Le véhicule hydrogène est-il vraiment intéressant ?

Avec la nouvelle réglementation en vigueur à horizon 2035 interdisant la production de véhicules thermiques, les véhicules électriques sont en plein essor et l’on voit également la technologie du véhicule hydrogène se développer.

L’hydrogène est considéré comme une source d’énergie décarbonée permettant une expérience utilisateur plus vertueuse en matière d’environnement et pourtant, la production d’hydrogène n’est pas si verte que cela.

Regardons en détails si le véhicule de demain à hydrogène est vraiment intéressant.

Qu’est-ce que l’hydrogène :

Avant de rentrer dans le détail du plan, rappelons brièvement ce qu’est l’hydrogène.

L’hydrogène est très abondant à la surface de notre planète. Pourtant il n’existe pas à l’état pur.

Composé de deux atomes d’hydrogène (H₂), il s’agit de l’élément chimique le plus abondant sur terre.

Ce gaz invisible est également le plus léger et n’est présent que très rarement dans son état naturel. Il est donc considéré comme un vecteur d’énergie et non une source d’énergie directe car son utilisation nécessite un processus chimique précis au préalable (production, stockage, isolation de l’élément…).

Quand on parle de véhicule hydrogène, il s’agit en réalité de voitures électriques à pile à combustible.

Ce type de véhicule est propulsé par un ou plusieurs moteurs électriques et la principale différence réside dans la méthode de stockage de l’énergie.

Tandis que les véhicules électriques conventionnels reposent leur technologie sur des batteries, les véhicules hydrogène concernent eux la pile à combustible.

Une autre alternative existe cependant, celle de la voiture à moteur thermique, utilisant du dihydrogène comme carburant pour remplacer le gasoil ou l’essence.

A noter que la molécule de dihydrogène est constituée de deux atomes d’hydrogène (H2). Sa combustion avec le dioxygène (O2) ne produit que de l’eau (H2O) : 2H2 + O2 -> 2H2O.

Incolore, inodore, non corrosif, le dihydrogène a l’avantage d’être particulièrement énergétique. La combustion d’1 kg de ce gaz libère environ 3 fois plus d’énergie qu’1 kg d’essence (soit 120 MJ/kg contre 45 MJ/kg pour l’essence).

En revanche, comme ce gaz est très peu dense, il occupe, à masse égale, un volume bien plus grand qu’un autre. Ainsi, pour produire autant d’énergie qu’avec 1 litre d’essence, il faut 4,6 litres de dihydrogène comprimé à 700 bars. Ces volumes importants sont une contrainte pour le transport et le stockage sous forme gazeuse.

Comme de nombreux combustibles, le dihydrogène peut s’enflammer ou exploser au contact de l’air.

Il doit donc être utilisé avec précaution. Toutefois la petitesse de ses molécules lui permet de diffuser très rapidement dans l’air (quatre fois plus vite que le gaz naturel), ce qui est un facteur positif pour la sécurité.

Les véhicules à hydrogène présentent de nombreux avantages :

• Ils émettent moins de CO2 et sont donc moins polluants : le véhicule à hydrogène fonctionnant comme une voiture électrique, les émissions polluantes en fonctionnement sont quasi nulles (à l’exception des particules de freinage et des pneus) ; seule de la vapeur d’eau résulte de la réaction chimique. En effet, sans combustion du moteur, le véhicule ne libère pas de Co2, la voiture ne libère ni particules fines ni CO2.

De plus, autre avantage non négligeable pour certaines villes ayant mis en place les ZFE, les véhicules hydrogène bénéficient de la précieuse vignette Crit’Air verte leur permettant de circuler en toute liberté, y compris durant les pics de pollution.

• Une plus grande autonomie que les véhicules électriques :  l’autre avantage du véhicule hydrogène est que contrairement au véhicule électrique dont l’autonomie est réduite et le temps passé de recharge pouvant être considérable. Par exemple la Toyota Mirai permet une autonomie de 1 300km avec un seul plein, un record absolu, l’Hopium Machina permet 1 000 km d’autonomie avec un seul plein.

Par ailleurs le remplissage d’un réservoir à hydrogène ne prendrait pas plus de 5 minutes et s’effectue à la pompe. Cela rapproche davantage cette technologie de nos habitudes avec les voitures thermiques.

• Une performance équivalente : Dotées d’un moteur ou de plusieurs moteurs électriques, les véhicules hydrogène proposent une grande qualité de conduite. A titre d’exemple, l’Hopium Machina revendique un groupe motopropulseur de 500 chevaux pour abattre le 0 à 100 km/h en seulement 5 secondes.

