Voiture électrique ou hydrogène : quelle voiture choisir en 2020 ?

Voiture électrique ou hydrogène : quelle voiture choisir en 2020 ?

Voiture électrique ou hydrogène ? L’hydrogène et l’électrique sont dans une phase décisive dans l’évolution des énergies de la mobilité. Effectivement, en 2050, la France a pour but d’atteindre une neutralité carbone dans le but de respecter les Accords de Paris de la COP21. Afin d’atteindre cet objectif, il est nécessaire d’en finir avec les voitures thermiques, laissant la place aux nouvelles énergies.

Avec une avance incontestée, la voiture électrique se positionne comme la prochaine énergie de la mobilité. Cependant, grâce à une réaction chimique n’émettant aucun gaz à effet de serre mais uniquement des gouttes d’eau, l’hydrogène, aujourd’hui, possède plus de 12 000 véhicules immatriculés dans le monde.

Il est donc légitime de se demander, si face à l’électrique, l’hydrogène est un carburant d’avenir ?

Voiture électrique ou Hydrogène : Comment ça fonctionne ?

Avec la démocratisation des voitures électriques, la plupart des personnes savent maintenant ce qu’est une voiture électrique. Cependant, son fonctionnement peut parfois rester encore flou.

La voiture électrique fonctionne avec un moteur électrique alimenté par une batterie. Effectivement, ce moteur électrique qui grâce à un champ magnétique créé par le courant électrique transmet un mouvement auprès du rotor qui est transmis directement aux roues, ce qui rend complètement inutile la boite de vitesse. Contrairement aux véhicules thermiques, elle n’a pas de moteur à combustion interne et utilise l’électricité comme carburant plutôt que l’essence. Comme elle ne brûle pas de combustibles fossiles, elle ne produit aucune pollution ce qui fait de la voiture électrique un véhicule propre.

Mais du coup, qu’est-ce qu’une voiture à hydrogène ? Grâce à sa pile à combustible, la voiture à hydrogène possède également des caractéristiques comparables à la voiture électrique. Effectivement, elle fonctionne également par un moteur alimenté par l’électricité. Ce qui la distingue d’un véhicule électrique est la provenance de l’électricité. Car, la technologie utilisée transforme l’hydrogène avec l’oxygène de l’air pour générer de l’électricité durant l’utilisation du véhicule. 

L’alimentation en électricité du véhicule se fait à l’aide d’une pile à combustion interne. Elle produit de l’électricité lors d’une réaction chimique de l’hydrogène avec le dioxygène contenu dans l’air donnant de la vapeur d’eau et de l’électricité alimentant le moteur.

Voiture hydrogène schema
Schéma : Voiture à Hydrogène

Voiture électrique ou Hydrogène : Les infrastructures de recharge

Au 1er septembre 2019, la France comptait 27 661 points de recharge à destination des véhicules électriques. Avec plusieurs projets d’infrastructures en développement à travers toute la France, cela a permis une augmentation de 20 % de bornes de recharge sur le territoire français par rapport à 2018.

Le développement des différentes infrastructures pour la mobilité électrique représente un immense coût, qui ne permet pas aux acteurs de la mobilité électrique (constructeurs automobiles, réseau de charge…) d’assurer une transition vers l’hydrogène sans mettre en péril leurs pérennités.

Mercedes GLC F-CELL
Mercedes GLC F-CELL

Effectivement, avec un investissement s’élevant jusqu’à plus d’1 millions d’euros pour une station d’hydrogène. Lors de sa mise en place, il faut être sûr qu’elle soit attractive pour assurer une certaine rentabilité. C’est pourquoi en France, on retrouve seulement une vingtaine de stations d’hydrogènes.

Pour l’électrique, le déploiement se fait progressivement et reste moins onéreux, d’autant plus avec la mise en place de subvention par l’état pour encourager son développement.

➡️ En savoir plus – Les aides à l’installation d’une borne de recharge 

Voiture électrique ou Hydrogène : Autonomie et temps de recharge

Malgré une technologie se peaufinant de jours en jours, l’hydrogène reste pour l’instant bien supérieur en terme d’autonomie et de temps de recharge comparé à l’électrique. 

