«Tout ce qui peut être inventé a été inventé», claironnait en 1899 Charles Duell, alors responsable du Bureau américain des brevets. S'il est facile, un siècle plus tard, de se moquer du constat, il faut reconnaître que Charles Duell avait raison sur au moins un point. La pile à combustible, qui pourrait un jour se substituer à l'essence, a été inventée en 1839. Soit quarante ans après la batterie et quarante ans avant le moteur à explosion. Le Britannique William Grove, un ami de Faraday, avait constaté que lorsqu'il déconnectait son appareil à électrolyse, le processus électrochimique s'inversait. La fuel cell, la pile à combustible, est née de cette observation. La pile comprend un carburant (l'hydrogène), un oxydant (l'oxygène), deux électrodes et une membrane centrale qui facilite les échanges de particules. Si, à la longue, une batterie se consume elle-même, une pile à combustible se recharge indéfiniment tant qu'on la nourrit avec de l'hydrogène. Elle produit de l'électricité, de la chaleur et une émission résiduelle au-dessus de tout soupçon: de l'eau.

L'invention est tombée dans l'oubli pendant des décennies. L'aventure spatiale, dans les années 60, l'a réactivée. La NASA a utilisé et utilise encore des fuel cells dont le processus électrochimique requiert d'importantes quantités d'or et de platine. Ces petites centrales énergétiques seraient donc très chères à produire en série. Des hôpitaux ont également recours à cette technologie pour leur production d'électricité. Reste que l'avenir de la pile à combustible, qu'on annonce prometteur, passe essentiellement par un usage automobile et domestique.

Malgré son ancienneté, son pauvre rendement énergétique et ses émissions nocives, le moteur à explosion domine toujours le débat automobile. La superbatterie électrique, qui pourrait donner à la voiture une autonomie, une agilité et un coût de revient équivalents aux performances des moteurs conventionnels, est pour l'heure un rêve. Les véhicules hybrides (mi-essence, mi-électriques) s'avèrent plus prometteurs, bien qu'ils soient considérés comme des solutions de transition.

Les regards convergent aujourd'hui vers les progrès rapides de la pile à combustible, qui perd en poids et encombrement ce qu'elle gagne en performance. En 1994, Mercedes présentait une grosse camionnette dont le système, entre réservoirs d'hydrogène, tubulures diverses et piles innombrables, laissait à peine de la place à un conducteur. En 1997, une petite Classe A Mercedes était équipée de piles plus performantes, mais elle n'acceptait toujours qu'un conducteur et un passager. Le mois dernier, DaimlerChrysler a dévoilé une Classe A dont la centrale énergétique est logée sous le plancher de la voiture, permettant à cinq passagers de monter à bord. Vitesse: 145 km/h, autonomie: 450 km, pas de bruit de fonctionnement, quelques gouttes d'eau en guise de fumée au bout de l'échappement. La NECAR 4 a été présentée à Washington, devant le Capitole. Une manière de suggérer aux responsables politiques que DaimlerChrysler détient la clé de la voiture propre, à même de répondre aux sévères normes environnementales qui seront instituées en 2004 par les Etats de Californie, de New York ou du Massachusetts.

A l'instar de ses principaux concurrents, comme GM-Opel, Toyota ou Ford, DaimlerChrysler jure qu'il commercialisera une voiture dotée d'une pile à combustible en 2004, à un prix de 10 à 15% supérieur à un véhicule similaire équipé d'un moteur thermique. Reste que le coût d'une pile est encore exorbitant et que son poids, malgré les progrès réalisés, est toujours important (600 kg pour la NECAR 4). Surtout, il sera difficile de mettre en place une infrastructure d'approvisionnement en hydrogène pour le commun des automobilistes. Cher à produire, délicat à manipuler, l'hydrogène ne devrait pas être distribué dans les stations-service. En revanche, il est plus facile de le produire à partir de méthanol. Liquide à température ambiante, le méthanol peut être obtenu à partir du gaz naturel ou de la biomasse (déchets végétaux). Utilisé comme carburant d'une pile à combustible, il engendre certes des émissions de CO2, mais deux fois moins qu'un moteur à combustion interne, et il ne dégage pas de CO, HC, NOx ou particules. Autre avantage, le méthanol pourrait s'inscrire sans trop d'encombre dans le réseau des stations-service.

L'excellent rendement énergétique de la pile à combustible (près de 50% en moyenne, contre 25% pour un moteur à combustion) intéresse également les industriels de l'énergie. Sulzer, à Winterthour, commercialisera en 2001 une installation destinée à l'approvisionnement en électricité et la chaleur des habitations. Alimentée par du gaz naturel, la pile de Sulzer est d'un type différent de celle utilisée par les constructeurs automobiles. Au lieu d'une membrane couverte d'une fine couche de platine, et d'une température de fonctionnement de 80 degrés, l'électrolyte de Sulzer est en céramique d'oxyde de zirconium. Comme l'installation travaille à 950 degrés, elle favorise les échanges électrochimiques ainsi que la production de la chaleur domestique. Pionnier en Europe (il existe des projets similaires aux Etats-Unis) dans cette technologie, l'entreprise de Winterthour collabore avec l'industrie gazière suisse. Dans un premier temps, la pile de Sulzer sera incorporée comme aide d'appoint dans des services industriels, leur permettant de s'affranchir, un peu, de l'approvisionnement des grands producteurs d'électricité. Vers 2010, des installations individuelles devraient être proposées aux propriétaires de maisons ou d'immeubles.

A quand la voiture dont la pile à combustible alimentera, la nuit, dans les garages, le réseau électrique et thermique des habitations?