Ecologie Solutions
VOITURES HYDROGENE
Voitures "à hydrogène"

Des voitures plus écologiques existent, d'autres sont à l'étude... Les voitures utilisant l'hydrogène liquide sous pression comme carburant commencent à intéresser plusieurs constructeurs qui proposent quelques modèles.
Mais à ce stade, cette technologie n'est pas sans poser plusieurs problèmes qui ne sont pas faciles à résoudre pour passer du prototype à l'industrialisation de masse...
En effet, si l'hydrogène est très abondant dans l'univers, notre planète est une exception : il n'existe pas d'hydrogène à l'état naturel sur Terre, ce qui oblige à produire ce gaz "propre" à partir le plus souvent de l'eau ou par craquage de molécules hydrogénées.
Pour le moment cette technologie a donc un coût important lié à la production, le transport et le stockage de l'hydrogène ainsi que les problèmes de sécurité qui les accompagnent.


Principe du moteur à hydrogène
Le terme de moteur à hydrogène est impropre puisqu'il s'agit en réalité d'un couple "pile à combustible et moteur électrique".
La pile fonctionne en combinant de l'hydrogène liquide embarquée dans des réservoirs sous une pression de 700 bars, à l'oxygène de l'air, ce qui produit de l'énergie et de la vapeur d'eau.

Les bilans de filière
Au-delà du fort impact du transport et de la distribution de l’hydrogène, selon son mode de fabrication, la production d'hydrogène est plus ou moins polluante :
- par craquage du gaz naturel (les émissions de CO² induites rendent cette solution pire pour le climat que la combustion directe de l'essence dans une voiture).
- par électrolyse de l'eau, les émissions sont alors celles de la source de production d'électricité, qui ne saurait donc être qu'hydraulique, éolienne, solaire ou nucléaire pour ne pas émettre de gaz à effet de serre.
> par de l'éolien, "hydrogéner" toutes les voitures françaises nécessiterait la construction de près d'un million d'éoliennes pour produire 600 TWh, sans compter l'énergie requise pour le stocker (la simple compression à 300 bars consomme déjà 20 % de l'hydrogène produite ; la liquéfaction 50 %) et la transporter.
> par hydroélectricité, elle obligerait à la multiplication des lacs de barrage par 10 à 15 en France,
> par le nucléaire, il faudrait multiplier le nombre des centrales françaises par 2.

Arguments mis en avant par la filière
- recharge en quelques minutes (ce n'est pour l'intant pas le cas),
- grande autonomie (environ 500 km),
- zéro émission polluante à l’échappement (c'est exact),
sont les principaux arguments utilisés pour faire la promotion de l’hydrogène dans les véhicules terrestres.


Véhicules disponibles munis d'une pile à hydrogène
Modèles disponibles
- Nissan X-Trail,
- Toyota FCHV (Fuel Cell Hybrid Vehicle),
- Mazda RX8,
- Honda FCX,
- Mercedes Classe A Prototype,
- BMW Série 7 Hydrogen.
- SAAB 9-X Bio-Hybrid (électricité et bio-carburants) pour 105 g de CO²/ km, (0,70 € le litre)
- Volkswagen Golf Hybride avec 3,4 l / 100 km et 89 g de CO² / km,
Comme il est triste de constater que les 3 grands constructeurs français n'ont aucun modèle à proposer !

Zoom sur quelques modèles
Honda "FCX Clarity".
Après l'avoir présentée en 2007 au Salon de l'auto de Los Angeles, la firme japonaise a reçu plus de 40.000 demandes d'information à son sujet.
C'est une berline fonctionnant à l'hydrogène et à l'électricité.
Elle serait en outre 2 fois plus économe en carburant qu'un véhicule identique thermique puisqu'elle est annoncée pour consommer un peu plus de 3 litres aux 100 kilomètres d'hydrogène (coût environ 12 € le kg).

Idem pour le modèle "H7" de BMW, hybride essence / hydrogène.

Chez Mazda, c'est un coupé "RX8 Hydrogen" qui est maintenant disponible sur le marché japonais et norvégien...