L’électrique assurant parfaitement les courts trajets du quotidien, s’essouffle rapidement lorsque l’on atteint les 450 km parcourus. Par exemple, la Toyota Mirai offre aujourd’hui une autonomie allant jusqu’à 600 kilomètres et une charge inférieure à 5 minutes ou il faudra 30 minutes pour une voiture électrique à l’aide d’une prise rapide.

 Cependant, la batterie lithium-ion permet une meilleure efficacité énergétique face à la pile à combustible utilisé au sein des véhicules hydrogènes.

La batterie lithium-ion possède un meilleur rendement s’élevant à 90 % contre 40 % pour la pile à combustible.

De plus, un véhicule hydrogène consomme plus d’énergie qu’un véhicule électrique. La voiture à hydrogène à besoin d’1 kg d’hydrogène pour faire 100 km, ce qui correspond à 60 kW par heure soit le double de la consommation d’une voiture électrique.

En termes de coût de recharge, la voiture à hydrogène se rapproche également de celui de la thermique avec 13,6 € pour 100 km d’autonomie contre 2 € pour l’électrique, mais avec un temps de charge bien plus conséquent.

Voiture électrique ou Hydrogène : Les avantages

La pile à combustible présent au sein des véhicules à hydrogènes offre une proposition intéressante et une certaine alternative à la batterie au lithium. Effectivement, il y a encore une certaine incertitude face à l’usure des batteries de voiture électrique. Même si elles possèdent une longue durée de vie, elles ne sont pas à l’abri de l’usure. Certains projets sont en cours de développement dans le but de transformer les batteries de lithium-ion en générateurs de secours à l’intérieur des bâtiments.

Cependant, même si l’eau étant l’élément le plus abondant sur terre, ce qui devrait être un avantage conséquent au recours à l’hydrogène. Celui-ci n’existe pas dans sa forme naturelle et à donc besoin d’une transformation par l’homme. Le problème, c’est que ce procédé est très gourmand en énergie, il faut savoir qu’aujourd’hui 96% de l’hydrogène produite dans le monde est issue d’énergie fossile.

De plus, pour la voiture électrique, son avantage réside sur sa facilité à utiliser l’énergie du réseau électrique. Effectivement, une simple prise domestique vous permettra de charger votre véhicule électrique durant la nuit. Ce qui résout également le problème d’autonomie et de recharge pour une utilisation quotidienne excédant pas les 450 km en moyenne. Sachant que par exemple, la Tesla Model 3 peut atteindre jusqu’à 560 km d’autonomie en cycle WLTP. 

Encore nouveau dans l’automobile, l’hydrogène ne dévoile pas encore tous ses atouts sur le marché automobile face à son rival électrique et soulève bien des questionnements à son possible détrônement de la voiture électrique.

Voiture électrique ou Hydrogène : L’offre sur le marché

Pour la plupart des constructeurs automobiles un revirement vers l’hydrogène ne serait pas judicieux face à l’investissement déjà déployés auprès des voitures électriques.

Le groupe Volkswagen, par exemple, a investi plus de 33 milliards d’euros sur 5 ans, 11 milliards pour le groupe Ford et le groupe de recharge Enedis a débloqués 350 millions d’euros dans le but d’étendre le champ d’action de ses bornes de recharge. Cependant, certains constructeurs ont pris les devants pour s’assurer une place sur ce marché :  

  • Toyota (Toyota Mirai)
  • Hyundai (Honda Clarity)
  • Honda (Hyundai Nexo)

Ils représentent également la majorité des 12 000 véhicules à hydrogène présent dans le monde.

D’autres modèles sont également prévus par différents constructeurs. La Renault ZE H2, l’Audi H-tron et la Mercedes GLC F-CELL pourront permettre une plus grande pénétration des véhicules hydrogène sur le marché européen.

Cependant, le prix restera l’un des plus gros freins sur ces différents modèles étant plus onéreux qu’une voiture électrique dû au prix de construction des piles à combustion présente sur les voitures à hydrogène.

Les voitures à hydrogène :

Voiture électrique hydrogène Toyota Mirai et la Hyundai Nexo
Toyota Mirai & Hyundai Nexo

La Toyota Mirai et la Hyundai Nexo sont deux berlines commercialisées à partir de 78 900 € et 75 600 € respectivement. Ces prix sont encore beaucoup trop dissuasifs surtout avec seulement une vingtaine de stations d’hydrogène en France.

