Hydrogène et VUL : notre dossier complet

Dans le cadre de ce dossier, MyUtilitaire revient sur une énergie (plus exactement un vecteur énergétique) qui attise les curiosités, entre enthousiasme et scepticisme : l’hydrogène. Quels sont les enjeux liés à son utilisation ? Comment fonctionne la fameuse pile à combustible dont se dotent certains véhicules utilitaires pour leur motorisation ? Faut-il vraiment nourrir de grands espoirs au sujet de « l’H2 »… ou rester prudent quant à sa généralisation ?

En cette année 2024, une chose est certaine : les objectifs de la transition énergétique mobilisent de très nombreux domaines. De l’immobilier au secteur industriel, de l’aéronautique aux technologies de l’information et de la communication, tous les acteurs sont amenés à revoir leurs modes de production, de distribution ou encore de consommation.

Évidemment, le marché de l’automobile n’échappe pas à cette règle. Il se trouve même parmi les plus concernés et les plus touchés. Plusieurs enjeux se dessinent et s’entremêlent : la gestion des ressources (renouvelables ou non-renouvelables), la réduction (idéalement, la fin) des émissions carbone, la protection des écosystèmes…

Chez MyUtilitaire, nous pourrions aborder la question sous plusieurs angles. Les matériaux choisis au moment de fabriquer les VU, par exemple. Ou encore les fameuses zones à faibles émissions. Mais à travers ces lignes, c’est bien de l’hydrogène dont il va être question. Sachant qu’une annonce spéciale viendra en conclusion. Voici notre point de situation !

Hydrogène et mobilité : quels sont les enjeux ?

Il y a quelques années encore, considérer l’hydrogène comme une vraie solution alternative aux combustibles classiques relevait de l’utopie. Néanmoins, certains ingénieurs, investisseurs, constructeurs ont décidé d’étendre les recherches ; de laisser une chance à ce vecteur énergétique. L’hydrogène détient d’ailleurs aujourd’hui son propre salon baptisé Hyvolution réunissant tous les acteurs de la filière.

L’un des principaux enjeux consiste évidemment à diminuer significativement les émissions de CO2, ainsi que celle d’autres polluants atmosphériques issus des transports. Les véhicules à hydrogène, en ne rejetant que de l’eau, pourraient contribuer à la décarbonation des transports. Nous n’utilisons pas le conditionnel comme un marqueur de doute – il faut simplement reconnaître, et nous y reviendrons, qu’un long chemin reste à parcourir avant une adoption large de cette possibilité.

Quoi qu’il en soit, l’hydrogène laisserait aussi envisager un amoindrissement de la dépendance aux énergies fossiles. La production de ce vecteur peut être réalisée à partir d’énergies renouvelables, via l’emploi d’un dispositif éolien ou solaire. On parle alors d’hydrogène vert.

Les difficultés auxquelles les États et les acteurs économiques se heurtent pour le moment

Si l’on n’entend pas chaque jour l’annonce d’une nouvelle voiture ou d’un nouveau VUL fonctionnant grâce au H2, c’est notamment pour des raisons économiques. Les coûts associés à la production d’hydrogène vert, justement, restent élevés malgré une optimisation et une rentabilisation croissante. Dans l’intervalle, certaines marques hésitent à franchir le pas. Il s’agit en effet de rester concurrentiel et de ne pas transformer l’aventure hydrogénée en un gouffre financier.

Dans un registre similaire, le déploiement à grande échelle de la mobilité hydrogène requière le développement d’infrastructures dédiées. On pense notamment à la nécessité d’installer des stations de ravitaillement. L’équivalent des « stations de recharge » pour les technologiques électriques.

Là encore, il est question d’un défi logistique et pécunier important pour les collectivités, les entreprises du secteur énergétique et toute autre entité concernée de près ou de loin par le déploiement de ces aménagements spécifiques.

Les décisionnaires politiques et les grands pontes de l’industrie devraient-ils, dès lors, renoncer à ce choix ? Non, et pour plusieurs raisons. Avant de les invoquer, il paraît important de décrire le fonctionnement d’une pile à combustible hydrogène. Ce hiatus technique aide à mieux comprendre les forces et les limites (temporaires ou inhérentes à la technologie) de cette option résolument contemporaine.

Comment fonctionne la pile à combustible à hydrogène ?

