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La voiture à hydrogène va-t-elle se démocratiser ?

187 millions d’euros d’investissements vont être investis pour construire un réseau de stations à hydrogène


À la fois propre et dotée d’une grande autonomie, la voiture électrique à hydrogène, fonctionnant grâce à une pile à combustible, pourrait révolutionner le transport automobile.



Des taxis bleu ciel décorés de nuages blancs. Voici à quoi ressemblent les premières automobiles à hydrogène françaises. La Société du taxi électrique parisien (Step) a déjà mis en circulation 15 de ces voitures nouvelle génération dont 12 Hyundai ix35 et 3 Toyota Mirai. En novembre 2016, la start-up a même signé une lettre d’intention prévoyant l’achat de 60 nouveaux véhicules. En plus de Hyundai, deux autres constructeurs automobiles ont récemment commercialisé des modèles fonctionnant grâce à une pile à combustible (PAC), alimentée avec de l’hydrogène : Honda avec la FCX Clarity et Toyota avec la Mirai. En France, la société Symbio FCell installe également des piles à combustible sur des Renault Kangoo ZE électriques.

Comment fonctionne une voiture à hydrogène ?

Le véhicule à hydrogène est propulsé par un moteur électrique. Mais son énergie ne provient pas de batteries qui stockent l’électricité, comme c’est le cas pour les véhicules électriques actuellement en circulation. Pour produire son électricité, l’automobile procède à l’oxydation de l’hydrogène stocké sous forme gazeuse dans une pile à combustible (PAC).

Une voiture « zéro émission »

Une dizaine d’années après la voiture électrique à batterie, la voiture à hydrogène semble aujourd’hui se démocratiser. Selon l’Agence internationale de l’énergie 2 millions de voitures électriques à batterie ou hybrides sont en circulation dans le monde en 2016. C’est 120 fois plus qu’en 2010, et cela représente déjà 1,1 % du marché total. Or, ces deux technologies ont beaucoup de points communs. Comme l’automobile à batterie, la voiture à hydrogène fonctionne avec un moteur électrique et n’émet aucun gaz polluant.

La généralisation de ces véhicules propres permettrait de réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) et de particules, qui sont les principales sources de pollution dans nos villes et ainsi de limiter le réchauffement climatique.

BDEnergies propres durables Rotterdam-Station_©AL

 

Un hydrogène plus écologique

Les véhicules fonctionnant avec une pile à combustible sont parfois la cible de critiques. Il est vrai que l’hydrogène, dont ils ont besoin pour fonctionner, est souvent produit à partir de sources d’énergies fossiles, comme le gaz naturel ou le pétrole.

Il faut savoir que des filières de production d’hydrogène « vertes » sont en cours de développement. Par exemple, le projet GRHYD (Gestion des réseaux par l’injection d’hydrogène pour décarboner les énergies) vise à utiliser l’électricité issue d’énergies renouvelables (éolien et solaire) produite en dehors des périodes de consommation pour fabriquer de l’hydrogène.

3 minutes pour un plein dhydrogène

La voiture équipée d’une pile à combustible présente les mêmes avantages que sa cousine à batterie, mais sans ses inconvénients. D’abord, la première a une plus grande autonomie que la seconde, même si la différence tend à se réduire : un plein d’hydrogène permet de parcourir quelque 600 kilomètres, alors qu’une Renault Zoé a une autonomie d’environ 400 kilomètres en mode électrique. Ensuite, c’est pour le temps de charge que la voiture à hydrogène est réellement plus performante. Alors qu’une voiture à batterie se charge en 30 minutes minimum (et plusieurs heures pour les charges lentes), un plein d’hydrogène dure… seulement 3 minutes !

« La technologie intégrée à la voiture à hydrogène est parfaitement maîtrisée, analyse Jean-Pierre Corniou, Directeur général délégué du cabinet de conseil SIA Partners et auteur de l’étude Le Nouveau monde de l’automobile : les promesses de la mobilité électrique. Il faut dire que la pile à combustible a été utilisée dès les années 1960 pour alimenter les fusées des programmes Gemini et Apollo. Les industriels ont depuis appris à adapter ces techniques aux voitures. »

 

La pile à combustible a été utilisée dès les années 1960 pour alimenter les fusées des programmes Gemini et Apollo.