Hyundai, après le "iX35" la marque coréenne vient de commercialiser son second SUV à pile à combustible : le "Nexo".


L'essai d'une "voiture à hydrogène"
Quelques modèles existent en 2019 ainsi que de rarissimes stations de livraison d'hydrogène liquide.
Une occasion de tester dans la vraie vie ce nouveau mode de propulsion, qui fait rêver tant de monde...

Le "Nexo" possède trois réservoirs d’hydrogène compressé à 700 bars d’une capacité de 6,33 kg (52,2 litres). Il faut 5 minutes pour les remplir selon Hyundai… en théorie ! En effet, de nombreux problèmes se sont révélés lors des remplissages.
La station Air Liquide de Jouy-en-Josas (au sud de Paris) fonctionne avec un badge fourni par le constructeur, le paiement par carte bancaire étant impossible. La connection de la buse au véhicule se fait facilement mais pour le remplissage, c'est une autre histoire !
L’afficheur, indiquant le volume délivré en kg et son tarif (12 euros le kg), défile quelques dizaines de secondes… puis s'arrête sans qu'il soit possible de savoir la quantité d’hydrogène remplie.

Une assistance faiblarde
Usage de la borne d’appel « de sécurité » pour contacter le personnels dédié d’Air Liquide en cas de problème.
Personne ne répond !
Composition du numéro de téléphone inscrit sur les écriteaux ; un opérateur finit par répondre mais est impuissant à résoudre le problème.
Il sera établi plus tard que le groupe réfrigérant, indispensable pour servir un carburant assez froid pour remplir entièrement les réservoirs à 700 bars, est défaillant.
Bilan de l'opération : une quarantaine de minutes pour un peu plus d’un kilo d’hydrogène !

L’autonomie affichée sur le tableau de bord du Nexo est de 577 km, et les accélérations vives sans excès grâce à son moteur de 163 ch (120 kW) et son couple de 395 Nm.
En roulant de la même façon qu’à bord d’un véhicule thermique, les avantages de la motorisation électrique sont là avec l'autonomie en plus.
En effet, malgré presque 500 km parcourus à vitesse élevée, le Nexo indique qu’il est possible de rouler encore 70 km.
Cela permet d'estimer l’autonomie totale du véhicule à environ 570 km dans ces conditions, ce qui est satisfaisant pour une voiture « zéro émission ».
La consommation moyenne est de 1,2 kg d’hydrogène / 100 km, ce qui reste cependant supérieuraux 0,95 kg/100 km communiqués par Hyundai en cycle mixte (autonomie WLTP de 666 km sous ce même cycle).

Notes :
- les stations étrangères ne sont pas harmonisées pour le remplissage... avec un badge français.
- la pile à combustible qui génère l’électricité est équipée d’un filtre extrêmement fin, qui ne laisserait passer aucune particule d’un diamètre supérieur à 2,5 microns (PM 2,5) selon Hyundai.
- Hyundai revendique le meilleur rendement au monde pour sa pile à combustible : 60 %.
- Hyundai annonce une durée de vie de son dispositif d'au moins 10 ans et 160.000 kilomètres.
- S'il existe trois stations 700 bars à Paris, il n’y a en début 2019 aucune autre station délivrant de l’hydrogène à 700 bars en France et seulement huit stations 350 bars ce qui ne permet d'effectuer qu’un demi-plein assurant ainsi une autonomie réduite à un peu moins de 300 km.


Les kits hydrogène
On nous a transmis ce nouveau concept proposé en France par "Flexfuel Company" et au Canada par "Voiture H²O".
Cependant, n'ayant eu l'occasion de tester directement ou d'avoir des retours fiables de ce système, nous nous contenterons de présenter les explications de son promoteur, et d'y mettre les réserves d'usage !
" Il s'agit d'une sorte de turbo injectant dans les chambres de combustion (après le filtre à air) l'oxygène et de l'hydrogène sous forme gazeuse, directement produits par électrolyse de l'eau.