Sans bruit, sans vibration et sans odeur, la conduite d’un véhicule à pile à combustible et moteur électrique permet de vraiment se concentrer sur l’essentiel à savoir la conduite.

• Subventions pour l’achat : Comme pour les voitures électriques, les FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) sont éligibles à la vignette Crit’Air verte, ce qui facilite la circulation dans les  ZFE comme indiqué précédemment mais surtout les véhicules à hydrogène sont également éligibles aux aides de l’État au moment de l’acquisition comme le bonus écologique, la prime à la conversion ainsi que diverses aides locales.

Cependant l’hydrogène comporte quelques inconvénients :

• Une offre trop maigre : peu de marques développent et proposent cette technologie. En France, on ne peut acheter que deux modèles neufs : la Toyota Mirai, berline sœur de la Prius, et le SUV Hyundai Nexo.  Outre le peu de modèle disponible, du côté des tarifs, il faut compter un minimum de 70K€ pour la Toyota et environ 80K€ pour le SUV Hyundai.

Mais d’autres modèles sont à venir, comme la NamX HUV, l’Hopium Machina ou encore le futur BMW iX5 Hydrogen.

• Peu de stations de recharge : on compte peu de stations de recharge en hydrogène en France avec environ une trentaine sur le territoire représentant clairement une offre insuffisante pour offrir aux conducteurs une expérience sereine. Le plan de relance du gouvernement prévoit 7,2 milliards d’euros d’investissement d’ici 2030 pour dynamiser cette technologie.
• Pas si économique :  Le prix du « plein » est variable d’un modèle à l’autre. Par exemple le véhicule Hyundai Nexo dispose d’un réservoir de 6,33 kg d’hydrogène sachant que le kilo d’hydrogène oscille entre 10 à 15 €, ce qui représente un “plein” à environ 70 €.

Si l’on considère que ce type de véhicule consomme en moyenne 1 kg/100 km, amenant donc la dépense à environ 11 €/100 km, cela reste bien au-delà du prix d’un plein d’essence.

À titre de comparaison, un SUV diesel consommant 5,5 l/100 km coûte en moyenne 10,16 € pour couvrir la même distance (prix moyen du gazole B7 : 1,848 €).

• Un rendement trop faible : L’une des principales difficultés à la démocratisation du véhicule hydrogène est liée à sa production et à son transport. Pour obtenir de l’hydrogène, il existe plusieurs solutions.

Les deux premières consistent à obtenir du dihydrogène soit par gazéification de carburants fossiles (charbon), soit par reformage de gaz naturel (méthane), mais elles ont pour principal inconvénient de lourdes émissions de gaz à effet de serre. L’hydrogène issu de ces procédés est dit “hydrogène gris”.

La troisième solution, celle communément envisagée, passe par l’électrolyse de l’eau.

– L’électrolyse alcaline : il s’agit de la technique la plus répandue pour la production d’hydrogène électrolytique. C’est une méthode de production d’hydrogène qui consiste à séparer l’oxygène et l’hydrogène de l’eau par un courant électrique dans une solution alcaline (liquide). Elle utilise principalement une solution d’hydroxyde de potassium (KOH). L’électrolyse alcaline peut cependant rencontrer des problématiques pour un couplage avec des énergies intermittentes.

– L’électrolyse PEM (Proton Exchange Membrane) : cette méthode utilise une membrane en polymère (PEM) comme électrolyte solide. Le principe de fonctionnement d’un électrolyseur PEM est fondé sur le même concept qu’une pile à combustible. L’électrolyte solide assure ainsi la conduction des atomes et permet la séparation des gaz afin d’obtenir de l’hydrogène. L’électrolyse PEM permet une production décentralisée, grâce à une meilleure réactivité aux variations de puissance.

– L’électrolyse à haute température : ce procédé repose sur la décomposition des molécules d’eau à forte température. Une partie de l’énergie nécessaire à la réaction est apportée par de la chaleur justement générée par cette vapeur d’eau, ce qui permet de se passer de catalyseurs coûteux (platine, iridium…). Ainsi, cette méthode présente un avantage en termes de coûts car elle réduit ceux liés à l’investissement et au fonctionnement de ces types de catalyseurs.

Il faut cependant savoir que ces trois méthodes nécessitent des technologies spécifiques et génèrent des coûts élevés. 

L’achat, l’installation et l’utilisation des électrolyseurs entrainent des dépenses considérables.