Pour les particuliers, la transition semble difficile pour l’instant.  Cependant, le gouvernement a pour but d’atteindre 52 000 véhicules à l’hydrogène en circulation pour 2028, principalement des utilitaires et des véhicules lourds. Effectivement, plusieurs villes de France débutent différents plans pour instaurer un réseau de transport urbain équipé à l’hydrogène.

Du côté de la voiture électrique, l’offre s’est élargie sur le marché mondial ces dernières années. Notamment grâce à une pression toujours plus forte sur la fiscalité des voitures thermiques. La France est positionnée troisième pays en Europe en termes d’immatriculation de voiture électrique.

Deux Voitures électriques hydrogène
Peugeot e-208 & Renault Zoé

Avec plus de 2,2 millions de véhicules vendues dans le monde en 2019

Le marché de la voiture électrique représente aujourd’hui 2,5% des ventes mondiales avec une progression constante contrairement à ses homologues thermiques rencontrant une baisse de croissance.

Tesla grand acteur du marché électrique contribue fortement aux bons résultats de l’électrique sur le marché, la marque développe une hausse de 26,4% de ventes durant ce mois de mars 2020 :   – Grâce à la mise en place de livraison “sans contact” dans les concessions assurant la vente en toute sécurité.

Le constructeur californien est à la tête des ventes, suivie par la Renault Zoé et Peugeot e-208 pour ce semestre 2020.

Voiture électrique ou Hydrogène : en résumé

Tableau comparaison Voiture électrique hydrogène

Face à l’électrique, l’hydrogène devra trouver des acteurs prêts à investir autant que dans l’électrique pour s’assurer une place conséquente au sein du marché et dans le but de rattraper son retard. Effectivement, sa crédibilité est souvent remise en cause face à l’électrique et ne permet pas, pour l’instant, de faire de l’hydrogène un concurrent pouvant mettre en péril l’énergie électrique…

La voiture à hydrogène serait certes très avantageuse en temps de crise pétrolière, son autonomie et son temps de charge supérieure à la voiture électrique lui cède également un premier avantage. Cependant, avec un surcoût à l’achat, un carburant plus cher et un manque d’infrastructure dû à sa difficulté à se mettre en place. Les voitures à hydrogènes ont du mal à convaincre. Pouvant être perçus comme rassurante grâce à une certaine ressemblance aux thermiques, notamment le temps de charge, pour certains automobilistes. La voiture à hydrogène n’en reste toujours pas viable auprès des particuliers. 

Néanmoins, les professionnels pouvant supporter les dépenses accompagnant les véhicules à hydrogène, la pile à combustible reste intéressante de par son autonomie et sa capacité de stockage d’énergie auprès des véhicules lourds (Bus, Camion…).

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La tendance actuelle est de vouloir développer l’hydrogène vert, c’est-à-dire l’hydrogène obtenu par électrolyse de l’eau avec une électricité décarbonée. Cette solution semble idéale (pas de rejet de CO2 ni à la source ni au roulage), mais malheureusement le bilan énergétique est très mauvais.
En effet, les rendements de l’électrolyse (63%) et de la pile à combustible (42%) sont bien plus faibles que ceux de la charge d’une batterie (92%) ou d’un moteur électrique (92%).
Cela signifie que pour faire avancer un véhicule électrique à hydrogène il faut produire 4 fois plus d’électricité que pour faire avancer un véhicule électrique de même puissance sur batterie.
La production d’électricité renouvelable étant malheureusement bien insuffisante pour nos besoins actuels, il faudra construire 4 fois plus de réacteur nucléaire pour fournir ce surplus d’énergie électrique.

La solution batterie lithium est, et de loin, la solution la moins énergivore (130 WH/km pour une Zoe contre 600 à 700 WH/km pour son équivalent en hydrogène ou essence) sans parler des 15% d’énergie supplémentaires pour comprimer l’hydrogène. Alors soyons raisonnable, pour nos longs trajets autoroutiers, mieux vaut développer une bonne infrastructure de recharge et accepter une pause de 30 mn toutes les 2 ou 3 heures pour faire le plein de batterie plutôt que de s’acharner sur l’hydrogène qui est extrêmement énergivore.

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