Les voitures à hydrogène sont-elles plus sûres ?

La pile à hydrogène : une technologie qui prédomine actuellement

S’il est techniquement possible d’utiliser l’hydrogène comme carburant pour alimenter un moteur thermique (comme le gasoil ou l’essence), la pile à combustible (PAC) est la technologie la plus en vogue actuellement. Celle-ci offre l’avantage de ne produire que de l’énergie et de l’eau en faisant réagir du dioxygène de l’air avec le dihydrogène stocké dans un réservoir. De plus, la pile à hydrogène est plus économique et simple à mettre en œuvre.

Comment fonctionne une pile à combustible ?

La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est le système le plus utilisé dans les véhicules à hydrogène. Il s’agit d’un convertisseur d’énergie qui se compose de trois éléments : une anode oxydante, une cathode réductrice et un électrolyte.

La production de l’énergie se fait par un procédé appelé oxydoréduction, qui est l’opération inverse de l’électrolyse. Un système d’injection intégré injecte le dihydrogène (stocké à très haute pression) sur l’anode de la pile afin de le dissocier en électrons et en protons. Les électrons sont dirigés vers le circuit électrique de la batterie.

Quant aux protons, ils traversent l’électrolyte et se recombinent avec l’air injecté sur la cathode produisant de l’eau. L’électricité produite sert à alimenter le moteur électrique de la voiture. L’eau résultant de la décomposition de l’hydrogène et de son association avec l’oxygène présent dans l’air est éliminée par le pot d’échappement.

Comment fonctionne un moteur à hydrogène ?

Un moteur à hydrogène est un moteur à combustion interne dont le carburant est le dihydrogène. Il fonctionne donc comme un moteur à essence ou diesel. L’hydrogène est injecté dans un cylindre. Il réagit avec l’oxygène libérant ainsi une quantité d’énergie suffisante pour créer la force motrice nécessaire pour faire avancer le véhicule.
Ceci dit, l’hydrogène présente des caractéristiques bien différentes de celles des carburants fossiles :

• Il peut être utilisé sous forme liquide ou gazeuse.
• Il brûle plus rapidement.
• Il offre un meilleur rendement énergétique : en comparaison avec l’essence, la

combustion du H2 permet de libérer 3 fois plus d’énergie.

• Il n’émet pas de CO2.

Notons qu’une autre technologie de la mobilité à hydrogène consiste à injecter du H2 dans l’essence ou le gasoil afin de réduire les émissions de CO2.

Quelle est la durée de vie d’un véhicule à pile à combustible ?

Les véhicules à pile à combustible affichent une durée de vie similaire à celle des véhicules thermiques, comme le souligne Toyota, leader des véhicules à hydrogène pour particuliers.

Généralement, les piles à hydrogène sont conçues pour fonctionner pendant tout le cycle de vie du véhicule. D’ailleurs, leur fiabilité est comparable à celle d’un moteur à essence. Ainsi, un véhicule à hydrogène peut parcourir plus de 300.000 km sans problème avec les piles à combustible d’origine.

Comment est fabriqué l’hydrogène pour les voitures ?

L’hydrogène serait donc une source d’énergie quasiment inépuisable. Ceci dit, il se trouve rarement à l’état pur sur terre et doit donc être produit pour satisfaire nos besoins.
Contrairement à ce qu’on pourrait le penser, la production de l’hydrogène ne consiste pas à créer de nouvelles molécules H2, mais plutôt à les extraire de certaines matières.
De nos jours, il existe trois procédés chimiques pour obtenir l’hydrogène sous sa forme élémentaire :

1. La gazéification qui consiste à injecter un agent oxydant sur une matière organique afin d’en extraire la molécule H2.

2. Le vaporeformage qui est la technique la plus utilisée pour la production de l’hydrogène. Il permet d’obtenir le dihydrogène en exposant des hydrocarbures à de la vapeur d’eau à haute température

3. L’électrolysequi permet de décomposer la molécule d’eau H2O en dioxygène gazeux et dihydrogène en utilisant de l’énergie électrique.

D’autres technologies sont en cours de développement pour faciliter la production de l’hydrogène et réduire les coûts tels que les cycles thermochimiques, la bio-photolyse de l’eau, et la photo-électrolyse.

L’hydrogène, est-il un carburant dangereux ?

L’hydrogène est l’élément chimique le plus simple, le plus léger et le plus abondant. Il est présent dans l’eau et dans la plupart des matières organiques. En outre, tous les processus liés à la production, au stockage, au transport et à l’utilisation du dihydrogène sont entièrement maîtrisés. D’ailleurs, ils répondent à des normes de sécurité très strictes qui dépassent dans certains cas celles appliquées aux véhicules conventionnels.

Le saviez-vous ?

La production de l’électricité au niveau d’une pile à combustible se fait sans aucun bruit. En optant pour une voiture à hydrogène, vous profitez d’un meilleur confort auditif en comparaison avec une voiture à essence.