Le moteur thermique vit ses dernières heures sans gloire, les véhicules à moteur électrique devant les remplacer en masse sur les véhicules neufs d’ici une décennie. Ce n’est donc plus sur la motorisation que se gagneront les futures batailles, mais sur l’autonomie et les capacités du « réservoir ». Sur ce sujet très particulier, les piles à combustibles fonctionnant à l’hydrogène liquide ont aussi de sérieux arguments à faire valoir face aux batteries.

Moteur électrique envers et contre tout

En dépit des inquiétudes actuelles sur la fourniture d’électricité et l’éventualité de coupures de courant cet hiver, les véhicules à moteur électrique sont clairement l’avenir de la mobilité. Le durcissement des normes antipollution a déjà supposé une complexification importante des moteurs thermiques et un renchérissement notable des coûts des véhicules neufs. La future norme Euro 7 en particulier inquiète les thuriféraires du thermique : « Il faut que la loi soit alignée avec les nouveaux développements technologiques », s’inquiète déjà le porte-parole de la VDA, l’association des constructeurs allemands. La difficulté technique devient en effet telle qu’elle constitue l’explication du fameux « Diesel-Gate » : il faut désormais des investissements considérables en R&D pour gagner à peine quelques grammes de CO2/km ou éliminer un peu plus certains polluants sur un moteur thermique. Alors certains ont été tentés de tricher.

Depuis que la fraude a été éventée, l’immense majorité des constructeurs a fait le choix de miser sur le moteur électrique, puisqu’en fonctionnement, le compteur de CO2 reste à zéro quoi qu’il arrive. Le moteur électrique étant une technologie globalement maitrisée, les efforts de R&D portent désormais non sur le moteur mais vers la solution de stockage et/ou de production d’électricité, le « carburant ». Concernant donc le réservoir et le carburant : deux solutions techniques font pour l’instant la course en tête : « la batterie et l’hydrogène, notamment, constituent les deux solutions pérennes de ce nouveau paradigme. Parce qu’elles présentent chacune leurs propres avantages et inconvénients, batterie et hydrogène sont des solutions complémentaires ; seul l’usage permet de déterminer la plus adaptée des deux solutions » souligne Alexandre Garese, fondateur de Kouros, une société d’investissement spécialisée dans les énergies et la mobilité propres. Et en effet, les deux solutions sont complémentaires, chacune avec ses spécificités.

Batteries et hydrogène : complémentarité des solutions

Dans l’imaginaire collectif, la batterie est souvent immédiatement associée à la voiture électrique. Or il ne s’agit que d’une solution de stockage d’énergie parmi d’autres. Elle a pour elle le fait d’être une technologie connue, immédiatement disponible, facile d’emploi et avec des points de recharge qui peuvent être installés à domicile. Et à regarder les progrès sur les batteries des téléphones portables en deux décennies, on peut légitimement penser que la technologie n’a pas encore donné son plein potentiel.

Mais sur une voiture électrique, la batterie présente souvent la difficulté d’être très complexe à changer, tout en ayant une durée de vie limitée (bien plus courte que celle du moteur). De plus en plus de voix s’élèvent aujourd’hui pour dénoncer le coût environnemental de l’extraction minière pour les métaux nécessaires aux batteries, en plus de la question de leur recyclage. Les temps de charge des batteries vont également représenter un véritable défi pour l’architecture des stations-services, notamment sur autoroutes : en période d’affluence, l’été, il va falloir prévoir la recharge et le stationnement de plusieurs centaines à plusieurs milliers de véhicules simultanément. « Deux axes de progrès demeurent. Non pas sur les moteurs mais sur la puissance, la capacité des batteries : il faut toujours l’augmenter à poids constant. L’évolution finale va vers l’hydrogène », résume Max Mamers, pilote automobile et organisateur e-Trophée Andros, compétition de sport automobile zéro émission.