Il faut d’abord établir un distinguo essentiel. Nous l’avons déjà évoqué précédemment, mais il mérite qu’on s’y arrête un instant. Même si plusieurs sources le présentent comme tel, par souci de simplification éditoriale, l’hydrogène n’est pas une énergie à proprement parler. Il s’agit d’un vecteur énergétique.

Un véhicule peut profiter de ses atouts lors d’une conversion électrique. Cette dernière se produit justement au sein de la pile à combustible.

Attention : ce nom peut prêter à confusion. Il renvoie au fait que l’hydrogène sert de porteur d’énergie. Il est alors « consommé » ou transformé pour produire de l’électricité, mais sans qu’une combustion ouverte ou une flamme ne fasse partie du processus.

Qui plus est, la pile à combustible ne contient pas d’H2. Elle utilise l’hydrogène acheminé depuis le réservoir du véhicule, et le combine avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité, de l’eau et de la chaleur. La réaction chimique qui en découle va permettre la propulsion du moyen de transport.

Bien sûr, tout cela est simplifié. Pour rendre complètement honneur à cette technologie de pointe, il faudrait décrire le rôle des protons, des anodes… néanmoins, cela nous éloignerait trop du sujet principal.

Ce qu’il est nécessaire de comprendre à ce stade, c’est que…

• La transformation, et par là-même la propulsion, se font de manière propre. L’unique sous-produit de cette conversion électrochimique est de l’eau pure, ce qui contraste fortement avec les moteurs à combustion interne traditionnels. Ces derniers dégagent en effet du dioxyde de carbone (CO2), des oxydes d’azote (NOx), et autres polluants atmosphériques.
• L’autonomie des véhicules fonctionnant grâce à l’hydrogène atteint des niveaux très intéressants, eu égard à l’efficacité de conversion et à la vitesse de ravitaillement. Nous approfondirons cet aspect dans le paragraphe suivant.

• La pile à combustible à hydrogène s’apparente à une avancée majeure dans le sillon de la mobilité durable. Son adoption et son intégration dans les différents moyens de transport témoignent d’une souplesse non-négligeable.  

Nous pourrions comparer les piles à combustible hydrogène avec les combustibles employés depuis plusieurs décennies ; cela n’aurait, toutefois, pas grand intérêt. Puisque c’est un symbole de la transition énergétique, il paraît plus logique d’établir une mise en parallèle avec la batterie électrique.

Batterie électrique versus pile à combustible : le comparatif

Commençons par relever les avantages communs à ces deux approches concernant la motorisation des véhicules utilitaires.

• Dans un cas comme dans l’autre, aucune émission polluante ne survient pendant l’utilisation.
• Les deux options permettent de distancer le secteur automobile de la dépendance aux carburants fossiles.
• Comparativement aux véhicules à combustion interne, les véhicules électriques et ceux propulsés par la pile hydrogène convertissent l’énergie plus efficacement en puissance motrice.

Ceci considéré, il y a des points où les deux technologies divergent.

Quels sont les avantages de la batterie… et donc les inconvénients de la pile à hydrogène ?

• Bien qu’il s’agisse d’un problème systémique, il faut le mentionner. Les points de recharge sont, à l’heure actuelle, bien plus nombreux pour recharger un moyen de transport électrique. Les usagers particuliers comme professionnels jouissent d’une plus grande flexibilité. De même, les dispositifs de recharge à domicile se développent.
• Les coûts de production sont plus bas, ce qui pèse dans la balance selon les priorités et le modèle économique des constructeurs. Par effet domino, cela implique des prix de vente moins élevés que ceux des modèles H2.
• En découle sur le marché un choix qui s’avère nettement plus fourni au sein des gamme VU 100% électriques. Les fourgons H2 arrivent toutefois doucement mais sûrement…

Quels sont les atouts de la pile à combustible hydrogène… et donc les faiblesses de la batterie ?

• Grâce au phénomène détonnant que nous avons décrit précédemment, la fameuse question de l’autonomie trouve une réponse beaucoup plus satisfaisante au sein des versions hydrogène. Les VU roulant à l’hydrogène permettent « d’accompagner les clients professionnels dans leur transition énergétique en leur proposant une solution complémentaire à l’électrique adaptée à leurs usages intensifs grâce à un ravitaillement en 5 minutes, une autonomie accrue et des capacités de chargement préservées », comme le résume très bien Xavier Peugeot, Directeur de la Business Unit Stellantis Pro One.
• Comme on le mentionnait précédemment, le temps de ravitaillement (VU hydrogène) est largement inférieur au temps de rechargement (VU électrique).
• En termes d’ergonomie, il est à noter que les systèmes de pile à combustible et les réservoirs d’hydrogène se révèlent en principe plus légers que les batteries de grande capacité, avec une optimisation potentielle quant à la performance du véhicule. Et surtout aucun compromis à prévoir en termes de volume de chargement.

