L'hydrogène est appelé à changer les règles du jeu : à quoi ressembleront les voitures à hydrogène en 2040 ?

Au cours de la décennie précédente, l'électrification, y compris une pile à combustible à hydrogène, a jeté de sérieux doutes. Aujourd'hui, les dernières avancées technologiques ont changé les règles du jeu. La question n'est plus de savoir si nous conduirons des voitures à hydrogène, mais quand elles arriveront à grande échelle .

Les théories sur les avantages évidents de l'hydrogène en tant que carburant automobile ont pris d'assaut l'industrie pendant des décennies. L'élément le plus abondant de notre Univers offre une efficacité unique pour générer de l'énergie électrique ne produisant que de la chaleur et de l'eau comme sous-produits. C'est une base idéale pour les véhicules zéro émission, ainsi que pour canaliser le potentiel des énergies renouvelables. Cette valeur de durabilité qu'elle présente donne beaucoup d'espoir pour atteindre l'objectif de décarbonisation.

L'"allumage" de la technologie des piles à combustible à hydrogène

Si tout va si bien avec l'hydrogène, pourquoi n'a-t-il pas été exploité auparavant ? La vérité est que la mise en œuvre de cette technologie nécessitait une certaine maturité technologique, qui était en même temps soutenue par d'importants investissements. A cela s'ajoute un autre facteur, la prise de conscience d'un changement de paradigme dans l'industrie automobile, accéléré par les urgences environnementales.

Des constructeurs comme Hyundai ont anticipé ce maelström. Son désir d'innovation dans les transports touche différents domaines. Si les Coréens ont démontré leur polyvalence avec l'électrification en étant les seuls à proposer les cinq technologies électriques actuellement disponibles dans leurs modèles, leur travail avec la pile à combustible (qui constitue l'une de ces cinq jambes) ne fait pas exception.

Une grande partie de l'histoire de la batterie, telle que nous la connaissons aujourd'hui, a été écrite par Hyundai. Sa première équipe de développement remonte à 1998, en Corée, avec le soi-disant projet Mercury. De là sont nés les premiers prototypes de motorisations. Leur évolution les a amenés à intégrer et à évoluer à travers certaines des générations du Hyundai TUCSON FCEV, du Hyundai ix35 FCEV, pour aboutir au Hyundai NEXO que nous connaissons aujourd'hui. En tant que pionnier, Hyundai a été le premier constructeur au monde à immatriculer une voiture à hydrogène sur de nombreux marchés, dont l'Espagne.

Attentes et enjeux autour de l'hydrogène pour l'industrie automobile

Comme on peut le voir, plus de 20 ans se sont écoulés depuis que l'industrie a commencé à parier sur la pile à combustible. Que peut-on attendre de cette technologie dans les années à venir ? Pour analyser les attentes actuelles, il faut se focaliser sur les constructeurs qui parient le plus là-dessus. Hyundai en fait partie. Sa feuille de route Hyundai Vision 2040 nous offre de nombreux indices sur l'évolution de la mobilité hydrogène dans cette décennie et dans les décennies à venir.

En présentant son plan, le constructeur coréen s'est fait l'écho des projections de l'instance internationale qu'est devenu l'Hydrogen Council . Selon ces derniers, « l'énergie hydrogène représentera 18 % de la demande énergétique mondiale en 2050 , avec une taille de marché de 2 500 milliards de dollars. La vulgarisation de l'énergie hydrogène contribuera également à réduire les émissions de CO 2 de plus de six milliards de tonnes par an, tout en créant plus de 30 millions de nouveaux emplois."

Cependant, que doit avoir une voiture à hydrogène pour exister sur le marché actuel ? La réponse est plutôt simple. Et c'est que des modèles comme le Hyundai NEXO ont déjà atteint un haut degré de maturité technologique.

C'est-à-dire que la voiture à hydrogène "est prête à l'emploi". Le défi réside donc davantage dans d'autres facteurs, tels que son adaptation aux procédés de fabrication, la réduction des coûts dans le même ou la production ou la distribution d'hydrogène. Nous allons faire le point sur ces défis et sur la manière dont l'industrie automobile entend les relever en les divisant en deux groupes : ceux qui concernent les véhicules et ceux liés à l'hydrogène comme carburant.

Une révolution technologique en autonomie, en coûts et en taille

Bien que nous ayons mentionné que la pile à combustible a atteint un degré de maturité suffisant, cela ne signifie pas qu'elle ne continue pas à innover dans son amélioration. D'une part, le problème qu'était l'autonomie de la voiture à hydrogène a fini par être résolu. Aujourd'hui, le Hyundai NEXO homologue 666 kilomètres d'autonomie grâce à deux réservoirs qui abritent 6,33 kg d'Hydrogène à 750 bars.

