Voiture à hydrogène : quels avantages et inconvénients par rapport aux voitures électriques ?

Le producteur automobile japonais Honda a commencé à vendre ses premières voitures à hydrogène, les Honda Clarity, chez plusieurs revendeurs californiens. Les clients pourront louer un des véhicules avec un accord de leasing, en payant au moment de l’acquisition 2 868 dollars puis 369 dollars par mois. Le prix inclut aussi une carte spéciale, d’un crédit s’élevant à 15 000 dollars, à utiliser aux stations de ravitaillement d’hydrogène, permettant, ainsi, de parcourir environ 30 000 km par an.

Honda reste encore prudent sur ce marché, préférant investir de l’argent pour analyser les retours de ses premiers clients et ainsi éviter un lancement risqué à grande échelle qui pourrait provoquer des pertes financières importantes.

Avant de comparer les deux rivales — les voitures électriques et celles à hydrogène — il faut d’abord faire le point sur cette technologie méconnue. Qu’est-ce qu’une voiture à hydrogène ? Et comment fonctionne-t-elle ?

La recharge

Ce véhicule atypique s’appuie sur des piles à hydrogène qui peuvent être rechargées par du gaz hydrogène, disponible dans différentes stations service spécialisées.

La méthode de recharge est semblable à celle d’une voiture normale, mis à part le fait qu’on doit bien attacher la pompe au véhicule à travers une prise verrouillable. La plupart des voitures à hydrogène se rechargent grâce à du gaz avec une pression de 700 bar, mais certaines peuvent aussi accepter des recharges à 350 bar.

Station de ravitaillement à hydrogène. Crédits : Vattenfall

Ainsi, le conducteur devra seulement attendre 3 à 5 minutes pour remplir sa voiture à hydrogène avec un gaz de 700 bar.

Le fonctionnement

La plupart des véhicules, dont la Honda Clarity ou la Toyota Mirai, ont des piles à hydrogène avec une membrane échangeuse en polymère, composées, comme tout genre de batteries, d’une anode, d’une cathode et d’un électrolyte.

Ainsi, quand l’hydrogène arrive dans ces piles, il est poussé avec une forte pression à travers un catalyseur en platine qui le fractionne en deux ions et deux électrons. Ces derniers fourniront l’énergie au moteur électrique de la voiture, tandis que l’hydrogène se combinera avec l’oxygène pour former des molécules d’eau qui se trouveront à l’état de vapeur « contrôlée », qui sera ensuite expulsée du véhicule.

La production d’hydrogène

La production de carburant de ces véhicules n’est pas une tâche simple et encore moins écologique. La majorité du gaz hydrogène est produite dans des centrales d’énergie grâce à un processus de fracturation hydraulique, en faisant réchauffer à 700-1000 °C de la vapeur qui est combinée avec du méthane pour produire de l’hydrogène, du monoxyde de carbone et du CO2.

Ensuite, avec une réaction chimique de conversion eau-gaz, le monoxyde de carbone et la vapeur utilisent des catalyseurs pour produire du dioxyde de carbone et de l’hydrogène.

Finalement, le dernier processus, appelé « absorption modulée en pression », enlève toutes les impuretés, laissant seulement de l’hydrogène pur.

Crédits : Ikar.us

Ce genre de processus, qui est utilisé par 95 % de ces centrales, peut être réalisé en utilisant d’autres combustibles comme l’éthanol, le propane ou le gazole.

Cependant, à cause de différentes défaillances, on déplore souvent des fuites de méthane, un gaz à effet de serre bien plus dangereux que le CO2. En effet, il a un impact 86 fois plus fort que ce dernier. Ainsi, cette méthode reste toujours polluante, même si l’industrie se justifie sur le fait que ces « émissions de gaz à effet de serre sont inférieures à celles produites par la combustion des moteurs des voitures à essence. »

Il existe une méthode alternative qui s’appuie sur l’électrolyse de l’hydrogène, en exploitant des courants d’eau pour produire de l’énergie électrique qui sera ensuite utilisée pour la production d’hydrogène et d’oxygène. Malheureusement, ce processus nécessite  beaucoup d’énergie et emploie 80 % de l’énergie électrique totale pour produire de l’hydrogène ; les 20 % restants sont donc gaspillés.

Voiture électrique VS Voiture à hydrogène

La rivalité entre ces deux types de voitures est incontournable, notamment parce qu’elles pointent toutes les deux vers le futur de l’industrie automobile. Une comparaison suffit toutefois à constater l’avantage de la voiture électrique par rapport à celle à hydrogène. Voyons ce qu’il en est point par point.

En matière de recharge, la voiture à hydrogène bénéficie d’un délai bien plus bref que celui d’une électrique. Par exemple, on peut faire le plein d’une Honda Clarity en 10 minutes, tandis qu’avec une Tesla Model S P100D on doit attendre 40 minutes pour une charge de 80 % avec un super-chargeur.

La Clarity peut couvrir des trajets de presque 600 km, tandis qu’une Model S P100D peut voyager environ 500 km. Le prix d’une voiture à hydrogène varie beaucoup et se rapproche assez des électriques : une Honda Clarity peut être obtenue, en ce moment, à 16 152 dollars et une Toyota Mirai à 57 500 dollars, tandis que les prix initiaux de la plupart des voitures électriques s’élèvent à 25 000 ou 30 000 dollars.

La Toyota Mirai ou …

Cependant, les coûts pour l’installation de stations service présentent des différences considérables. En effet, installer un super-chargeur de Tesla coûte « seulement » 300 000 dollars, tandis que pour établir une seule station à hydrogène on doit dépenser plusieurs millions de dollars. Cela entraîne logiquement une plus large diffusion de stations service dédiées aux voitures électriques, dans les villes et dans les parkings — on dénombre seulement 30 stations à hydrogène en Californie.

Les coûts de maintien et de fonctionnement d’un véhicule à hydrogène sont bien plus conséquents que ceux d’un modèle électrique, notamment à cause de ses frais de recharge élevés (environ 50 dollars pour faire un plein), comparés à ceux d’une voiture hybride (la moitié) ou électrique (4 fois moins).

… La Model X de Tesla ?

De fait,  l’alternative électrique ressort plutôt gagnante. Même si leur temps de recharge est plus court et leurs trajets potentiellement plus longs à vitesse moyenne, les voitures à hydrogène n’offrent pas une véritable alternative à long terme, notamment à cause de leurs coûts de production et de diffusion.

On devra attendre encore plusieurs années avant que les voitures électriques disposent de fonctions plus performantes (notamment du côté des batteries), mais dans une perspective à long terme elles restent le meilleur des choix. Honda et Toyota s’apprêtent d’ailleurs à se lancer dans ce secteur en bonne croissance.