En conclusion l’achat et l’usage de véhicules hydrogène reste faible face à la concurrence des véhicules électriques ou hybrides plus abordables et répandus. Si les avantages sont indéniables, il faut encore résoudre la question de la production de l’hydrogène. Si l’on a déjà choisi entre un hydrogène gris, polluant mais abordable, ou un hydrogène vert (ou jaune) au rendement plus faible et bien plus onéreux à produire, il faudra aussi que la production d’électricité puisse répondre aux besoins.

SNECI & l’accompagnement des professionnels de la mobilité de demain.

Plan de soutien automobile pour une industrie verte

Pour aider les entreprises de la filière à s’adapter à ce contexte particulièrement difficile,  pour les guider dans la mobilisation des dispositifs de soutien mis à leur disposition par le plan Automobile, en fonction de leurs besoins propres, la PFA et la DGE, soutenu par le gouvernement ont mis en place un plan de soutien automobile à travers l’expertises de certains partenaires.

Ce plan de soutien automobile pour lequel SNECI accompagne les acteurs de la filière permet de répondre à différents changements :

Changements structurels

• Environnemental et réglementaire : changement de motorisation vers l’électrique et l’hybride et baisse du Diesel
• Digital : évolutions technologiques pour une voiture plus connectée et plus autonome
• Sociétal : nouvelles formes de mobilité

Changements conjoncturels :

• Après des années de croissance du marché automobile, les 2 dernières années auront été compliqués pour la filière
• Une croissance forte attendue d’ici 2030

L’ensemble de ces facteurs ont des impacts conséquents sur l’outil industriel et l’emploi. Bon nombre d’industriels a d’ores et déjà anticipé ces changements mais un certain nombre d’entreprises (ETI et PME) sont toujours en difficulté et parfois même en situation de fragilité voire de survie. 

Volet A -Définition d’une stratégie de diversification et de restructuration accompagnée d’un plan détaillé.

• Analyse de la stratégie de l’entreprise et des ressources stratégiques dont elle dispose
• Identification des pistes de diversification/restructuration possibles
• Définition et élaboration d’un plan d’actions détaillé pour assurer les reconversions nécessaires, tant sur le plan industriel, commercial qu’en termes de ressources humaines : diversification du portefeuille clients et export, diversification de la gamme produit au sein de la filière automobile ou au sein d’autres filières, ou, à défaut, restructuration voire réinsertion des salariés

Volet B – Un accompagnement sur mesure pour la mise en place du plan d’actions :

• Assurer l’accompagnement du projet de transformation élaboré au préalable à travers le plan de diversification (suivi de projet/PMO, aide au montage de projets de soutien, recherche de partenaires, etc.)

Volet C – Un support opérationnel complet pour les industriels

Accompagner les industriels dans l’amélioration de leurs performances opérationnelles en termes de coûts, qualité, délais (diagnostic, plan d’action, mise en œuvre)

• Un diagnostic et benchmark opérationnel des processus industriels (y compris de maintenance), serviciels et/ou administratifs l’entreprise bénéficiaire
• L’identification des pistes possibles d’optimisation de ces processus pour améliorer la performance opérationnelle et la compétitivité de l’entreprise, que ce soit en termes de coûts, de qualité ou de délais
• La définition et l’élaboration d’un plan d‘actions détaillé d’optimisation des processus
• Le suivi de la mise en œuvre du plan d’actions détaillé
• L’orientation, selon les besoins de l’entreprise, vers des dispositifs complémentaires comme le fonds de soutien à la diversification des sous-traitants de la filière automobile, les modules de conseil spécifiques offertes par Bpifrance, les dispositifs d’aide régionaux, etc.

SNECI propose aussi l’optimisation des process industriels:

Notre accompagnement en amélioration de la performance industrielle s’articule autour de plusieurs axes :

• Diagnostic industriel & Management de projets Industriels
• Définition du plan d’action
• Aide à la mise en place du plan d’action – audits
• Consolidation via de la formation et du coaching des équipes
• Externalisation de vos fonctions supports, achats et logistiques

Nos 450 experts répartis dans plus de 50 pays sont spécialisés dans l’ingénierie et la gestion de projet avec un ADN technique et une approche locale pour garantir les résultats attendus par nos clients.

Si vous souhaitez que l’un de nos chefs de projets industriels vous accompagne dans l’amélioration de vos process pour plus de rentabilité (décarbonation, hydrogène, gains de temps, d’argent et d’efficacité), envoyez un email à Laura qui vous répondra en moins de 24hrs pour convenir d’un rendez-vous à laura@sneci.com ou directement via l’onglet contact de notre site internet.