Moteur à hydrogène : l’avenir des transports ?

Les préoccupations environnementales croissantes poussent les industries à repenser leurs modes de fonctionnement. Le secteur des transports, en particulier, explore des alternatives aux combustibles fossiles pour réduire son empreinte carbone. Le moteur à hydrogène émerge comme une solution potentielle, promettant une mobilité plus propre et durable.

L’hydrogène, abondant et capable de produire zéro émission lors de sa combustion, attire l’attention des chercheurs et des constructeurs automobiles. Des prototypes de véhicules à hydrogène voient le jour, et certains pays investissent massivement dans les infrastructures nécessaires. Cette technologie pourrait-elle devenir la norme dans un futur proche, remplaçant les moteurs thermiques traditionnels?

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Comment fonctionne un moteur à hydrogène ?

Le moteur à hydrogène utilise deux technologies principales : le moteur thermique à hydrogène et la pile à combustible.

Moteur thermique à hydrogène

La combustion de l’hydrogène dans un moteur thermique classique ne produit que de l’eau comme sous-produit. Des entreprises comme Cummins et Renault Trucks développent activement cette technologie. Renault Trucks collabore avec l’IFPEN pour optimiser cette approche.

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Pile à combustible

La pile à combustible convertit l’hydrogène en électricité, alimentant ainsi un moteur électrique. Ce procédé, plus efficace, ne génère ni CO2 ni particules fines. Le Hyundai Nexo et la Toyota Mirai en sont des exemples emblématiques.

Production de l’hydrogène

• Hydrogène gris : fabriqué à partir de l’électrolyse de l’eau, généralement avec des sources d’énergie fossiles.
• Hydrogène vert : produit à partir d’un courant électrique généré par des éoliennes ou des panneaux solaires, offrant une solution réellement durable.

L’interdiction des moteurs thermiques classiques en 2035 accélère l’adoption de ces nouvelles technologies. Le secteur des poids lourds voit aussi des avancées, Cummins testant déjà des moteurs à hydrogène pour poids lourds.

Les avantages et inconvénients des moteurs à hydrogène

Les moteurs à hydrogène offrent plusieurs avantages :

• Émissions nulles : Lorsqu’ils fonctionnent, ils ne rejettent que de l’eau, éliminant ainsi les émissions de CO2 et les particules fines.
• Sécurité énergétique : L’hydrogène peut être produit localement, réduisant la dépendance aux combustibles fossiles importés.
• Rapidité de recharge : Les véhicules à hydrogène peuvent être rechargés en quelques minutes, contrairement aux heures nécessaires pour les véhicules électriques.

Ces moteurs présentent aussi des inconvénients :

• Rendement énergétique : Jean-Marc Jancovici, spécialiste des énergies et créateur du bilan carbone, critique le rendement global de l’hydrogène. La conversion de l’électricité en hydrogène, puis de l’hydrogène en électricité, entraîne des pertes énergétiques significatives.
• Infrastructure limitée : Le réseau de stations de recharge à hydrogène est encore embryonnaire. En France, par exemple, seules quelques dizaines de stations sont opérationnelles.
• Coût de production : La production d’hydrogène vert, par électrolyse de l’eau à partir de sources renouvelables, reste coûteuse par rapport aux énergies fossiles.

Valérie Bouillon-Delporte, vice-présidente de France Hydrogène, défend cependant l’usage de l’hydrogène comme vecteur énergétique d’avenir. Elle met en avant les investissements croissants dans les technologies de production et de stockage, soulignant que le coût de l’hydrogène vert devrait baisser avec l’échelle de la production.

Les défis technologiques et économiques

Le développement des moteurs à hydrogène se heurte à plusieurs défis technologiques. Airbus et Boeing, deux géants de l’aéronautique, investissent dans la recherche sur les avions à hydrogène. Airbus a promis le déploiement d’un avion volant à l’hydrogène à l’horizon 2035, tandis que Boeing reste plus prudent quant aux perspectives offertes par cette technologie.

Dans le secteur automobile, Porsche a débuté la construction d’une usine de « eFuel » au Chili en 2021, une initiative visant à produire des carburants synthétiques à base d’hydrogène. Siemens, de son côté, a mis au point la première route électrifiée en Suède, permettant aux véhicules de se recharger en roulant. Quantron, une entreprise allemande, a annoncé le lancement de sa première série de camions à hydrogène de plus de 40 tonnes à l’horizon 2022.

Les défis économiques sont tout aussi significatifs. Air Liquide travaille sur la mise en place de stations à hydrogène, mais le coût de l’infrastructure demeure élevé. La production d’hydrogène vert nécessite des investissements massifs dans les énergies renouvelables. Le rendement énergétique et les coûts de production restent des obstacles à surmonter pour une adoption à grande échelle.

La Suède, pionnière en matière d’infrastructure routière, a mis en place la première route électrifiée, un modèle qui pourrait être étendu à d’autres pays pour favoriser l’utilisation de véhicules à hydrogène. Le potentiel de l’hydrogène, bien que prometteur, reste conditionné à la résolution de ces défis technologiques et économiques.

Perspectives d’avenir pour les transports à hydrogène

Le secteur des transports, en pleine transition, voit émerger des initiatives prometteuses pour l’adoption de l’hydrogène. En France, Hype opère déjà des taxis à hydrogène dans la capitale. Pau et Dijon se distinguent par l’utilisation de bus à hydrogène, Dijon projetant de passer toute sa flotte à l’hydrogène d’ici 2026.

Des projets innovants comme HyPort, localisé à Toulouse-Blagnac, déploient des infrastructures d’hydrogène renouvelable en Occitanie. Le projet NOMAD CAR HYDROGÈNE, quant à lui, transforme des cars diesel en véhicules à hydrogène sur l’axe Évreux-Rouen.

Les collaborations se multiplient pour accélérer le développement de ces technologies. Le projet AMETHyST réunit Transdev, Lhyfe, GCK et bénéficie du soutien de l’ADEME. Ce projet vise à démontrer l’efficacité des véhicules à hydrogène en montagne.

La France dispose d’une centaine de stations de recharge d’hydrogène, facilitant l’adoption de ces nouvelles technologies.

Ces initiatives, soutenues par des investissements publics et privés, montrent que l’hydrogène pourrait transformer le paysage des transports en France et ailleurs.