Électricité vs hydrogène : Partie 2 – Les voitures à hydrogène

On attend parler de plus en plus de l’hydrogène pour propulser les voitures. D’ailleurs, c’est sur cette voie que semblent vouloir s’engager quelques constructeurs, comme Honda, Hyundai et Toyota, au lieu de se diriger vers le tout électrique.

Comment cela fonctionne-t-il?

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Tout est dans la pile

Comme nous l’avons mentionné dans un article précédent, les voitures à hydrogène sont en réalité des voitures électriques. Dans les faits, elles comptent sur le même genre de moteur qu’une voiture électrique classique pour se mouvoir. La principale différence concerne la provenance de l’électricité qui fait tourner ce moteur.

Si les voitures électriques conventionnelles prennent leur énergie dans des piles qui doivent être rechargées, les voitures à hydrogène, elles, fonctionnent un peu comme nos voitures à essence. Un réservoir contenant de l’hydrogène à haute pression est embarqué dans le véhicule. Cet hydrogène est « consommé » par une pile à combustible de façon à produire de l’électricité. La voiture à hydrogène produit donc sa propre électricité au lieu de la puiser d’un réseau de distribution.

Le principe chimique

L’hydrogène pur est un élément hautement réactif à cause de sa composition atomique qui l’amène à s’associer chimiquement aux éléments de son entourage. Comme l’atome de l’hydrogène ne possède qu’un électron sur sa couche atomique supérieure, il n’a qu’à accrocher un autre électron pour être complet, ce qui lui permet de s’associer à plusieurs éléments. C’est pour cette raison que l’on retrouve l’hydrogène dans la plupart des composés organiques.

Dans la pile à combustible, cet hydrogène est fusionné à de l’oxygène contenu dans l’air. Le principe est assez simple. Dans le réservoir de la voiture, l’hydrogène est stable, étant organisé en molécules de deux atomes. Cet hydrogène (H2) entre dans la pile à combustible, puis est séparé à l’aide d’un catalyseur, ce qui libère des électrons. Ces électrons forment un courant électrique récupéré pour alimenter le moteur.

La séparation des atomes et des électrons libère des protons. Lorsque ces derniers rencontrent l’oxygène présent dans l’atmosphère, ils forment de la vapeur d’eau, l’eau étant formé de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène, d’où la formule H20. Cette vapeur d’eau issue des réactions chimiques dans la pile à combustible est évacuée par un pot d’échappement.

Ce concept est bien près de celui du moteur à essence, au sens où un carburant est embarqué dans la voiture et consommé dans un processus chimique pour faire tourner un moteur. Dans les faits, si les voitures à hydrogène devenaient la norme, elles seraient aussi faciles à vivre que les voitures à essence contemporaines. Une fois le réservoir presque vide, il n’y aurait qu’à aller à la station-service pour faire le plein en quelques minutes à peine, alors que les batteries classiques mettent des heures à se recharger sur la plupart des bornes publiques.

Encore loin de la coupe aux lèvres

Pour l’instant, la distribution de voitures à hydrogène est limitée au Canada. On retrouve quelques stations en Colombie-Britannique, à Surrey et Whistler, principalement. Dans les marchés où l’hydrogène est populaire, certaines stations-services ont installé des points de recharge. Sinon, on peut s’en faire livrer à domicile. Hyundai loue des Tucson munis d’un système de piles à combustible dans la région de Vancouver, et le prix de la location (599$/mois) comprend l’hydrogène. Ce dernier point n’empêchera pas Toyota de bientôt mettre sur le marché sa propre voiture à l’hydrogène, la Mirai, carburant non inclus.

Cette voiture des plus intéressante ne sera pas mise en vente au Canada dès le début de sa commercialisation, mais si la demande est bonne dans les marchés ciblés par Toyota, comme la Californie, entre autres, il est possible que la voiture finisse par arriver chez nous. Toutefois, comme la Colombie-Britannique est identifiée comme étant la province de «l’hydrogène» par plusieurs constructeurs, rien ne garantit que la Mirai se rende, à court terme, sur nos routes montréalaises.

Même si Toyota semble vouloir jouer au pionnier de l’hydrogène, c’est à Honda que revient véritablement les honneurs, elle qui a réussi à faire homologuer un véhicule à l’hydrogène aux États-Unis en 2002. Il s’agit de la FCX (pour Fuel Cell eXperimental), une voiture qui pouvait atteindre 150 km/h, et ce avec près de 320 km d’autonomie. En 2008, Honda a mis à jour sa FCX, avec la FCX Clarity, mais la production de ce modèle est arrêtée depuis 2014, et à ce jour, Honda ne prend plus de nouveaux clients. Au dernier Salon de l’auto de Detroit, Honda a cependant présenté un nouveau concept, la FCV.

Quel peut donc être l’avantage de l’hydrogène sur l’essence? Plus de détails dans un prochain article.

• Voir la première partie de cette série sur les voitures électriques et à hydrogène
• Saviez-vous que Chevrolet a déjà produit un Equinox à hydrogène?