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Véhicule hydrogène et analyse du cycle de vie (ACV) : l'ADEME publie son rapport

Véhicule hydrogène et analyse du cycle de vie (ACV) : l'ADEME publie son rapport
Peut-être pourrait-on dire que l’Ademe enfonce des portes ouvertes avec son analyse du cycle de vie intitulée « Production d’hydrogène et usage en mobilité légère ». Mais il s’agit au final de fournir des estimations chiffrées très utiles pour effectuer des comparaisons.
 

Source de l’énergie + choix d’une méthode de production

L’Ademe confirme que le scénario idéal pour une mobilité hydrogène à faible empreinte carbone est de produire localement le gaz via un électrolyseur alimenté avec des énergies renouvelables. L’étude, confiée au groupement d’entreprises Sphera/Gingko 21, va évidemment bien plus loin que ce constat communément admis aujourd’hui.
 
En chiffres, obtenir un kilo d’hydrogène est la cause d’une émission très variable des gaz à effet de serre qui s’étend de 1,9 à 17,5 kg d’eqCO2. En France où le mix énergétique est particulièrement décarboné, les émissions par électrolyse sont environ 5,6 fois moindres par rapport à la technique par vaporeformage du gaz naturel : 2,8 contre 15,5 kg d’eqCO2/kg d’hydrogène.
 

Autres facteurs de variation

Les rédacteurs préviennent toutefois que l’emploi de l’une ou de l’autre méthode de production ne suffit pas. Raccorder un électrolyseur au mix européen est ainsi 12 fois plus émissif (22 kg d’eqCO2/kg d’H2) que le scénario le plus favorable.
 
La technologie active au sein du dispositif joue peu. Entre une électrolyse alcaline et celle s’appuyant sur des membranes échangeuses de protons, du fait de rendements qui gomment au final la différence, la variation sur l’empreinte carbone varie au plus de 4%. En revanche, dans le cas du vaporeformage, l’emploi de biogaz obtenu à 100% de la fermentation de déchets organiques allège les chiffres au mieux de 65%. Le taux descend entre 52 et 61% avec le mix français constitué de sources diverses (boues de stations d’épuration Step, coproduits agricoles et déchets industriels).
 

Transport de l’hydrogène

Recourir à des camions diesel pour acheminer l’hydrogène gazeux sur plusieurs centaines de kilomètres dégrade encore l’impact environnemental de la mobilité H2. Le taux de pression dans les citernes joue un rôle important. La compression à 500 bars permet de quintupler la quantité par rapport à un camion transportant ce produit à 200 bars. Sur une distance de 100 kilomètres, les émissions de CO2 équivalent sont alors respectivement de 0,35 et 1,12 kg pour un kilo d’hydrogène livré.
 

Mieux que le diesel

Selon les rapporteurs de l’étude, un utilitaire hydrogène peut avoir une empreinte carbone de 11 à 75 % plus faible qu’un diesel équivalent et pour le même service en raisonnant sur le cycle de vie des véhicules. Pour cette motorisation gavée au gazole, l’Ademe communique un impact de 42 tonnes d’eqCO2. Avec de l’hydrogène produit par vaporeformage, les chiffres s’allègent à 38 tonnes (-11%) ou 31 tonnes (-27%), selon que le gaz  est transporté par camion respectivement sous 200 ou 500 bars de pression.
 
Pour gagner 75% sur les émissions, soit ce qui signifie descendre à 11 tonnes seulement d’eqCO2, il faut, en plus des meilleures conditions de transport, obtenir l’hydrogène par électrolyseur alimenté à 100% en énergie renouvelable. Avec le mix français, le gain serait de 66%.


 

Impact à la fabrication du véhicule

Dans l’étude, les rapporteurs partent du principe que la fabrication d’un utilitaire léger à hydrogène génère 10,3 tonnes d’eqCO2. Une valeur similaire à celle d’un modèle électrique à batterie comparable. En cause, la réalisation du réservoir haute pression en fibre de carbone et le platine employé pour obtenir une pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène. Ces 2 équipements seraient responsables à eux seuls du rejet respectif de gaz à effet de serre de 15 et 7 %.
 
Pour gommer quelque peu leur impact, le groupement Sphera/Gingko 21 préconise de travailler à l’allègement des véhicules, d’optimiser les procédés de fabrication (notamment du réservoir), de diminuer la part de platine dans les PAC (actuellement 0,44 g/kW), d’allonger la durée de vie des engins (300.000 au lieu de 200.000 km), de favoriser le recyclage avec réemploi des matériaux pour fabriquer un nouvel utilitaire à PAC H2, de construire le plus localement possible, etc. Le gain au niveau des émissions pèserait alors de l’ordre de 4,2 tonnes d’eqCO2 soit 40% de l’étape de fabrication du véhicule.

 

Autres gains possibles

Si l’Ademe reconnaît que le modèle électrique à batterie apparaît « mieux positionné », c’est cependant avec un niveau de service moindre : autonomie divisée par 4 ou 5, et une charge utile amputée par le poids de la batterie. Les observations et recommandations effectuées pour un utilitaire sont applicables aux voitures particulières.
 
L’apport d’un véhicule à hydrogène doit aussi être mesuré selon son influence sur l’épuisement des ressources en minerais et sources d’énergie, mais aussi sur les effets ionisants possibles, notamment la radioactivité. Sur ces points, l’engin à pile hydrogène fait moins bien que son équivalent diesel en mobilisant pour sa construction 2 fois plus de ressources abiotiques (minerais et métaux). D’où l’insistance des rédacteurs à mettre en place une filière performante du recyclage afin de fabriquer de nouveaux véhicules à hydrogène de façon plus douce pour l’environnement, le dérèglement climatique et l’épuisement des matières premières.

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