Les solutions hydrogène reposent, elles, sur les piles à combustibles, transformation hydrogène et oxygène de l’air en eau, le tout en produisant de l’électricité. L’avantage de ce système est sa relative similitude avec une voiture thermique : on fait le plein d’un réservoir en quelques minutes pour 500 à 1000 km d’autonomie, selon les modèles actuellement disponibles. Le prix du plein n’est pas aussi intéressant que dans le cas d’une recharge électrique, mais il reste moins cher qu’un plein d’essence. Et il n’y a pas à ajouter le prix de la location de la batterie. Les véhicules équipés de piles à combustible sont pour l’instant plus chers (de l’ordre de 20 à 30%) que les équivalents à batteries, mais il s’agit pour l’instant de petites séries ; les effets de seuil constatés sur les voitures électriques à batteries devraient logiquement se produire aussi pour les véhicules hydrogène, une fois vendus en plus grand nombre. Dernière difficulté, a priori temporaire : les points de recharge (autrement dit les stations-services) sont encore en nombre limité.

Mais l’hydrogène présente par contre un « avantage de poids » : contrairement aux batteries, la propulsion électrique-hydrogène est possible pour tous types de véhicules, y compris les plus lourds. Début septembre 2022, Faurecia et Air Liquide annonçaient ainsi le début d’un partenariat pour « apporter des solutions concrètes aux constructeurs et opérateurs de poids lourds ». Le but : favoriser le passage à des motorisations hydrogène des poids lourds, en concevant en particulier des réservoirs d’hydrogène liquide adaptés aux poids lourds. Pour Éric Prades, Directeur Partenariats Transition Énergétique chez Air Liquide, « l’hydrogène liquide est un vecteur énergétique répondant parfaitement aux besoins de la mobilité lourde. Notre expertise sur la cryogénisation de l’hydrogène et sur toute sa chaîne de valeur est l’alliée naturelle de Faurecia pour proposer une solution crédible bas carbone aux constructeurs et exploitants de flotte de poids lourds ». Derrière ce partenariat industriel et technique, se profile une réalité technique indéniable : les solutions de mobilité électrique fondées sur les seules batteries ne satisfont pas tout le spectre des besoins, et des camions de transport de fret fonctionnant sur batteries ne sont tout simplement pas envisageables pour l’instant.

C’est la raison pour laquelle les offres de « mobilité lourde », à base de solutions de motorisation hydrogène, commencent à se multiplier, mais sous des formes spécifiques comme le leasing ou les offres clés en main, compte tenu de la jeunesse de la technologie et d’un réseau de maintenance encore insuffisamment dense. C’est notamment ce que propose la société Hyliko, lancée par le fonds Kouros. « Souhaitant se concentrer sur la mobilité lourde, Kouros a privilégié l’hydrogène et a développé une certaine expertise depuis 4 ans (avec 6 investissements et 2 nouvelles sociétés créées dans l’hydrogène). En particulier, Kouros a lancé Hyliko, premier service de décarbonation des flottes de poids lourds […] Cette offre unique permet d’accélérer l’adoption de l’hydrogène pour les camions. Les transporteurs ne s’y trompent et la plébiscitent ; avec plusieurs centaines de camions hydrogène préréservés, Hyliko s’est hissé en moins d’un an aux premiers rangs des acteurs du camion hydrogène en Europe », explique Alexandre Garese.

La mobilité hydrogène commence à faire parler d’elle jusque dans les cas extrêmes. Le Nugen, de la société minière Anglo-American collectionne ainsi les superlatifs : 220 tonnes à vide, 290 tonnes de charge utile, et le tout propulsé par une pile à combustible associée à des batteries. Ce véhicule minier est symbolique à lui seul des possibilités de l’hydrogène y compris dans les situations les plus exigeantes. Moins limité en termes de performances (puissance et autonomie), moins problématique sur la question des ressources utilisées, l’hydrogène a clairement l’avenir devant lui.