Oubliez les hybrides et les voitures électriques – il s’avère que nous retournons vers le futur.
Aux États-Unis, en Europe et au Japon, les constructeurs automobiles Toyota, Honda et Hyundai déploient de nouveaux véhicules à pile à combustible à hydrogène (FCV) produits en série pour susciter une demande croissante de ce que les observateurs de l’industrie automobile considèrent comme la prochaine grande nouveauté.
Bien qu’il n’y ait pas encore de plan pour que ces voitures soient mises en vente en Australie pour le moment, l’avenir est plus proche que vous ne le pensez. Lors de la Convention mondiale sur les technologies de l’hydrogène à Sydney en octobre 2015, Toyota a séduit les journalistes et les représentants du gouvernement avec une démonstration du Mirai, un véhicule à pile à hydrogène offrant une autonomie sans émissions de 550 km en transformant l’hydrogène et l’oxygène en électricité et en eau.
Début 2015, Hyundai Motors est allé jusqu’à installer la première pompe à hydrogène d’Australie pour les voitures, pour accompagner son propre véhicule à hydrogène: le ix35 Fuel Cell, un SUV familial d’une puissance de 100 kW, un temps de 0 à 100 km / h de 12,5 secondes et une autonomie allant jusqu’à 594 km entre les carburants.
Tout ce discours sur les voitures à hydrogène a fait trembler la langue – et a même suscité des réactions critiques de la part des critiques. Le PDG de Tesla Motor, Elon Musk, a ridiculisé les piles à hydrogène comme «extrêmement stupides», et les a qualifiées de «cellules idiotes», avec quelques autres mots colorés.
D’autres constructeurs automobiles ont investi dans l’alimentation par batterie. Le PDG de Nissan, Carlos Ghosn, souligne: «Connaissant tous les problèmes que nous avons avec la recharge [des véhicules électriques], où se trouve l’infrastructure de l’hydrogène?»
Alors que la course se réchauffe entre les constructeurs automobiles rivaux, quelle technologie fera sortir les voitures à essence de la route – à l’hydrogène ou à l’électricité ?
Le véhicule à hydrogène a une longue histoire. Explorons comment cette alternative propre pourrait contribuer à l’objectif de réduction de la pollution dans le monde.
Histoire des voitures à hydrogène
Alors que les dernières voitures à hydrogène semblent être des inventions du 21e siècle en ligne avec les hoverboards et l’informatique en nuage, les scientifiques et les constructeurs automobiles bricolent la technologie de l’hydrogène depuis des siècles.
En 1807, l’inventeur suisse François Isaac de Rivaz a conçu et prototypé le premier véhicule à quatre roues avec un moteur à combustion interne fonctionnant à l’hydrogène et à l’oxygène (avec l’hydrogène stocké dans un ballon).
Au cours des années suivantes, les inventeurs ont trouvé de nouvelles façons d’alimenter les moteurs à combustion en hydrogène – notamment en 1941, quand il y avait une pénurie d’essence pendant le siège de Leningrad. Le soldat et mécanicien russe Boris Shelishch a réussi à convertir 200 camions GAZ-AA pour qu’ils fonctionnent au gaz hydrogène; ils auraient fonctionné plus facilement qu’avant.
Malgré ces efforts héroïques, un inconvénient majeur de la combustion interne demeure. L’efficacité des moteurs à combustion interne peut être aussi faible que 15 pour cent (la majeure partie de l’énergie est brûlée). Toute cette chaleur dégagée par votre moteur en marche est une énergie gaspillée qui aurait pu faire patiner les roues de la voiture.
LA CRISE PÉTROLIÈRE DES ANNÉES 70 A DÉCLENCHÉ D’IMPORTANTES RECHERCHES SUR LES PILES À HYDROGÈNE; À LA FIN DE LA DÉCENNIE, LA PLUPART DES CONSTRUCTEURS AUTOMOBILES AVAIENT DES MODÈLES DE FCV
L’autre façon d’utiliser l’hydrogène est de capter l’électricité directement à partir de celui-ci. Le scientifique gallois Sir William Robert Grove a été la première personne à accomplir cela en 1839. Cette technologie de pile à combustible a été développée par Francis Bacon, un inventeur et professeur d’ingénierie à l’Université de Cambridge. En 1959, il avait fait la démonstration d’un système de pile à combustible qui était pratique.
