Supply chain

Transport : Les promesses de l’hydrogène

  • 14/09/23
  • 5 min
hydrogen

Gaz propre et inoffensif, l’hydrogène présente de nombreux atouts dans la perspective d’une supply chain décarbonée. Mais aussi quelques points faibles, qui devront être surmontés pour que cette énergie propre se fasse une place sur les routes d’Europe et d’ailleurs…

L’hydrogène suscite de nombreux espoirs dans les transports en général et dans le monde de la logistique en particulier. « Utilisé sur des poids lourds ou des fourgonnettes , cette énergie permettrait en théorie d’en multiplier l’autonomie par deux ou trois et de réduire considérablement le temps de recharge », explique Olivier Dutrech, le directeur de l’Innovation de Fraikin. Bref, un candidat idéal pour remplacer à terme les carburants fossiles.

Dans le monde du transport, la technologie dominante est celle de la pile à combustible (PAC en acronyme). Il s’agit de véhicules à propulsion électrique classique, dont le moteur est alimenté en continu par une pile à combustible, qui fournit de l’électricité à partir de l’hydrogène, via une électrolyse inverse. Plus besoin de lourdes et encombrantes batteries, la PAC faisant office de petite centrale électrique embarquée.

Il existe également une autre voie technologique qui consiste à se servir directement de l’hydrogène comme d’un carburant classique dans un moteur thermique, mais elle est marginale pour l’instant.

La technologie est donc loin d’être stabilisée. 

L’hydrogène : Les atouts d’un gaz 100% propre… 

Sur le papier, la pile à combustible présente de nombreux atouts. La conversion de l’hydrogène en courant électrique ne rejette que de l’eau et rien d’autre. Pas de CO2, de NOx ou de particules en sortie du pot d’échappement. Rien. Son bilan du moteur à la roue est donc excellent.

Autre avantage : le plein est aussi rapide que sur un véhicule thermique ; quelques minutes, contre plusieurs heures pour un véhicule électrique à batterie en charge normale, ou plusieurs dizaines de minutes en charge rapide.

Attention, cependant, on note l’émission de particules fines sur ces types de véhicules lors du freinage.  

Le défi de la production 

L’hydrogène ferait figure de carburant idéal s’il ne présentait également un certain nombre d’inconvénients. Le principal inconvénient est lié à son mode de production. Très abondant dans l’univers, l’hydrogène n’existe pas à l’état naturel sur terre. Il n’existe pas de gisement d’hydrogène. Il faut donc en produire, par électrolyse ou à l’aide de procédés chimiques. Des solutions qui consomment beaucoup d’énergie et entament donc sérieusement son bilan carbone et par là même son intérêt.

Pour autant, cet inconvénient ne place pas l’hydrogène hors-jeu, loin de là. En fait, tout dépend de l’énergie utilisée pour sa production. Si cette dernière fait appel à des énergies fossiles comme le pétrole ou le charbon, le bilan n’est pas fameux. Si, en revanche, elle s’adosse à des énergies bas carbone comme le nucléaire ou mieux : vertes comme l’éolien ou le photovoltaïque, ce gaz conserve tout son intérêt. 

Hydrogène : Des réservoirs résistants à 700 bars 

Autre point faible de l’hydrogène : son stockage. Composé d’un noyau et d’un seul électron, l’atome d’hydrogène est l’un des plus légers du tableau de Mendeleïev et à ce titre, l’un des plus volatils. En outre, il offre une faible densité énergétique ; à pression ambiante, il faudrait en embarquer des volumes considérables pour faire tourner des camions ou des fourgonnettes. La solution consiste donc à le stocker en le comprimant très fortement, entre 350 et 700 bars, ce qui nécessite des réservoirs ultra-étanches et extrêmement résistants, ainsi que des stations-service adaptées.

Par ailleurs, les technologies de pile à combustible actuelles font appel à des métaux précieux comme le platine, très onéreux même si des recherches sont en cours pour trouver des matériaux de substitution. « Quant à l’hydrogène proprement dit, il coûte aujourd’hui assez cher, de l’ordre de 12 à 14€ le kilo, sachant qu’il deviendrait compétitif entre 4€ à 6€ le kg », précise Olivier Dutrech.

Enfin, pour que ce gaz s’impose dans les transports, il faudra encore multiplier de façon exponentielle le nombre de stations de ravitaillement. « On en compte une vingtaine aujourd’hui en France, contre 15 000 pour le Diesel et quelques centaines de milliers de bornes de recharge électriques », ajoute Olivier Dutrech.

Bref, l’hydrogène présente aujourd’hui un niveau de maturité encore précoce. Mais les projets se multiplient, pour améliorer les performances des PAC et développer l’éco-système général. 

En bref, 60 000 camions à hydrogène en 2030 

Iveco et l’américain Nikola, par exemple, se sont associés pour expérimenter différentes versions de tracteurs à hydrogène des deux côtés de l’Atlantique. Leurs prototypes sont équipés de réservoirs de 65kg d’hydrogène comprimé à 700 bars, leur conférant une autonomie de 900km.

En Europe, les essais sur route ouverte démarreront au second semestre 2023 dans le cadre du projet H2Haul, qui réunit une vingtaine d’entreprises européennes, constructeurs mais aussi concepteurs de pile à combustible et Air Liquide. Seize camions seront évalués en conditions réelles sur les routes françaises, allemandes, belges et suisses, sur lesquelles des stations à hydrogène seront implantées. L’objectif global du projet H2haul est de préparer le terrain à un déploiement de plus grande ampleur des solutions hydrogène en Europe.

Dans le cadre de sa nouvelle stratégie de mobilité durable, la Commission européenne a fixé un objectif de 60 000 camions à hydrogène sur les routes du vieux continent d’ici 2030.  

Les spécialistes ont défini une gradation du bilan carbone de l’hydrogène selon trois couleurs : 

  - l’hydrogène gris, produit à base d’énergies fossiles, au bilan carbone médiocre  

- l’hydrogène jaune, au bilan carbone médian  

- l’hydrogène vert, produit à partir d’énergies renouvelables et donc très favorable en termes d’impact environnemental. 

source : Science&vie 

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