte intensité de CO2.
Hydrogène ou électricité : le bilan
Compte tenu des informations susmentionnées, il est difficile de plaider en faveur d’une utilisation généralisée des automobiles à hydrogène dans un avenir prévisible. Les prédictions peuvent, bien sûr, être erronées. Même si la technologie qui sous-tend les piles à hydrogène est extrêmement pointue et impressionnante, et même si les voitures à hydrogène qui existent déjà dans le monde réel sont agréables à conduire et faciles à utiliser, il existe encore des obstacles importants à l’adoption généralisée des voitures à hydrogène.
Cela ne signifie pas pour autant que l’hydrogène n’a pas d’avenir dans l’industrie des transports ; en fait, les industries maritime, ferroviaire et du fret pourraient très bien convenir parfaitement à la technologie des piles à hydrogène.
Tout cela ne veut pas dire que les voitures électriques n’ont pas de défauts : leur recharge est relativement longue, leurs batteries nécessitent une quantité importante de ressources naturelles et elles n’éliminent pas totalement les émissions de dioxyde de carbone si l’électricité qu’elles utilisent est produite par la combustion de combustibles fossiles.
Toutefois, malgré ces inconvénients, la perspective des voitures électriques est actuellement plus réalisable que celle des voitures électriques.
F.A.Q.
Le carburant hydrogène est considéré depuis longtemps comme un élément potentiellement crucial d’un avenir exempt d’émissions de carbone. Les professionnels de l’industrie discuteront des plans visant à le fabriquer à grande échelle lors du symposium de printemps de l’initiative énergétique du MIT en 2022.
Sauf que utiliser l’hydrogène directement dans un moteur à piston classique, c’est la nouvelle tendance des études du moment qui rend le sujet hydrogène finalement économique et viable , car il n’y a pas le coût (moteurs existant à seulement adapter, pas de pile à combustible ni les batteries qui vont avec), pas le problème de la disponibilité du courant de recharge des batteries (vous n’en parlez pas, mais c’est un énorme problème pour le tout électrique sur batterie dans 10 ans), l’hydrogène verte par électrolyse ne couterait finalement pas si cher (panneaux solaires, ou autre procédé non fossile) et est stockable, elle. Le rendement pur énergétique du procédé est mauvais, certes, mais il rempli finalement le contrat: véhicule pas très cher, pas de pollution directe, rapidement disponible (sous 10 ans ?), cout CO2 à la construction du véhicule réduit (quasi le même qu’un véhicule thermique classique), prix à la pompe de l’ H2 maitrisé à terme, et devient adaptable pour les flottes de poids lourds et les long trajets, alors que l’électrique sur batterie, non.