Jean-Pierre Corniou, Directeur général délégué de SIA Partners

Une station coûte entre 1 et 2 millions deuros

Mais cela ne suffit pas pour que le véhicule à hydrogène se développe. « Le consommateur s’équipera si un écosystème dédié est mis en place, avec notamment la construction d’un réseau dense de stations, souligne Jean-Pierre Corniou. Cela suppose un effort d’investissement comme pour la voiture électrique à batterie. » Mais le coût d’une station à hydrogène est élevés. Entre 1 et 2 millions d’euros, contre 43 000 euros pour une borne destinée aux véhicules électriques à batterie (prix variable en fonction de la capacité).

Malgré le coût élevé, la Californie a d’ores et déjà financé 30 stations. L’Allemagne a prévu d’investir 400 millions d’euros, dans le cadre du programme H2 Mobility. En France, les stations à hydrogène accessibles au public sont encore rares. Une station est implantée près du pont de l’Alma à Paris, une à Saint-Lô dans la Manche, une à Sarreguemines, en Moselle, et deux en Rhône-Alpes. Coordonné par Air Liquide et rassemblant 19 partenaires publics et privés français, le programme Horizon Hydrogène Energie (H2E) prévoit un budget de 187 millions d’euros d’investissements pour améliorer le réseau français. « En Normandie, une vingtaine de stations hydrogène devraient être construites dans le cadre de ce plan, notamment à Rouen, Le Havre, Caen et Cherbourg », informe Yann Bacheley, chef de service HSE chez Bureau Veritas en région Normandie et Centre.

BDEnergies propres durables H2_Station_©AL_CAPA-Pictures

« Air Liquide conçoit et installe des stations fiables et sécuritaires pour satisfaire les besoins de mobilité des utilisateurs sans changer leurs habitudes à la pompe. »

Vincent Fairy, ingénieur chez Air Liquide

Des stations fiables et sécuritaires

Air Liquide, un des premiers concepteurs de stations hydrogène en France et dans le monde, en partenariat avec Bureau Veritas, ajoute des fonctions de sécurité dès la conception de ses équipements. « Grâce à son expérience et son expertise dans la maîtrise de la haute pression et des basses températures, Air Liquide conçoit et installe des stations fiables et sécuritaires pour satisfaire les besoins de mobilité des utilisateurs sans changer leurs habitudes à la pompe », explique Vincent Fairy, ingénieur chez Air Liquide et responsable de la conception de ces stations. »

Bureau Veritas, accompagne Air Liquide dans cette démarche. « Air Liquide développe ces fonctions de sécurité en suivant la norme IEC 61508, qui est une norme générique appliquée dans l’industrie portant sur la sécurité fonctionnelle des systèmes électriques et électroniques, explique Clément Poutriquet, responsable d’opérations du service Sûreté de fonctionnement du centre technique Europe de Bureau Veritas. Dans ce cadre, nous sommes présents tout au long du projet, du choix de l’architecture matériel, aux développements logiciels, en passant par les essais. »

De manière générale, Bureau Veritas permet de maîtriser et anticiper les risques associés au développement de l’hydrogène. L’analyse de risques « Étude de dangers » vise à quantifier les risques « accidentels » majeurs vis-à-vis de la population avoisinante. L’analyse de risques de type « HAZOP » (pour HAzard and Operability study) permet de s’assurer que l’installation a été correctement conçue du point de vue de la sécurité des procédés (soupapes, évents, vannes…). Enfin, l’analyse de risques de type « ATEX » (pour ATmosphère EXplosive) permet de maîtriser le risque d’explosion susceptible de se produire dans le cadre du fonctionnement normal de l’installation.

BDH2Station_Rotterdam2_©AL




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