Principe
Chacun connaît l'électrolyse de l'eau traversée par un courant électrique qui permet de la transformer en hydrogène et en oxygène à l'état gazeux.
Le gaz produit par le générateur est aspiré par dépression par le moteur du véhicule. Le système fonctionne à la demande, ce n'est pas "un système de stockage" sous pression, le générateur ne produit que ce dont le moteur a besoin.
Le problème est d'assurer un bon rendement avec un minimum de puissance électrique.

Fonctionnement
A partir de l'eau distillée ou filtrée, auquel on applique un courant continu, l'H²O se décompose en H² et O [appelé HHO].
Le HHO est immédiatement introduit dans le moteur par aspiration et se combine avec l'essence (ou le gasoil) et l'air dans la chambre de combustion où il est brûlé.
Il se recombine alors en H²O, en libérant de l'énergie, avant d'être expulsé sous forme de vapeur d'eau. Cette vapeur se condense alors dans le circuit d'échappement au contact de l'eau.

Avantages
Toujours d'après le constructeur :
- le système assure en moyenne une baisse de 35 à 45 % de consommation de carburant.
(il avance même que sa nouvelle série Magnum permet d'obtenir des économies de carburant supérieure à 60 % !)
- une meilleure combustion du carburant diminue les odeurs d'échappement,
- une réduction des HC, CO et NO²."

Si des utilisateurs indépendants (hormis les témoignages de complaisance) ont vraiment expérimenté ce procédé, qu'ils nous rendent compte de leur avis et protocole d'essai.

Notre avis : Le système est séduisant sur le papier. Mais jusqu'à présent aucune de ces compagnies n'a osé nous fournir un kit pour essai en situation sur moteur VL ou Marine. De même nous n'avons eu accés à aucune étude indépendante... C'est plus que suspect quant à la réalité de son fonctionnement et des économies de carburants promises.
Par ailleurs, le site de la compagnie Voiture H²O ne fait figurer aucune mention légale et coordonnées tant postales, téléphonique ou mail... ce qui n'est jamais bon signe.

Forum
Aucune voiture n'est 100 % propre, mais la voiture à hydrogène est une fausse voiture écologique car aujourd'hui, 95 % de l'hydrogène est fabriqué à partir de sources d'énergies fossiles (gaz naturel, pétrole) et de bois (source : Total).
Il ne faut pas oublier que la voiture à hydrogène n'est qu'une voiture électrique et que l'hydrogène ne sert qu'à fabriquer l'électricité pour la pile à combustion.
En gros pour fabriquer assez d'hydrogène pour faire avancer une voiture à hydrogène sur 100 km consomme autant d’électricité que pour faire avancer 3 Tesla sur la même distance. Une hérésie !
Construire une station de recharge d'hydrogène a un coût très élevé (la station de St-Lô (Manche), livrée en janvier 2015 par Air Liquide, a coûté 400 000 €.) alors qu'une station de recharge électrique, avec 8 bornes de recharges, ne coûte que quelques dizaines de milliers d'euros.

JF.H

L'Hydrogène, n'est pas la panacée !
Dans le cadre de la lutte contre le changement climatique, l'hydrogène fait partie pour l'heure du problème plus que de la solution, induisant l'émission de près d'un milliard de tonnes de CO2 par an (de l'ordre de 2 % du total mondial).

A.P

L'hydrogène n'est pas une source d'énergie inépuisable ! Il n'y a pas de puits d'hydrogène ! Pour obtenir de l'hydrogène il faut craquer une molécule de gaz ou de pétrole ou d'eau, pour ce faire il faut beaucoup d'énergie : du solaire de l'éolien ou du nucléaire.
JP.D

