Selon le rapport annuel de la santé publique publié en 2016, la pollution de l’air provoque 48 000 morts prématurées chaque année en France, soit 9% de la mortalité française. Le secteur des transports, principalement le transport routier, est le premier émetteur de particules de dioxyde d’azote (NO2) tous secteurs d’activités confondus. Ces particules irritent les voies respiratoires et sont cancérigènes pour l’homme.
Pour diminuer ces émissions, il est nécessaire d’adopter des politiques favorisant les mobilités douces et développant les réseaux de transports en commun. L’amélioration de l’efficacité énergétique des moteurs est également un facteur clé de succès pour répondre à cet enjeu. De nombreuses recherches sont menées sur ce sujet, notamment autour de l’utilisation de l’hydrogène. En effet, les moteurs à hydrogène ne rejettent aucun gaz polluant dans l’atmosphère.
Alors aujourd’hui, où en est-on ? Quelles sont les technologies existantes ayant recours à l’hydrogène ? Quels sont les gains et les limites constatés ? Peut-on imaginer une industrialisation des solutions existantes ? En répondant à ces questions, nous chercherons à déterminer si l’hydrogène représente ou non la solution de demain pour dépolluer nos transports.
De quoi parle-t-on ?
L’hydrogène est utilisé depuis le 18ème siècle afin d’assurer la sustentation des ballons et aéronefs puisque ce gaz est plus léger que l’air. Rapidement, les scientifiques découvrent que sa combustion génère environ 3 fois plus d’énergie que celle du pétrole à poids égal et n’engendre aucun rejet de gaz polluant. De plus, bien qu’il n’existe pas à l’état naturel, il est un des principaux constituants des molécules d’eau et peut donc être produit en abondance. Ces différents constats ont rapidement amené les chercheurs à identifier des applications à l’hydrogène dans le monde des transports.
Aujourd’hui, il existe deux technologies utilisant l’hydrogène pour propulser des véhicules :
- Le moteur à hydrogène : ce moteur fonctionne grâce à l’énergie libérée par la combustion de l’air et de l’hydrogène. L’hydrogène est alors utilisé ici comme seul carburant. Cette combustion ne libère que de la vapeur d’eau dans l’atmosphère. Il est également possible d’allier de l’hydrogène avec un carburant classique pour diminuer les émissions de gaz.
- La pile à combustible : cette pile utilise l’oxydation de l’hydrogène et la réduction de l’oxygène pour produire du courant électrique. Elle permet ainsi d’alimenter des moteurs électriques.
Les moteurs ainsi produits présentent des performances similaires aux moteurs à combustion classique. De plus, ils ne sont pas plus volumineux et non polluants. Cette solution apparait donc comme idéale. Peut-on alors imaginer que l’hydrogène va devenir la principale source d’énergie dans les transports de demain ?
Une réalité à ses débuts
Le développement de l’hydrogène dans le secteur des transports ne s’est pas fait de manière uniforme. Il est probable que le transport routier se soit plus fortement développé comparativement aux autres modes de transport en raison de la maturité de cette technologie. En effet, il semble plus simple techniquement et sécuritairement de maitriser un moteur à hydrogène sur terre que dans que dans les airs. De plus, pour dépolluer nos agglomérations, cette technologie représente une véritable opportunité par rapport aux véhicules électriques. En effet, plusieurs heures sont nécessaires pour recharger un véhicule électrique contre seulement quelques minutes pour un véhicule à hydrogène.
Cependant, même si le moteur à hydrogène n’émet aucun gaz polluant, la production d’hydrogène est aujourd’hui coûteuse et source de pollution. Des solutions existent pour produire de manière propre de l’hydrogène à partir de l’électricité solaire ou éolienne. La France a d’ailleurs choisi d’allouer en juin 2018 un budget de 100 millions d’euros afin de développer l’hydrogène vert. Le gouvernement souhaite également soutenir le développement des bus, des camions et des taxis à hydrogène.
Ainsi, même si le nombre de véhicules à hydrogène circulant dans le monde aujourd’hui est encore faible (environ 10 000 véhicules), nous pouvons imaginer que l’hydrogène dans le secteur des transports va continuer de se développer dans les années à venir.
Sources :
https://cordis.europa.eu/news/rcn/27221/fr / https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/hydrogene-dans-les-transports
Avion à hydrogène : http://www.leparisien.fr/economie/l-aviation-se-prepare-a-l-arrivee-de-l-hydrogene-08-10-2018-7913661.php / http://www.centpourcent-vosges.fr/life-style/tourisme/le-premier-avion-electrique-a-propulsion-hydrogene-decollera-en-2025/ / https://docs.wixstatic.com/ugd/c65691_e3ae8f165a774e27b7763cdcc4d09f03.pdf
Voiture à hydrogène : https://www.lemonde.fr/economie/article/2019/04/08/a-paris-600-taxis-a-hydrogene-rouleront-a-la-fin-2020_5447202_3234.html / https://www.lemonde.fr/economie/article/2019/04/08/l-hydrogene-un-marche-en-devenir_5447191_3234.html / https://www.toyota.fr/new-cars/new-mirai/landing.json / https://www.largus.fr/mondial/prix-hyundai-nexo-72-000-e-pour-le-suv-a-hydrogene-9272396.html / https://www.toyota.fr/new-cars/new-mirai/landing.json / https://www.automobile-propre.com/hydrogene-devrait-decoller-apres-2025/
Bus à Hydrogène : https://www.fch.europa.eu/sites/default/files/documents/ga2011/4_Session%201_JIVE_Michael%20Dolman%20%28ID%204811591%29.pdf / https://hydrogeneurope.eu/hydrogen-council / http://www.afhypac.org/documents/divers/Pr%C3%A9sentation%20de%20l%27opportunit%C3%A9%20bus%20%C3%A9lectriques%20%C3%A0%20hydrog%C3%A8ne%20-%2008.01.2018.pdf / https://www.pau.fr/article/pau-sengage-pour-le-climat-avec-son-febus-hydrogene
Camion à hydrogène : https://www.usinenouvelle.com/article/en-images-nikola-motor-devoile-un-camion-a-hydrogene-autonome-destine-au-marche-europeen.N765404 / https://www.actu-transport-logistique.fr/routier/le-camion-a-hydrogene-de-nikola-pret-a-assommer-toute-competition-508385.php / / https://nikolamotor.com/tre / https://www.franceroutes.fr/camions/nikola-motor-company-devoile-le-nikola-tre/
Train à hydrogène : https://www.capital.fr/entreprises-marches/le-train-a-hydrogene-francais-sur-les-rails-1316915 / https://www.ville-rail-transports.com/ferroviaire/filiere-hydrogene-alstom/