Moteur à combustion hydrogène : quels avantages et inconvénients ?

Les moteurs à combustion d’hydrogène (HICE) présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux autres technologies développées dans le cadre de la décarbonation des transports. Moins onéreux que les systèmes à pile à combustible, avec une autonomie plus large que les groupes motopropulseurs à batteries rechargeables, plus facilement adaptables sur les flottes existantes… autant d’arguments qui expliquent l’accélération importante de leur développement. Néanmoins, ils ne sont pas exempts de reproches : la faiblesse du réseau de distribution d’hydrogène en limite l’usage, ils n’ont de sens que quand ils sont alimentés en hydrogène vert (or ce n’est majoritairement pas le cas pour l’instant) et le stockage de l’hydrogène est très contraignant.
 
L’utilisation de l’hydrogène est encore fréquemment associée aux piles à combustible, mais le moteur à combustion d’hydrogène gagne du terrain et apparaît, de plus en plus, comme une alternative fiable et crédible aux moteurs à carburants fossiles. Un certain nombre d’avantages contribuent à cette expansion notamment dans les secteurs du transport lourd et longue distance.
 
Son impact environnemental d’abord. Au même titre que les piles à hydrogène, le moteur à combustion d’hydrogène, n’émet pas de CO2 en fonctionnement ; et s’il est alimenté en hydrogène vert son bilan carbone global surpasse toutes les autres technologies.
 
Mais là où, à performance environnementale équivalente, les véhicules à moteur hydrogène ont un avantage important par rapport à ceux équipes d’une pile à combustible, c’est sur le registre du coût. Fortement dérivés des moteurs à combustion classiques, l’industrialisation de leur fabrication ainsi que leur entretien et leur maintenance sont mieux maîtrisés par les motoristes traditionnels. Une facilité qui fa
 
De plus, au-delà d'être respectueux de l'environnement, les HICE offrent également une efficacité énergétique améliorée. L'hydrogène a une teneur énergétique par unité de poids plus élevée que l'essence, ce qui signifie qu’un moteur à hydrogène permet de parcourir une distance plus importante que son homologue à essence pour une quantité de carburant donnée. Cette efficacité énergétique accrue entraîne des économies pour les consommateurs et contribue à réduire la dépendance aux combustibles fossiles. En effet, même si actuellement le coût de l’hydrogène élevé, toutes les projections s’accordent sur le fait de sa baisse dans les prochaines années. Cela se produira à mesure que la technologie de l’électrolyse évoluera et que les réglementations et incitations gouvernementales entreront en vigueur.


 

Le moteur hydrogène permet de s’affranchir des problèmes d’autonomie

Au-delà des points évoqués précédemment, ce qui fait du moteur à combustion d’hydrogène une solution attrayante tient au fait que c’est une énergie verte.  L’hydrogène peut être produit à partir de diverses sources, notamment d’énergies renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire (hydrogène vert), réduisant ainsi la dépendance à l’égard de réserves limitées de combustibles fossiles.
 
Dernier point et pas des moindres. Comme les modèles à pile à combustible, les véhicules à moteurs à hydrogène sont extrêmement rapides à ravitailler et offrent une grande autonomie, à la différence des moteurs à batteries rechargeables. Des camions équipés de moteurs hydrogène dépassent aujourd’hui les 1 000 kilomètres d’autonomie.
 
Malgré ces avantages, les moteurs HICE présentent également quelques inconvénients qui doivent être pris en compte. Le plus évident est naturellement, à ce jour, le manque d’infrastructures. Tant du point de vue du transport de l’hydrogène que de l’avitaillement des véhicules (stations-service), le réseau en place est insuffisant pour accompagner un développement massif et grand public. Bien que de nombreux projets soient en cours de développement, dans l’immédiat, ils pourront surtout répondre aux besoins des transports lourds et longues distances (terrestres, maritimes et aériens) ; mais plus difficilement à la mobilité individuelle.
 

L’avenir du moteur hydrogène passe par l’hydrogène vert

La production d’hydrogène elle-même, dans ses modalités majoritaires actuelles, n’est pas sans poser problème, au regard de l’objectif de décarbonation poursuivi. Actuellement, la majeure partie est produite à partir du gaz naturel grâce à un processus appelé reformage du méthane à la vapeur, qui libère du dioxyde de carbone comme sous-produit. Au final, l’ hydrogène bleu et gris ne permettent pas de relever le défi de la réduction drastique des émissions de carbone. Le salut ne pourra venir que de l’hydrogène vert, rose ou blanc, mais pour lesquels le nombre de projets en cours de développement ne pourra, à lui seul, permettre de faire face à la demande.
 
Dernier inconvénient, les conditions de stockage de l’hydrogène sont plus contraignantes que celle des carburants fossiles traditionnels. Fortes pressions ou froid extrême, les installations, y compris les réservoirs sur les véhicules, sont beaucoup plus volumineux et complexes dans leur conception. Au final, un surenchérissement du coût qui pourrait être un obstacle au développement des moteurs HICE.
 
Au final, si les moteurs à combustion d’hydrogène offrent une véritable alternative dans la décarbonation des transports, il reste néanmoins un certain nombre de défis à relever pour que sa maturité d’usage coïncide avec les objectifs climatiques :  la production d’hydrogène vert et le développement des infrastructures étant les deux plus importants.