Mobilité propre:une bouffée d’hydrogène

Automobile La Hyundai ix35 Fuel Cell est la première voiture équipée d’une pile à combustible, produite en série

Cette «usine sur roues» de fabrication d’électricité séduit, mais reste une niche

Au moment de mettre le contact, rien d’autre que le silence d’une banale voiture électrique. La ix35 Fuel Cell, dernière-née des usines sud-coréennes Hyundai, est aphone. «Banale»? Pas tout à fait. Sous le capot de ce SUV (sport utility vehicle) produit en série à 1000 exemplaires et homologué, un moteur à électrons. Mais sous le coffre, deux réservoirs. Deux enveloppes d’aluminium et de titane ultra-sécurisées, qui contiennent140 litres d’hydrogène.

Après seize ans de recherches, sur une nouvelle chaîne de montage à Ulsan spécialement conçue à cet effet, Hyundai est donc le premier à avoir lancé la fabrication en (petite) série d’un des plus vieux fantasmes de l’histoire automobile: la voiture à hydrogène. Un véhicule dont les batteries sont alimentées par de l’électricité générée dans une mini-centrale sur roues: grâce à une pile à combustible, l’énergie chimique contenue dans l’hydrogène est convertie en énergie électrique, transmise à un moteur via une batterie lithium-polymère LG de 24 kWh.

Convaincu de développer la solution de la mobilité propre de demain, le constructeur coréen fait figure de pionnier. Mais le reste de l’industrie asiatique n’est pas en reste: Toyota doit lancer la FCV – une berline à hydrogène – au Japon en avril 2015 et ailleurs d’ici à un an. Prix annoncé: 50 000 euros. Honda devrait aussi proposer un modèle à pile à combustible en 2015. Sur la ix35 Fuel Cell testée, seul l’œil averti remarque la calandre vaguement différente de celle de la ix35 existante, version diesel. Pour le reste, tout ou presque est identique. La voiture pèse près de deux tonnes, soit 400 kg de plus que la version diesel en raison de la technologie embarquée. Du coup, le moteur électrique de 100 kW (136 CV) n’est pas un foudre de guerre. Vitesse de pointe: 160 km/h. Le couple est en tout cas disponible immédiatement, et l’accélération linéaire, moteur électrique oblige. Le tout en l’absence totale de bruit et de vibrations mécaniques.

Du pain bénit pour les vendeurs Hyundai: «Cette technologie cumule les avantages du thermique et de l’électrique, sans les inconvénients», souligne Nicholas Blattner, porte-parole en Suisse. Oubliées, les angoisses liées à la faible autonomie (200 km) d’une voiture électrique classique et la fumée grisâtre des pots d’échappement: «La voiture affiche une autonomie de 594 km et ne rejette que de l’eau!»

Les émissions de CO2, au niveau de la voiture, sont nulles. La pile à combustible (PAC), qui fabrique l’électricité à bord, fonctionne comme une électrolyse inversée: au lieu d’induire un courant électrique à travers de l’eau pour séparer l’hydrogène et l’oxygène (l’électrolyse), la PAC projette de l’hydrogène à travers une membrane capable de le réassocier à l’oxygène de l’air, ce qui produit de l’électricité et de la vapeur d’eau.

Autre convaincu, cette fois, l’expert indépendant Michael Bielmann, de l’agence TheBridge: «Avec un plein en trois minutes et une autonomie équivalente à celle des voitures thermiques actuelles , c’est l’option technique qui aboutit au résultat le plus proche des habitudes de l’automobiliste», dit cet ancien ingénieur de l’EMPA, spécialiste en solutions appliquées à l’hydrogène. A en croire les réticences liées à la voiture électrique standard, l’utilisateur n’est en effet pas encore prêt à accepter une autonomie moindre que celle de sa voiture actuelle. «C’est comme avec un smartphone: en dessous de 30% de réserve de batterie, on ne se sent pas à l’aise, dit-il. Les voitures à batteries rechargeables ne sont pas adaptées au marché et aux mentalités actuelles.»

