En effet, un véhicule à hydrogène ne rejette qu'un élément : la vapeur d'eau. Et pour cause, il ne consomme pas directement d'énergie fossile et n'émet ni dioxyde de carbone ni polluants atmosphériques. Outre cet aspect, cette voiture fonctionne avec une batterie beaucoup plus petite que celle de la voiture électrique.
Carburant propre : une pile à combustible alimentée par l'hydrogène produit de l'électricité et le processus chimique rejette de l'eau. C'est ainsi que l'hydrogène apporte l'énergie nécessaire aux véhicules équipés d'une pile à combustible et permet une mobilité sans émission de polluants.
Quels sont les avantages d'une voiture à hydrogène ? C'est une voiture qui a une meilleure autonomie que la voiture électrique (650 km en moyenne contre 300 km) et qui se recharge plus vite (une dizaine de minutes contre plusieurs heures). C'est également une voiture non polluante en fonctionnement et silencieuse.
Que la combustion de l'hydrogène est beaucoup plus efficiente que celle de l'essence, principalement parce que l'hydrogène se consume mieux en présence d'excédents d'air (0,9 pour le rapport essence/air ; 0,4 pour le rapport hydrogène/air), et qu'il permet des taux de compression plus hauts ?
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.
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'un des inconvénients de la voiture hydrogène vient de la production de l'hydrogène. Quelle que soit la méthode utilisée, d'importantes quantités d'énergie sont nécessaires pour produire ce gaz.
L'hydrogène est inodore, incolore et insipide, de sorte que les fuites sont difficiles à détecter par les seuls sens humains. L'hydrogène n'est pas toxique, mais dans les environnements intérieurs comme les salles de stockage des batteries, l'hydrogène peut s'accumuler et provoquer une asphyxie en remplaçant l'oxygène.
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.
Risque de formation d'une nappe explosive : l'hydrogène se disperse plus rapidement que les carburants traditionnels. Il se dilue 4 fois plus vite dans l'air que le gaz naturel et 12 fois plus vite que les vapeurs d'essence. Cette volatilité est un facteur protecteur limitant la formation de nappes d'hydrogène.
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.
Vers 2024, la production de ce gaz permettra de générer près de 6 gigawatts d'énergie et environ 40 gigawatts en 2030. Ce plan européen évoquant entre 180 et 470 milliards d'euros d'investissements jusqu'en 2050 devrait donc participer à une rapide expansion des voitures à hydrogène dans les années à venir.
Le parc mondial de voitures à hydrogène atteint 33 627 voitures en 2020, dont 10 041 en Corée du sud, 9 135 aux États-Unis, 5 446 en Chine, 4 100 au Japon et 2 402 en Europe. Fin 2018, selon l'AIE, 11 200 voitures à hydrogène circulaient dans le monde, dont plus de 9 000 Toyota Mirai .
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.
Les avantages et les inconvénients de l'hydrogène
Les avantages de l'hydrogène sont nombreux : c'est une réelle solution pour remplacer les énergies fossiles (notamment pour les transports car l'autonomie est grande). On consomme de l'énergie sans directement émettre de gaz à effet de serre.
Le développement de la filière hydrogène repose en partie sur la technologie de la pile à combustible. Le principe de la pile à combustible est l'inverse d'une électrolyse. La réaction chimique produite par l'oxydation et la rencontre du dihydrogène et du dioxygène produit de l'électricité, de l'eau et de la chaleur.
Il existe plusieurs valeurs françaises cotées en bourse qui se partagent le marché de l'hydrogène avec notamment : Air Liquide : qui est considéré comme le leader mondial puisqu'il détient 48 % du marché McPhy Energy : la start-up française qui a révolutionné le stockage de l'hydrogène.
Ainsi, pour produire un kg d'hydrogène, il faut 58.7 kWh d'électricité, mais l'énergie électrique qui en résulte n'est que de 13.4 kWh comme le montre le graphique ci-dessous.
Dossier - vidéo : Quelle énergie choisir pour votre nouvelle voiture en 2021 ? L'hydrogène, c'est en gros les atouts de l'électrique sans les défauts car elle offre une autonomie supérieure (environ 600 km) dans la plupart des cas et le plein est réalisé en à peine 2 minutes.
Comment fonctionne concrètement le véhicule à pile à combustible à hydrogène ? Leur énergie électrique est fournie par une pile à combustible. L'hydrogène est stocké sous pression dans les réservoirs dédiés du véhicule. Ce gaz (H2), ainsi que le dioxygène (O2) de l'air ambiant, alimente la pile à combustible.
Où se trouve l'hydrogène ? Les ressources principales permettant de produire le dihydrogène H2 (que l'on appelle hydrogène par abus de langage) sont l'eau et les hydrocarbures (le charbon, le pétrole ou le gaz).
Des ventes confidentielles, Hyundai et Toyota en pionniers
Et si la Corée du Sud absorbe plus d'une vente sur deux, c'est que parmi les pionniers de l'hydrogène se trouve la marque nationale, Hyundai.
Les moteurs à hydrogène peuvent être de deux conceptions distinctes : soit ils fonctionnent comme un moteur à combustion interne classique raccordé à un réservoir, soit ils comportent un moteur électrique branché sur une pile à combustible. Dans tous les cas, la réaction chimique est la suivante : 2 H2 + O2 → 2 H2O.
La recharge de la voiture à hydrogène
Faire le plein d'hydrogène est aussi facile et rapide que faire un plein d'essence. Il suffit de raccorder le pistolet de la station-service hydrogène au véhicule, d'enclencher la pompe, et de patienter quelques minutes.