Ces attraits de la pile à combustible hydrogène ne sont pas passés inaperçus. Ils séduisent au contraire certaines entités, qu’il va maintenant nous falloir citer. Nous allons, une fois de plus, nous concentrer sur le segment des véhicules utilitaires.

Zoom sur les acteurs principaux du VU faisant cap sur la mobilité hydrogène

Mettons en avant quelques promoteurs de la mobilité hydrogène en cette année 2024… et pour celles à venir, évidemment.

• Nous avons souvent eu l’occasion d’évoquer le projet Stellantis Pro One au fil des actualités MyUtilitaire et même quelques lignes plus haut. Il consiste en une modernisation de nombreux modèles. Par la même occasion, il fait évoluer les constructeurs historiques vers une offre plus propre. Cette stratégie s’accompagne de lancements « H2 », précisément. On peut citer, Jean-Michel Billig, l’un des grands responsables du développement hydrogène chez Stellantis à ce propos : « Le fait d’assembler des fourgons de taille moyenne à pile à combustible sur nos chaînes de montage et d’y ajouter les grands fourgons à hydrogène prouve notre engagement à rester à l’avant-garde de la technologie hydrogène et de la rendre disponible pour nos clients les plus exigeants ». Les « hôtes » de la pile à combustible vont des Citroën E-Jumpy/E-Jumper aux Fiat Professional E-Scudo/E-Ducato, en passant pour les Opel Vivaro-e/Movano-e et les Peugeot E-Expert/E-Boxer.

• Sur un plan logistique et fédérateur, il convient de citer un autre acteur clé : Hyvia. Cette « joint-venture » implique une synergie entre le groupe Renault et Plug Power, leader en ce qui concerne les solutions d’hydrogène propres. Hyvia se focalise sur la production de véhicules utilitaires légers à pile à combustible avec le fameux Master Van H2-Tech (affichant 400km d’autonomie et seulement 5 minutes pour faire le plein) ainsi que sur les infrastructures nécessaires à leur soutien, telles que les précieuses stations de ravitaillement en hydrogène et les non moins impératifs systèmes de production d’hydrogène vert. Ne manquez pas notre reportage au cœur du premier électrolyseur Hyvia à Flins !

• Toyota, connue pour sa vaillante Mirai (une voiture particulière équipée d’une pile à combustible et déployée comme taxi), travaille également sur l’application de la technologie hydrogène au cœur des véhicules utilitaires. Le constructeur japonais a, entre autres, présenté le projet d’un pick-up Hilux H2, des concepts de bus H2 et s’affairent à la conceptualisation de camions à pile à combustible, notamment en collaboration avec le port de Los Angeles aux États-Unis. C’est l’un des espaces de stockage les plus vastes et les plus actif au monde. Un terrain d’expérimentation idéal, en somme.

L’hydrogène et la mobilité : un tout nouveau site à découvrir !

Même si nous avons tenu à être complets tout au long de ce dossier… il est impossible d’aborder la thématique et toutes ses nuances en un seul article ! Afin de vous en apprendre plus, et même beaucoup plus, nous avons planifié le lancement au cours du printemps 2024 d’un site entièrement consacré à la technologie H2 dans le segment de la mobilité.

En l’occurrence, il ne sera pas uniquement en lien avec les véhicules utilitaires, mais avec toute la constellation des moyens de transport : voitures particulières, trains, bus, avions, bateaux… La pile à combustible vous fera généreusement voyager !

Si nous avons élaboré et concrétisé ce projet, c’est parce que nous croyons en cette alternative énergétique. Il est difficile de savoir exactement quand et comment le virage sera négocié, mais il semble vraiment que l’on s’en approche. Certains constructeurs, jusque-là réticents et muets sur la question, commencent à montrer leur intérêt.

Le site baptisé « MyHydrogène » offrira l’occasion d’aborder, de décrire et d’apprécier l’hydrogène dans toutes ses applications en lien avec le transport. Et qui sait ? Peut-être que cela finira de vous convaincre de donner sa chance à ce mode de propulsion nouvelle génération!