L'hydrogène est un gaz qui est difficile à stocker car il est tellement petit et léger qu'il se faufile partout et il nécessite d'importants moyens techniques pour le stocker à température basse et à très haute pression.
En effet, sous sa forme gazeuse l'Hydrogène a une densité de 0,09 kg/m³. Il paraît impossible de le stocker à pression ambiante : pour qu'un véhicule ait une autonomie de 400km, il faudrait une masse d'Hydrogène de 4kg, soit un volume de 45000L ! Avec un réservoir actuel, il parcourrait ainsi 600m.
Quand l'hydrogène est produit à partir d'hydrocarbures, cela pose plusieurs problèmes écologiques. D'abord, il faut extraire ces hydrocarbures, ces énergies fossiles, ce qui génère des dégradations environnementales et des émissions de CO2.
Les autres obstacles majeurs mis en avant par les experts concernent notamment le coût élevé et le rendement faible des électrolyseurs et des piles à combustible, ainsi que la pénurie relative d'électricité renouvelable.
La raison pour laquelle l'hydrogène est inefficace est due au processus de transfert d'énergie nécessaire pour alimenter une voiture. C'est ce qu'on appelle parfois la transition du vecteur énergétique.
Avec des ventes et stations confidentielles, la technologie hydrogène peine à percer en France, mais pourrait trouver son intérêt chez les utilitaires et camions. Avec 14 ventes en France en 2021, autant dire que l'hydrogène est confidentiel en France.
Le GPL, ou Gaz de Pétrole Liquéfié, est apparu comme le carburant du futur : moins polluant que l'essence et le diesel, bénéficiant d'avantages fiscaux le rendant moins coûteux à la pompe, et enfin préservant mieux l'usure des moteurs.
L'hydrogène jouera un rôle essentiel pour atteindre la neutralité carbone en 2050, en particulier pour les secteurs industriels ou de la mobilité qui n'ont pas d'autres solutions pour se décarboner (sidérurgie, cimenterie, mobilité lourde..). D'où l'importance de disposer d'une filière française suffisamment forte.
L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a assuré dans un rapport qui date déjà de 2019 que l'hydrogène est une énergie d'avenir. En effet, grâce à son faible rejet de CO2 cette énergie paraît être une alternative crédible. Effectivement associée à une pile à combustible, cette énergie ne rejette pas de CO2.
Pour un véhicule utilitaire léger, il faut compter 1 kg d'hydrogène pour parcourir 100 kilomètres. Le prix de l'hydrogène étant de 12€ à 15€ le kilo. On estime qu'un plein d'hydrogène revient donc à peu de chose près au même tarif qu'un plein de Gazole a kilométrage équivalent.
Le prix d'un plein d'hydrogène +
Quant au plein d'hydrogène, le kilo est actuellement facturé entre 10 € et 15 €. Les véhicules à hydrogène actuels en embarquent 6 kg environ.
La très grande légèreté de l'atome H2 rend les risques d'explosions très différents de ceux qui entourent d'autres gaz présents dans les véhicules aujourd'hui : GNV, GPL, vapeurs d'essence. Le moindre interstice permet à l'hydrogène de s'échapper, évitant ou limitant bien souvent sa dangereuse accumulation.
Cela demande une grande quantité d'énergie. De plus, l'hydrogène doit être refroidit par un échangeur de chaleur durant la compression pour éviter de surchauffer (plus la pression augmente, plus la température augmente).
Le stockage sous pression sous forme gazeuse
MAHYTEC développe par exemple des réservoirs moyenne pression (30bar, soit 30 fois la pression atmosphérique) mais maîtrise aussi la haute pression, 700bar. Le procédé de fabrication s'appuie sur la technologie hydrogène de l'enroulement filamentaire.
L'hydrogène liquide est très énergétique et possède une masse volumique de 71 kilogrammes par mètre cube à pression atmosphérique. Cependant, sa liquéfaction présente un inconvénient majeur : son coût en énergie, car l'hydrogène ne devient liquide qu'à −253 °C.
L'hydrogène permet de n'émettre aucune pollution au moment de son utilisation dans les voitures ou les trains. Il rejette, pour seul déchet, de l'eau.
Comme on le voit, le moteur à eau existe bien, sous la forme de moteur à injection d'eau chez les constructeurs historiques, et plus artisanalement et loufoquement sous forme de kits à installer par des apprentis-sorciers nous promettant monts et merveilles (moteur Pantone ou kit d'injection Vix par exemple).
Sur une voiture à hydrogène, l'autonomie n'est pas un réel problème. Si l'offre reste encore limitée, les modèles aujourd'hui commercialisés peuvent parcourir plus de 500 à 600 km avec un plein.
Ma voiture est-elle compatible au bioéthanol ? Il est possible de convertir sa voiture au bioéthanol en utilisant un kit de conversion. Seules les voitures diesels ne sont en aucun cas compatibles.
L'essence que devront utiliser les écuries est, en théorie, le même que celui que consomment les voitures de tous les jours : du bon vieux super sans plomb 95 - E10. Évidemment, les F1 et leurs moteurs d'horlogerie n'utiliseront jamais d'essence de supermarché.
Composé à plus de 90% d'éthanol, ce carburant vert peut être utilisé par les poids lourds, les cars et les bus.
Première voiture à hydrogène de grande série dans le monde, la Toyota Mirai a débuté sa carrière dans de rares pays dont la France en 2018 et se renouvelle en 2021 dans une seconde génération complètement repensée et augmentant son autonomie à 650 kilomètres.
A l'horizon 2050, l'hydrogène “vert” (ou “ bas carbone”) devrait représenter 20% de l'effort pour limiter à 2% le réchauffement climatique. D'ici une trentaine d'années, environ 20% de l'énergie consommée dans le monde sera de l'hydrogène.
La mise en place de l'infrastructure nécessaire aux stations de recharge d'ici 2026 sera également un défi (malgré les allégements fiscaux). Les experts prévoient qu'avec un million de véhicules électriques, la consommation d'électricité augmentera d'environ 5 % (4 TWh).