La crise pétrolière des années 1970 a déclenché d’importantes recherches sur les piles à hydrogène et, à la fin de la décennie, la plupart des constructeurs automobiles disposaient de modèles de FCV. Ces dernières années, la législation gouvernementale visant à réduire les émissions des véhicules et à encourager les technologies propres a poussé les constructeurs automobiles à dépenser des millions pour développer une gamme de technologies de piles à combustible plus propres.
Les FCV d’aujourd’hui disposent désormais d’une pile à combustible de la taille d’un moteur V6 typique et fait office de mini-centrale électrique. Il crée une réaction chimique qui transforme l’hydrogène comprimé (provenant d’un réservoir de stockage) et l’oxygène (de l’air) en électricité, eau et chaleur. L’électricité est transférée directement à un moteur électrique via une unité de contrôle de puissance pour une efficacité maximale. Et le meilleur de tous, au lieu des gaz d’échappement nocifs, le seul sous-produit qui sort du tuyau d’échappement est l’eau.
FCV et l’avenir de la réduction de la pollution
Il y a beaucoup à aimer dans la technologie des piles à combustible. Tout comme les véhicules essence et diesel, il ne faut que quelques minutes pour remplir le réservoir d’un FCV. Ainsi, avec les voitures à hydrogène, vous bénéficiez des avantages des véhicules à batterie (comme le Tesla Motor S et la Nissan Leaf) sans les inconvénients des heures d’attente pour une charge complète. Mais les FCV peuvent-ils résoudre nos problèmes de pollution automobile?
Il est certainement vrai que les seuls sous-produits des FCV sont la chaleur et l’eau. Il n’y a pas lieu de s’inquiéter des gaz d’échappement malodorants produits par les voitures à essence et diesel, ce qui est idéal pour réduire la pollution de l’air dans les villes. Cependant, il y a plus à être vert que d’éliminer les émissions d’échappement. Les procédés utilisés pour produire de l’hydrogène peuvent encore avoir un impact environnemental.
Aujourd’hui, plus de 90% de l’hydrogène est produit à l’aide d’un processus de reformation à la vapeur qui implique de la vapeur et du méthane. Le processus produit toujours des émissions de CO 2 (bien qu’environ 60% de moins que le processus de création d’essence).
La bonne nouvelle est que les gouvernements et les constructeurs automobiles explorent des méthodes plus propres de création d’hydrogène, y compris l’utilisation d’énergies renouvelables telles que l’éolien, le solaire et la biomasse. Si l’électricité qui produit de l’hydrogène est produite à partir de sources zéro émission, un FCV hydrogène peut être un mode de transport véritablement zéro émission.
Les coûts environnementaux et d’investissement liés à la construction et au soutien des infrastructures de ravitaillement en hydrogène doivent également être pris en compte. Au moment de la rédaction de cet article, il n’y avait qu’une seule pompe à hydrogène en Australie (au bureau de Hyundai à Sydney à Macquarie Park).
Outre-mer, la construction de stations-service d’hydrogène s’accélère. L’Allemagne envisage de construire 500 stations de remplissage d’hydrogène. Le Japon compte 81 stations ouvertes, et d’autres à venir. D’autres pays, dont le Royaume-Uni et les États-Unis, sont à la traîne, en partie parce que les voitures à hydrogène sont toujours aussi rares que les dents de poule.
Alors, la voiture à hydrogène est-elle encore là? Presque. «Lorsque plusieurs constructeurs automobiles disent que nous allons investir dans ce domaine, c’est important», déclare l’analyste automobile Alan Baum. Nous avons vu de nombreux progrès dans la technologie automobile au fil des ans. Mais ne soyez pas surpris si c’est la voiture à hydrogène qui finit par nous emmener dans le futur.