D’où l’idée de Hyundai de lancer la PAC une fois pour toutes. L’idée est séduisante, sachant qu’un kilo d’hydrogène contient trois fois plus d’énergie qu’un kilo d’essence. Seul hic: pour obtenir une autonomie de près de 600 km, la ix35 Fuel Cell embarque 5,64 kg d’hydrogène, ce qui représente 140 litres de gaz, comprimé à 700 bars (700 fois la pression atmosphérique). «La quantité d’énergie contenue dans l’hydrogène par rapport au poids est très dense, dit Michael Bielmann. A l’inverse, cette même quantité d’énergie par rapport au volume du gaz, mais cette fois à pression ambiante, est très faible. D’où la nécessité de le comprimer. Pour l’autonomie que veut l’utilisateur – grosso modo la même que celle d’une voiture à combustion –, il faut une pression de 700 bars.»

L’hydrogène? Des lustres qu’on le promet. Le principe est connu depuis le début du… XIXe siècle. La pile à combustible a été inventée par un chimiste britannique en 1839. Le concept ne dépassait jamais l’état de prototype. Alors pourquoi près de deux siècles de balbutiements? Pour trois raisons.

D’abord, le coût de la technologie. Pas de communication officielle de la part de Hyundai sur le prix de la ix35 Fuel Cell. Dans les milieux spécialisés, on connaît le montant: 140 000 euros pièce. La voiture est d’ailleurs actuellement vendue en leasing à des personnes ou entités susceptibles d’en promouvoir le développement en Europe et d’encourager les politiques de soutien ­(mairies, grands groupes industriels, etc.). Deux raisons pratiques expliquent entre autres la facture: la présence de platine, qui entre dans la composition d’une PAC, et les matériaux high-tech utilisés pour les réservoirs de stockage d’un gaz comprimé très inflammable.

«Le prix d’une voiture à hydrogène est artificiel pour l’instant, tempère Michael Bielmann. Si on produisait une voiture thermique à 1000 unités, comme pour la Hyundai, les prix seraient aussi prohibitifs; ils sont simplement liés aux volumes. Et ne peuvent actuellement que faire peur.»

Autre problème: les stations de recharge. Le prix d’un plein d’hydrogène reviendrait à environ celui d’un plein d’essence pour l’utilisateur, mais à l’heure actuelle, le coût d’une station de recharge approche le million d’euros. «Toujours une question de coûts d’échelle», selon Michael Bielmann. Il n’existe par ailleurs pour l’heure que 200 stations de recharge dans le monde. En Europe, on en dénombre 27, surtout en Allemagne et dans les pays nordiques. En Suisse, on n’en trouve que deux (à Marin et à Brugg). Mais ces dernières ne fournissent de l’hydrogène qu’à 350 bars, et ne sont pour l’heure pas destinées au public.

Enfin, la fabrication de l’hydrogène. L’essentiel de la production repose sur les hydrocarbures, qui génèrent beaucoup de CO2. A terme, récupérer l’hydrogène présent dans l’eau serait la vraie solution. Et il faut de l’électricité pour réaliser l’électrolyse. Or il y a encore du chemin à parcourir avant de pouvoir fournir cette électricité à grande échelle, à partir uniquement d’énergies renouvelables non émettrices de CO2.

Comme pour le pétrole, en partant de l’idée que le risque zéro n’existe pas, la technologie est en tout cas sûre. «Le gaz le plus utilisé dans le monde est l’hydrogène, précise Michael Bielmann. Et aucun accident majeur n’a été signalé depuis l’explosion du dirigeable Hindenburg [en 1937]. Toute la question est de savoir si on choisit de basculer, poursuit l’expert. Une nouvelle technologie a forcément un coût élevé. Et au-delà de la mobilité, l’énorme avantage lié à la production de l’hydrogène est de fournir une énergie qui peut être déconnectée des besoins, grâce à la capacité de stockage de ce gaz. Le potentiel est énorme, la technologie suivra. Ce n’est qu’une question de choix économique et politique.»

D’où l’importance de convaincre. C’est le défi que s’est lancé Hyundai, le cinquième constructeur de la planète en 2013, bien décidé à occuper le terrain de l’hydrogène. Parmi les 110 voitures à PAC commandées dans le cadre du projet européen HyFIVE pour la promotion de l’hydrogène, et qui implique quatre autres constructeurs, 75 ix35 Fuel Cell ont déjà été livrées.

«Les avantages du thermique et de l’électrique, sans les inconvénients»