Votre remarque va de soi, mais gérer l'environnement n'est pas affaire d'intégrisme :
Il ne s'agit pas de supprimer toute source de pollution, ce qui en poussant l'idée jusqu'au bout oblige à supprimer toute vie animale, empêcher les volcans de fonctionner et autres joyeusetés...
A mon humble avis, il s'agit de choisir, à chaque fois que c'est possible, des systèmes ou organisations plus respectueux de l'environnement d'où ma préfèrence pour l'hydrogène aux matières fossiles, à la fois propre, inépuisable c'est un progrès, même si pour la produire actuellement en quantité on a besoin d'électricité.
Savez-vous par ailleurs qu'il existe des organismes vivants qui la produisent naturellement ?
Une piste à suivre sans doute.
P.H

Je cherche à comprendre comment vous pouvez écrire "je préfère l'hydrogène aux énergies fossiles". Car ce choix n'est pas possible aujourd"hui à ma connaissance. Pour produire l'hydrogène nécessaire au transport il faudrait par exemple doubler le parc de centrales ucléaires. Pourquoi pas ? Je préfère alors dire fossile ou nucléaire (pour hydrogène).
Par ailleurs l'hydrogène est particulièrement difficile à manipuler (Zeppelin) et probablement dangereux écologiquement (il n'y en a pas sur terre aujourd'hui et en rejeter en grandes quantités nous amène vers l'inconnu). Le choix des mots pour parler de l'énergie et de l'hydrogène en particulier est fondamental ; l'hydrogène est pour moi est moyen de transport ou de stockage, un vecteur et pas une source, sauf à me préciser ce qu'on peut envisager avec des bactéries.
Je pense que ma vision est assez proche de celle de Jancovici qui a aussi réagi à des propos proches des vôtres.
Energétiquement vôtre.

JP.D

Cher JP.D
Vous mélangez tout pour tenter de faire une salade écologique que je ne partage pas :
- carburants propres, carburants fossiles (qui deviendront insoutenables en terme de disponibilité et donc de prix)
- pollution au CO² (préjudiciables pour le climat) et pollutions chimiques par les centaines de composés issus du brûlage des matières fossiles ou organiques.
Il y a donc plusieurs problèmes à mettre dans la balance : disponibilité des ressources, coût, conséquences sur le climat, conséquences sur la santé.
Nulle solution n'est parfaite, mais il y en a toujours une moins mauvaise que les autres, pour les remplacer !
- L'hydrogène est disponible en grande quantité (même s'il ne faut pas la produire de n'importe quelle façon et en évitant les plus polluantes, donc le craquage du GN), ce qui est le cas de l'électrolyse de l'eau,
- le soleil et ses énergies dérivées permet d'obtenir de l'électricité de façon propre et renouvelable,
- le moteur à hydrogène ne produit ni CO², ni matières dangereuses pour la santé.
Je soutiens donc moi aussi le développement de cette technologie et son application aux moyens de transports.
Quant à Jancovici, il lui arrive de quitter la réalité en voulant trop théoriser ou généraliser ses approches économico-écologiques ; ceci dit sans aucune animosité !
La seule proposition qui invite à ne plus consommer est à la fois irréalisable et ne fera que renforcer la légion des "aquabonistes" chers à Gainsbourg.
B.E

Réponse à JP.D
Vous êtes sans doute plein de bonne volonté écologique, mais il vous manque certaines bases pour raisonner correctement.
Un point précis par exemple : l'hydrogène étant prélevée dans le milieu naturel et restituée à ce même milieu sous la forme H²O (de l'eau tout simplement) il n'y a en aucun cas augmentation de la quantité d'hydrogène dans l'atmosphère (soit actuellement 0,01 %).
Bien que l'épaisseur de l'atmosphère varie notablement selon plusieurs paramètres (latitude, champ magnétique terrestre, vent solaire, interférences et rotation du système Terre-Lune...) elle est d'environ 60 km au-dessus de l'équateur, et 30 km au-dessus des pôles.
Je vous laisse donc calculer la ressource volumique d'hydrogène que cela représente.
Mais de toute façon, si l'on extrait cette hydrogène de l'eau et qu'on la restitue ensuite sous cette même molécule, il n'y a aucun impact sur la quantité d'Hydrogène de l'atmosphère :
L'électrolyse de l'eau donne H² + 0²
O² + H² = H²0 + énergie
A.P


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