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La voiture à hydrogène, oui mais...

  • Posté le : Lundi 10 Octobre 2011
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  • par : L. Salters

La semaine dernière, des essais de voitures à hydrogène avait lieu en Essonne. Une alternative séduisante mais qui n’est pas pour demain.

voiture à hydrogèneLa technologie est là. Un peu envahissante en termes d'espace.
© Matthéis / LookatSciences.

Nous sommes sur le circuit Espace Plus de Marcoussis, en Essonne, mardi 4 octobre. Devant nous se déroule un étrange balai. Des automobiles de série de toutes marques, lancées à toute vitesse, font des tours. Les conducteurs sont en costumes gris. Certaines voitures s’arrêtent à la station service pour faire le plein. Le pompiste est lui-même en costume gris. Les voitures repartent pour un nouveau tour en ayant changé de passagers. Elément important, le silence. Les démarrages, accélérations ou coups de frein ne produisent aucun son. Nos oreilles sont presque orphelines ! Pas d’odeur de gaz d’échappement non plus. Seules quelques gouttes d’eau coulent des pots des véhicules.
En fait, les véhicules qui roulent sont électriques. Plus précisément, ils sont équipés de piles à combustion. En d’autres termes, leur réservoir contient de l’hydrogène. L’évènement est organisé par Air Liquide, un fournisseur de gaz, conjointement avec plusieurs constructeurs. Pompistes et conducteurs emmènent leurs passagers pour quelques minutes dans le futur.
Car c’est bien comme cela qu’est présentée la voiture à hydrogène. Face aux changements climatiques et à l’épuisement annoncé des ressources en pétrole, comment trouver une alternative pour gérer les déplacements sans émettre de gaz à effet de serre et sans bouleverser complètement notre rapport au transport individuel ? Il y a dix ans, ceux qui présentaient la voiture à hydrogène comme une alternative n’étaient écoutés que de très loin. Ce n’est plus le cas aujourd’hui.
Que l’énergie soit stockée sous forme de pile ou bien de pile à combustion comme pour l’hydrogène, c’est pareil, commente Benoît Poitier, PDG d’Air Liquide. Mais la vraie révolution, c’est l’arrivée de l’électrique”. A ceci près que l’hydrogène offre une autonomie beaucoup plus importante que les voitures électriques classiques. En théorie, les voitures présentées ici peuvent rouler 375 kilomètres en autonomie.   

Technologie embarquée

Pile à combustion, mode d’emploi

Une fois stocké dans son réservoir, comment l’hydrogène fait-il fonctionner la pile ? Elle est constituée de plusieurs dizaines de tranches. Chacune comprend une électrode négative et une électrode positive. Les électrodes sont séparées par une membrane empêchant le passage des électrons. L’hydrogène est introduit par l’électrode négative où les atomes sont décomposés : les protons, traversent directement la membrane jusqu’à l’électrode positive. Les électrons sont bloqués par la membrane et passent par un circuit extérieur. C’est là qu’ils produisent du courant. Ils rejoignent ensuite les protons du côté de l’électrode positive et se rassemblent. Une fois combinés à de l’oxygène de l’air, ils produisent de l’eau et de la chaleur.

Si elle effectue une percée, la pile à hydrogène est promise à un avenir radieux ! Car l’hydrogène est l’élément le plus abondant dans l’univers. Deux chiffres marquent les esprits : l’hydrogène constitue 92% du nombre d’atomes contenus dans l’univers et près de 63% des atomes du corps humain ! C’est aussi un des éléments chimiques les plus simple. Son noyau est constitué par un proton et il n’est entouré que d’un seul électron. Malgré cette abondance et cette simplicité chimique, les constructeurs sont confrontés à un problème de taille : l’hydrogène est très volatile. A pression ambiante égale, un litre d’essence a le même pouvoir énergétique que... 1 500 litres d’hydrogène ! Le premier défi consiste donc à compresser le gaz à très haute pression pour le stocker dans les véhicules. A 700 bars de pression (l’équivalent de 70 mètres de profondeur dans l’eau), 1 litre d’essence équivaut en énergie à 3 litres d’hydrogène.

Dans une voiture, la technologie embarquée donne quelques rides au bon vieux moteur à explosion ! Mais stocker toute cette technologie réclame de la place. Entre les coffres, le capot et l’habitacle, il faut trouver de la place pour trois éléments : le réservoir à hydrogène (une sorte de grosse bulle solide pouvant tenir les 700 bars de pression) ; la pile à combustion qui produit le courant ; et le moteur mécanique qui entraîne l’essieu des roues. Les voitures présentées à Marcoussis sont imposantes : grosses berlines ou bien 4X4.
Quand on roule, à l’intérieur, tout est silencieux. On a le sentiment que la voiture glisse sur l’asphalte. Accélérations et décélérations sont fluides. Il n’y a pas les à-coups habituels liés aux changements de vitesse.
Mais le futur n’est peut-être pas pour demain...
Je ne suis pas convaincu que l’hydrogène soit la solution, analyse Daniela Chrenko, maître de conférence et chercheuse à l’Institut supérieur de l’automobile et des transports, à Nevers, notamment spécialisée dans les systèmes de pile à combustible. Il y a un énorme problème d’infrastructure à résoudre. Rouler à l’hydrogène est une chose. Mais comment faire le plein. Ici dans la Nièvre, ce n’est pas pour demain par exemple ! Il va falloir créer des réseaux entiers de distribution”. Se pose également la question de la production de l’hydrogène. Car même s’il est très présent dans l’univers, sur terre, il est malheureusement pratiquement toujours associé à d’autres éléments. “A l’heure actuelle, l’hydrogène provient principalement du gaz naturel, ajoute Daniela Chrenko. Autant faire rouler les véhicules d’aujourd’hui avec du gaz ! L’hydrogène pas n’est une source d’énergie. Il faut d’abord en dépenser pour le produire”. Par exemple, en reprenant le surplus de courant de production électrique par l’éolien.
En fait, tout dépend de ce qui viendra en premier. “Est-ce qu’il faut commencer à fabriquer les véhicules d’abord et se dire que la production et le réseau viendront après ?, analyse Daniela Chrenko. Ou bien l’inverse ? " Sur ce point-là, personne ne se prononce.