Voitures à hydrogène vs voitures électriques : Quel avenir pour la mobilité ?

L’industrie automobile est en pleine mutation, avec deux technologies prometteuses en compétition pour définir l’avenir de la mobilité : les voitures à hydrogène et les voitures électriques. D’un côté, les véhicules électriques (VE) ont gagné en popularité grâce à leur développement rapide, leur réseau de recharge en expansion et leur impact environnemental réduit. Leur autonomie s’améliore constamment, et les gouvernements encouragent leur adoption par des incitations fiscales.

De l’autre côté, les voitures à hydrogène offrent des avantages distincts, notamment un temps de recharge beaucoup plus court et une autonomie comparable à celle des véhicules traditionnels à moteur à combustion. Le coût élevé des infrastructures nécessaires pour produire, stocker et distribuer l’hydrogène reste un obstacle majeur. Les experts se demandent donc quelle technologie s’imposera dans la mobilité de demain.

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Fonctionnement des voitures à hydrogène et électriques

Les véhicules électriques (VE) et les voitures à hydrogène fonctionnent tous deux avec des moteurs électriques, mais utilisent des sources d’énergie différentes. Une voiture électrique comme la Tesla Model 3 ou la Renault Mégane électrique EV60 s’appuie sur une batterie rechargeable pour alimenter son moteur. L’électricité stockée dans la batterie est alors convertie en énergie mécanique.

À l’inverse, une voiture à hydrogène utilise une pile à combustible pour générer de l’électricité. La Toyota Mirai et la Hyundai Nexo sont des exemples de ce type de véhicule. La pile à combustible combine l’hydrogène avec l’oxygène de l’air pour produire de l’électricité et de l’eau comme sous-produit, laquelle alimente ensuite le moteur électrique.

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Les processus de production de l’hydrogène sont variés : il peut être obtenu par vaporeformage du gaz naturel, gazéification du charbon ou électrolyse de l’eau. Chacun de ces procédés a des implications différentes en termes de coûts et d’empreinte écologique.

Les choix technologiques entre ces deux catégories de véhicules influencent directement leur efficacité énergétique et leur potentiel d’adoption massive. Les voitures électriques bénéficient d’un réseau de recharge en expansion, tandis que les voitures à hydrogène nécessitent des investissements significatifs pour développer des infrastructures adaptées.

Impact environnemental et bilan carbone

L’impact environnemental des voitures électriques et des voitures à hydrogène se mesure principalement en termes d’empreinte carbone. L’ADEME a réalisé une analyse du cycle de vie relative à l’hydrogène. Ce rapport met en lumière les défis et les opportunités associés à la production d’hydrogène, notamment via l’électrolyse de l’eau, qui peut être alimentée par des énergies renouvelables.

• La production d’hydrogène par vaporeformage du gaz naturel émet des quantités significatives de CO2.
• La gazéification du charbon présente aussi un bilan carbone élevé.
• L’électrolyse de l’eau, lorsqu’elle est alimentée par une énergie renouvelable, est une alternative plus vertueuse.

La RTE (Réseau de Transport d’Électricité) a publié un rapport sur la transition vers un hydrogène bas carbone. Ce document souligne l’importance de développer des infrastructures adaptées pour l’hydrogène et le potentiel de cette technologie pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le secteur des transports.

Les voitures électriques, quant à elles, bénéficient de la réduction progressive de l’empreinte carbone des réseaux électriques nationaux. En France, le mix énergétique repose largement sur le nucléaire et les énergies renouvelables, ce qui réduit l’empreinte carbone des VE. Toutefois, la production des batteries lithium-ion reste un enjeu écologique majeur, en raison de l’extraction et du traitement des matières premières comme le lithium, le cobalt et le nickel.

Les choix technologiques et les investissements dans les infrastructures de recharge et de production d’énergie renouvelable détermineront en grande partie l’impact environnemental des différentes solutions de mobilité.

Infrastructures de recharge et ravitaillement

Les infrastructures de recharge et de ravitaillement constituent un enjeu majeur pour l’adoption des voitures électriques et des voitures à hydrogène. En France, le réseau de bornes de recharge pour les véhicules électriques se développe rapidement. Enedis, principal gestionnaire du réseau de distribution d’électricité, a débloqué 350 millions d’euros pour étendre le champ d’action de ses bornes de recharge. Au 1er septembre 2019, la France comptait 27 661 points de recharge pour véhicules électriques.

Toutefois, le déploiement de stations de ravitaillement en hydrogène demeure plus limité. Actuellement, seules quelques dizaines de stations sont opérationnelles sur le territoire français. Cette situation s’explique par les coûts élevés et les défis logistiques liés au stockage et au transport de l’hydrogène. Plusieurs initiatives visent à pallier ce déficit.

Les efforts pour améliorer l’infrastructure de l’hydrogène incluent des partenariats entre entreprises privées et collectivités locales. Par exemple, Air Liquide et Hype collaborent pour développer des stations de ravitaillement en Île-de-France. Cette dynamique pourrait accélérer l’adoption des voitures à hydrogène si les projets se multiplient et si les coûts diminuent grâce à l’innovation technologique.

Perspectives d’avenir pour la mobilité

Les perspectives d’avenir pour la mobilité se dessinent autour d’investissements massifs dans les technologies de voitures électriques et à hydrogène. Volkswagen et Ford ont déjà engagé des fonds considérables dans le domaine des voitures électriques, avec respectivement plus de 33 milliards et 11 milliards d’euros investis. Ces efforts visent à renforcer leur compétitivité et à répondre aux exigences croissantes de réduction des émissions de CO2.

Les constructeurs automobiles tels que Toyota, Hyundai, Honda, Renault, Audi et Mercedes misent sur le développement de modèles à hydrogène. La Toyota Mirai, la Hyundai Nexo et la Honda Clarity illustrent cette tendance. Ces véhicules utilisent une pile à combustible qui transforme l’hydrogène en électricité, offrant une alternative aux batteries traditionnelles des voitures électriques.

L’hydrogène n’est pas exempt de controverses. Hiroko Tabuchi, du New York Times, a révélé les défis liés à cette technologie, notamment les coûts élevés de production et les questions de durabilité. Le lobby britannique d’hydrogène a été impliqué dans un scandale concernant des fausses déclarations sur le coût de production de l’hydrogène bleu, ce qui a terni l’image de cette solution.

La transition énergétique nécessite des politiques ambitieuses et des investissements stratégiques. Les gouvernements et les entreprises doivent collaborer pour déployer les infrastructures nécessaires. Il s’agit de favoriser une adoption plus rapide et plus large de ces nouvelles technologies, tout en minimisant leur impact environnemental.

Au-delà des initiatives industrielles, l’implication des acteurs publics est fondamentale. La France, avec ses 27 661 points de recharge pour véhicules électriques en 2019, montre l’exemple. L’extension de ces infrastructures, couplée à des investissements dans les stations de ravitaillement en hydrogène, sera déterminante pour façonner l’avenir de la mobilité.