Ce dernier facteur, celui de la pression à laquelle l'hydrogène est stocké dans les réservoirs, a été la grande conquête d'autonomie faite dans la décennie précédente et dans laquelle Hyundai avait fort à faire. En 2013, le prototype ix35 a réussi à doubler la pression que le système pouvait supporter jusqu'à présent, atteignant 700 bars. Très probablement, à l'avenir, nous continuerons d'assister à des progrès dans cette section.

Cependant, ce n'est pas le seul jalon. Une autre des grandes batailles techniques concerne l'allègement des coûts de motorisation. Le front ouvert vise actuellement à réduire la quantité de métaux précieux dans la pile. Le plus célèbre, le platine, est plus cher que l'or et 50 000 fois plus cher que l'acier.

Dans la pile, il est essentiel pour la catalyse, l'une des premières réactions chimiques à opérer dans cette technologie. Petit à petit, les équipes de recherche et les ingénieurs de constructeurs comme Hyundai sont parvenus à réduire la quantité de platine. D'autres tentatives visent à remplacer le platine par d'autres solutions. Plus tôt cette année, des chercheurs de l'Université Cornell ont réussi à mettre au point un nouveau catalyseur 475 fois moins cher.

En dehors de cela, l'autre axe de progrès dans lequel s'orientent les constructeurs est de réduire l'espace dédié à la motorisation et aux réservoirs d'hydrogène, au-delà de l'augmentation de la pression tolérée. Preuve de ce que cet espace implique, c'est qu'à ce stade, il est encore difficile de penser à insérer la pile dans les plus petits segments. Ainsi, les prototypes les plus célèbres de voitures particulières sont les SUV ou les grandes berlines. L'obtention de blocs plus compacts permettra également d'augmenter encore plus l'habitabilité.

En ce sens, Hyundai a déjà avancé certaines des innovations techniques qu'elle introduira dans ses modèles à hydrogène à la fin de cette décennie . C'est une nouvelle génération de moteurs qui réduit sa taille de 30% et ses coûts de production de 50% . De cette façon, ils matérialiseront deux nouveaux moteurs : un moteur de  100 kW  (136 CV)  et un autre de 200 kW (272 CV). Tandis que le bloc le moins puissant sera utilisé pour les voitures particulières, car il est plus compact ; les 200 kW iront au cœur de vos véhicules utilitaires et transports de marchandises.

Ainsi, Hyundai a présenté six nouveaux prototypes de voitures à hydrogène , qui combinent également certaines des technologies du futur. Les modèles proposaient diverses fonctionnalités, de celles destinées au transport lourd, à d'autres à l'esprit sportif. Les concepts dévoilés ont été : Trailer Drone, e-Bogie, Vision FK, Rescue Drone, RHGV et H Moving Station.

L'hydrogène vert et sa distribution

Précisément, le prototype de camion H Moving Station sert d'exemple pour le point suivant. Ce véhicule est en fait un hydrogénérateur mobile. Ainsi, sa conception a été subordonnée à cette fonction, celle de fournir de l'hydrogène aux conducteurs.

Cependant, avant d'alimenter les stations d'approvisionnement, un autre des vrais enjeux de l'hydrogène se situe dans sa production. À l'heure actuelle, l'objectif fixé par les gouvernements et les principaux agents de l'industrie est de pouvoir générer ce qu'on appelle l'hydrogène vert par électrolyse, c'est-à-dire en isolant l'hydrogène de l'eau. Pour cela, l'Union européenne a pris des mesures en la matière, en promouvant un plan pour réaliser les développements nécessaires qui sont appliqués dans les usines de production d'hydrogène.

Bien que les moyens soient différents, ils partagent le même objectif de voitures électriques alimentées par des énergies renouvelables qui impliquent des émissions polluantes quasi nulles. En dehors de cela, l'hydrogène doit également déployer un réseau d'approvisionnement et des stations-service ou des générateurs d'hydrogène.

En Europe, l'UE s'y est aussi pleinement impliquée. L'an dernier, il a annoncé la règle qui obligera les pays à disposer en 2030 d'un réseau permettant de faire le plein d'hydrogène tous les 150 kilomètres maximum. Beaucoup de travail et d'investissements nous attendent car, fin 221, le continent n'en comptait que 228, dont quatre en Espagne.

Et maintenant, que pouvons-nous faire ?

Cela étant, l'hydrogène a encore des années pour surmonter les obstacles que nous avons évoqués. Bien sûr, peu doutent de la mise en œuvre de cette technologie vitale pour atteindre les objectifs de décarbonation. Tout aussi fondamentaux que cela ont été les fruits obtenus par les quatre autres technologies électriques sur le marché que Hyundai commercialise seul.

Le cap du zéro émission du Hyundai NEXO est également tenu par les modèles 100 % électriques de la firme coréenne : le Hyundai KONA ou le Hyundai IONIQ 5. Ce dernier dégage également une maturité en avance sur sa génération. Dans sa lettre d'introduction, il met en avant une autonomie allant jusqu'à 507 kilomètres en cycle mixte WLTP. Au final, ce chiffre n'est plus si éloigné des 666 kilomètres de parcours à hydrogène du Hyundai NEXO.