L’hydrogène est l’élément chimique le plus répandu dans la nature et peut être utilisé comme vecteur d’énergie pour alimenter une voiture. Il existe plusieurs façons de l’utiliser et les marques les expérimentent depuis des années, mais la plus répandue et celle qui semble avoir le plus d’avenir est la pile à combustible.
Aujourd’hui, nous allons expliquer en quoi consistent les moteurs à hydrogène et, surtout, comment fonctionne une technologie qui attire de plus en plus l’attention des marques en raison de son potentiel de durabilité.
Comment fonctionne une voiture à hydrogène
La principale différence entre une voiture à hydrogène et une voiture à hydrogène est que, bien qu’il s’agisse d’une voiture électrique parce que seuls les moteurs électriques sont responsables de la rotation des roues, la façon dont elle fonctionne n’est pas la même. Dans une voiture à pile à combustible, l’électricité est produite au fur et à mesure que la voiture en a besoin.
Au lieu de stocker l’énergie dans des batteries, on utilise une pile à combustible, un peu comme une centrale électrique portable. Dans une voiture à combustion, l’énergie est obtenue en brûlant des produits pétroliers ; dans une voiture à hydrogène, l’hydrogène est traité pour produire de l’électricité à la demande.
L’hydrogène (H₂) sous pression est stocké dans des réservoirs spécifiques. Cet élément est acheminé vers la pile à combustible, où l’oxygène de l’air ambiant est ajouté pour produire de l’électricité et, comme déchet, de l’eau (H₂O). Car, oui, les voitures à hydrogène ont des pots d’échappement, mais ils ne polluent pas, ils n’expulsent que de la vapeur d’eau.
L’électricité produite dans la pile à combustible est acheminée vers une batterie, comme dans une voiture électrique, qui est chargée de distribuer l’énergie au(x) moteur(s) électrique(s) de la voiture. L’électricité peut également être fournie sur demande directement de la pile à combustible aux moteurs électriques.
Le surplus d’électricité stocké dans la batterie, ainsi que la récupération d’énergie obtenue grâce au freinage par récupération, sont stockés dans la batterie, ce qui permet aux moteurs à pile à combustible de fonctionner même sans consommer d’hydrogène.
Le problème de la voiture à hydrogène
Bien que l’hydrogène soit l’un des éléments chimiques les plus représentatifs du tableau périodique en raison de sa présence fréquente, il est loin d’être facile à obtenir.
À température et pression ambiantes, l’hydrogène est un gaz totalement inoffensif, mais l’hydrogène n’existe pas en tant que tel, de manière isolée, en tant qu’élément exploitable. Il n’y a pas de poches d’hydrogène dans le sol et il ne pousse pas non plus dans les arbres. Sa présence est liée à d’autres éléments dont il faut le séparer : par exemple, l’eau, H₂O, est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène.
Pour isoler l’hydrogène (H₂), un processus de gazéification appelé électrolyse est utilisé pour décomposer l’eau à l’aide d’électricité. Ce processus nécessite d’énormes quantités d’énergie pour obtenir de l’oxygène (O) d’une part et de l’hydrogène pur (H₂) pour le stockage d’autre part.
L’hydrogène peut également être obtenu par reformage d’hydrocarbures, par gazéification d’hydrocarbures ou de biomasse, par production biologique par des bactéries ou des algues à petite échelle, et par des cycles thermochimiques (avec de l’énergie nucléaire ou solaire) à grande échelle.
Une autre des questions les plus complexes concernant l’hydrogène est son stockage. Il s’agit d’un gaz extrêmement volatil dont la densité n’est que de 0,0899 kg/m³. Pour le maintenir sous pression dans des réservoirs, il faut donc ajouter des éléments très lourds capables de le retenir à l’intérieur. Avec la technologie actuelle, il est pratiquement impossible de garantir l’absence de pertes, principalement au niveau des vannes de remplissage/vidange.
En outre, il y a le problème du ravitaillement : il n’est pas facile. En France, nous disposons d’un réseau correct de 61 stations à hydrogènes. Pour 2030, on estime qu’il pourrait y avoir 1000 stations sur le territoire.
En raison du caractère embryonnaire de la technologie des piles à combustible et de la faiblesse de la demande, les voitures à hydrogène ne sont pour l’instant qu’une réalité marginale. Du moins pour l’instant.