Ecrit par Pedro Barata
30 septembre 2022
Temps de lecture : 5minutes
Fonctionnement de l’hydrogène et du principe de la pile à combustible
L’Hydrogène : le carburant pour le transport routier du futur ?
On parle de plus en plus de l’hydrogène qui consiste à alimenter une pile à combustible comme étant le carburant du futur pour les poids lourds. ZF vous explique comment il fonctionne et pourquoi est-il une partie de l’avenir du transport routier.
Lorsqu’on parle d’hydrogène en tant que carburant, on parle d’une réaction chimique à partir de l’hydrogène qui va produire de l’énergie très rapidement ; énergie qui alimentera une pile à combustible.
Les problématiques écologiques ont mis en avant cette technologie depuis quelques années car elle ne produit aucune émission polluante ou de gaz à effet de serre (CO2) lors de son fonctionnement.
Le principe de la pile à combustible n’est pourtant pas nouveau, découvert par l'Allemand Christian Schönbein en 1839 puis développé par l’Anglais William R. Grove les années suivantes.
Il est basé sur une réaction chimique simple : Hydrogène + Oxygène produit de l’électricité + Eau + Chaleur
L'hydrogène est stocké sous pression dans un réservoir spécifique dans le véhicule. Ce gaz (H2), associé à l'oxygène (O2) de l'air ambiant, alimente la pile à combustible.
Les deux gaz réagissent électro chimiquement à l'intérieur de la batterie.
Cette réaction produit de l'électricité permettant d’alimenter le ou les moteurs électriques du véhicule, tout en rejetant par le tube « d’échappement » uniquement de la chaleur et de la vapeur d’eau (H2O).
L’hydrogène, concurrent plus que crédible au diesel pour les Poids lourds.
Les Poids lourds parcourent avec leurs marchandises de nombreux kilomètres et ont par conséquent besoin d'une autonomie et d’une charge utile très importante.
L'hydrogène permet une autonomie importante et faire « le plein » ne prend que quelques minutes grâce à des pompes capables d’injecter rapidement de l’hydrogène sous pression dans le réservoir, et autre avantage l’absence de lourde batterie qui réduit drastiquement la charge utile, par exemple pour propulser un poids lourd de 38 tonnes, il faudrait l’équiper d’une batterie de 14 tonnes !
De multiples projets de véhicules à l’hydrogène
Les projets pionniers sont déjà nombreux chez les principaux constructeurs PL Européen. Volvo a annoncé récemment que, dès 2025, des camions rouleraient à hydrogène et permettraient d’atteindre 1000 km d'autonomie avec un plein fait en moins de 15 minutes.
Du côté du secteur des transports en commun, la SNCF a commandé 12 rames TER, dont la mise en circulation commerciale est prévue fin 2025. 6 bus à hydrogène seront également lancés à Toulouse en 2024, et 11 bus à Rouen dès cette année.
La société Hype lancée à Paris en 2015 à l'occasion de la COP21, développe et exploite la première plateforme intégrée de mobilité hydrogène pour la production, la distribution et l'usage, les taxis est le premier un marché visé, grâce à une levé de fond récente Hype souhaite déployer 10 000 taxis hydrogène en 2024.
La limite de l’hydrogène : sa production et son maillage
Actuellement 95% de l'hydrogène consommé en France est produit à partir de méthane (hydrogène dit "gris") qui est un carburant fossile, ce qui est un paradoxe quand on sait que le but des véhicules électriques « hydrogène » est de réduire l’empreinte carbone et notre dépendance aux ressources fossiles... !
La complexité des nouveaux systèmes, des coûts d’investissement, de recherche et de développement afférant au développement de ces nouveaux moteurs vont peut-être nous emmener vers une rationalisation, monter les mêmes systèmes dans davantage de modèles et de marques différentes, ou vers un changement complet de technologie.
A propos de l'auteur
Pedro Barata
Pedro est chef de produits poids lourd et technicien chez ZF Aftermarket France
“Le parc automobile vieillit et a plus que jamais besoin d'être entretenu.”
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