Quelle place pour l'hydrogène dans les engins non routiers agricoles et de construction ?

Pelles de chantiers et tracteurs agricoles sont parmi les véhicules terrestres les plus polluants et émetteurs de CO2. Bien que la législation soit encore peu contraignante pour ces engins motorisés non routiers (EMNR), l’Ademe a cherché quelles énergies alternatives pourraient remplacer le GNR (gazole non routier). Avec l’électrique, le GNV/bioGNV, les biocarburants et les produits de synthèse, l’hydrogène a aussi été envisagé dans ce document de 136 pages intitulé. Avec quelles perspectives ?

5 à 6 fois plus de GES que le transport aérien national

Les utilisateurs d’engins motorisés non routiers agricoles et de construction ne sont qu’indirectement concernés par les réglementations touchant aux émissions sonores et de polluants (CO, NOx, hydrocarbures, particules fines). Ce sont les constructeurs de ces véhicules qui doivent se plier aux textes officiels européens et nationaux en la matière. En particulier pour enfin prendre en compte les émissions des gaz à effet de serre jusqu’alors ignorées, des évolutions allant dans le sens d’un durcissement sont attendues.

Sur les 126 millions de tonnes d’équivalent CO2 attribuées en France pour les transports en 2021, 8,7 Mt seraient causées par les EMNR agricoles et entre 6,2 et 10,6 Mt proviendraient des EMNR de construction. C’est sans doute peu face à l’impact des voitures (66,4 Mt), des poids lourds (33,5 Mt) et des utilitaires légers (18,4 Mt). Mais pas si anecdotique en comparant au transport aérien national (3,3 Mt), au maritime et fluvial (1,6 Mt), aux deux-roues (1,4 Mt) et au ferroviaire (0,4 Mt). Pour bien faire comprendre le niveau élevé des GES émis par ces engins, l’Ademe a eu l’idée de créer un parc virtuel rassemblant véhicules routiers et EMNR de construction. Ces derniers ne représenteraient que 0,6 % du volume, mais pèseraient 8,2 % des émissions de GES. Idem avec les EMNR agricoles : part de 3 % en nombre, mais de 7 % concernant les rejets dans l’atmosphère.
 

1 574 934 EMNR agricoles + 283 443 EMNR de construction

Combien de voitures particulières, d’utilitaires légers et de camions circulaient en France en 2022 ? Respectivement de l’ordre de 38, 6 et 0,3 millions. Qu’en est-il des engins motorisés non routiers ? Comme ils ne sont pas tous immatriculés, les recenser n’est pas si simple.Toutefois, l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie a pu recouper les sources pour aligner des chiffres le plus souvent en constante progression entre 2013 et 2022.

En comptant les 1 158 090 tracteurs classiques, 82 450 tracteurs de vignes et de vergers, 128 282 enjambeurs de vignerons, 99 109 chargeurs télescopiques, 67 301 moissonneuses batteuses, 16 734 machines à vendanger, 15 322 pulvérisateurs automoteurs pour grandes cultures et 7 646 ensileuses, on arrive à un total de 1 574 934 EMNR agricoles. Ceux dédiés à la construction sont moins nombreux.

Sur les 283 443 engins recensés pour 2022, on compte principalement des pelles sur chenilles ou pneus (127 633 unités), nacelles élévatrices (59 426), chariots télescopiques (34 925), chargeurs sur pneus (29 620), et rouleaux compresseurs (23 411). Si l’Ademe n’a pas pu obtenir de données concernant l’âge moyen du matériel agricole, celui des engins de construction est bien connu, s’étalant de 2,7 (chargeurs sur pneus de moins de 4,5 tonnes) à 5,9 ans (pelles sur chenilles de plus de 50 tonnes). Cette relative jeunesse s’explique par la volonté des entreprises du secteur de disposer d’un matériel toujours plus performant.


 

Des alternatives variées

Tous ces engins fonctionnent très majoritairement avec du Gazole Non Routier (GNR). De petites machines à puissance relativement limitée sont déjà proposées en électriques à batterie. C’est le cas d’enjambeurs vignerons et de chargeurs télescopiques pour les exploitations agricoles et de mini-pelles pour la construction. Citons, en exemple, les 250 de ces dernières qui ont été acquises en France l’année 2022, soit 2 % environ des ventes pour cette catégorie.

Pour diverses raisons, l'Ademe a exclu d’emblée plusieurs solutions énergétiques. Ainsi le biocarburant B100 qui, contrairement au HVO, n’est pas compatible avec la norme Stage V. Celle-ci découle de la réglementation EMNR UE 2016/1628 et s’intéresse aux émissions de monoxyde de carbone, hydrocarbures imbrûlés, oxydes d’azote et particules fines. Éliminés aussi les carburants de synthèse (e-fuels) dont la production ne se fait qu’actuellement à petite échelle et de façon coûteuse. L’agence note toutefois que les constructeurs des EMNR « auraient un intérêt à certifier leurs moteurs avec ce carburant » dont l’utilisation pourrait être pertinente avec de meilleurs tarifs. A également été écartée la conversion au GNV/bioGNV que n’autorise pas aujourd’hui la législation. Une évolution est espérée, mais pas dans un avenir proche.
 

Hydrogène : rappel de quelques généralités

13 des 136 pages du rapport de l’Ademe sont directement consacrées à l’hydrogène en rappelant quelques généralités normalement bien connues de nos lecteurs. Pour le produire, il faut l’extraire d’un composant qui en contient (gaz naturel, pétrole, charbon ou de l’eau) avec une source d’énergie. Avec l’électrolyse, on parle d’hydrogène vert si l’électricité employée pour l’opération est de source durable, ou jaune en s’appuyant sur le nucléaire. En 2021, environ un million de tonnes d’hydrogène ont été produites, à 95 % avec de l’énergie fossile. On dit alors qu’il est gris ou bleu si le CO2 coproduit est récupéré. Le blanc est attribué à l’hydrogène présent à l’état naturel dans la croute terrestre, pas encore vraiment exploité.

La molécule H2 est trois plus énergétique que le GNR mais prend beaucoup plus de volume : 0,083 gramme par litre à une pression d’un bar sous 20° C. L’hydrogène s’utilise donc comme carburant soit en ayant été au préalable comprimé à 350 ou 700 bars, ou liquéfié à très basse température (-253° C). Ainsi, « le stockage embarqué de l’hydrogène nécessite un volume 7 à 12 fois supérieur à celui du gazole, mais 3 à 5 fois inférieur à celui d’une batterie ». Pour une mobilité durable, l’Ademe ne voit que l’hydrogène vert qui est déjà très attendu pour décarboner l’industrie chimique, la production d’engrais et le raffinage des produits pétroliers.
 

Une réglementation manquante pour les EMNR

L’hydrogène est clairement mis en avant comme carburant alternatif en remplacement du GNR pour faire fonctionner les EMNR. Deux modes d’utilisation sont envisagés : pour alimenter un moteur électrique en passant par une pile à combustible, ou dans un moteur thermique à combustion interne.

Dans les deux cas, les émissions en cours d’utilisation sont réduites à de l’eau. Ca coince cependant au niveau de