L’enjeu de la controverse

Les piles à combustible sont présentées comme l'énergie de demain, en parallèle avec l'hydrogène. Et pourtant, elles ne sont pas une technologie nouvelle puisque leur principe de fonctionnement a été découvert en 1839. 

Cette 3 dernières années 2006-2008 ont vu des progrès réalisés avec de nouveaux prototypes (stationnaires, véhicules) même si on est encore loin d'une véritable percée sur le marché des piles. Cependant des changements dramatiques ont eu lieu sur le marché de l'énergie: le prix du baril qui n'a cessé de monter depuis début 2004 franchissant la barre des 100 dollars et atteignant 140 dollars en Juillet 2008. Malgré le récent répit sur les marchés, l'ère de l'énergie bon marché semble révolue. Les enjeux climatiques n'ont jamais été aussi présents. Par ailleurs, la Commission Européenne a affiché des objectifs ambitieux en termes d'énergies renouvelables, de réductions de gaz à effet de serre et d'efficacité énergétique. Reste à savoir dans quelle mesure piles et hydrogène participeront à ces objectifs. Même si articles, reportages, déclarations se succèdent, et si les piles sont présentées comme la solution à terme dans les transports (surtout automobile mais aussi maritime et aérien), le chemin reste long jusqu'à leur éventuelle percée.

Durant ces dernières années, de nombreuses entreprises développent des piles ou leurs composants; des salons tournant autour de la pile et de l'hydrogène sont organisés régulièrement; les centres de recherche, universités et gouvernements s'impliquent dans les projets de recherche et développement piles à combustible et enfin, des programmes sont mis en place pour les tester dans des applications quotidiennes: depuis 2005, des véhicules à pile F-cell de Daimler sont en circulation aux Etats Unis, en Europe et au Japon. Mi 2008, Honda a décidé de louer ses prototypes FCX Clarity à des particuliers. D'autres véhicules existent comme la BMW Serie 7 Hydrogen, la Ford Focus Hydrogen, l'Equinox de Chevrolet. Des bus sont apparus dans les rues Européennes (27 dans le cadre du programme CUTE dans 9 villes): depuis le premier lancé dans les rues de Madrid en mai 2003.

Les principaux acteurs

1) L’état

L’Etat influence énormément la façon dont les piles à combustible vont évoluer au sein du pays. Aux Etats-Unis, les voitures à pile à combustible sont autorisées, et la BMW série 7 circule déjà. En Norvège, une autoroute de l’hydrogène à été crée, c'est-à-dire que toute une portion de l’autoroute possède des pompes à hydrogène afin de pouvoir approvisionner les voitures hydrogène de la même façon que les voitures essence.

En France, la situation est plus ambiguë, puisque les voitures à hydrogène sont interdites à la circulation. Cependant, l’état aide et finance le projet. En effet, nous avons communiqué avec le pôle de compétitivité MTA qui travaille dessus. Celui-ci permet un rapprochement entre les centres de recherche et notamment le CNRS Lacco à Poitier, l’état et les firmes. Ainsi un projet a pu être labellisé pour bénéficier d’aides.

2) Les fabricants

Globalement les constructeurs croient en cette nouvelle technologie, alors que d’autre comme la technologie hybride essence sont jugées comme intermédiaires. Nous citerons les paroles des différents constructeurs que nous avons pu contacter.

« L’hydrogène carburé dans des moteurs à combustion interne sera la solution optimum pour les véhicules du futur. » Jean Michel Vernier. BMW

« L’hybride essence nous n’y croyons pas » Citroën

Les performances des premiers véhicules hydrogène sont encourageantes. La Série 7 qui peut-être utilisées aussi bien avec de l’essence que de l'hydrogène affiche de bonne performances avec une vitesse maximale de 230 km/h, de 0 à 100 km/h en 9,3 secondes, 260 ch et 5100 tour minute pour une autonomie de 200 km en mode hydrogène et de 500km en mode essence. La différence de rejets de CO2 de ce V12 entre les deux modes est très nette : 332g/km en mode essence contre 5g/km en mode hydrogène. Enfin dans le cas des voitures à pile à combustible,  les bruits entendus sont de maximum 58db à 10m, c'est-à-dire 10000 fois moins bruyant qu’un marteau piqueur, et 1000 fois moyen bruyant qu’une grande rue passante. Ceux qui ont déjà entendu un véhicule électrique savent qu'il est particulièrement silencieux. Pour les piles de faible température de fonctionnement, c'est un avantage sur deux points: - le rendement électrique est meilleur à basse température, - cette température est plus adaptée aux applications mobiles ou portables qui n'ont pas besoin de la chaleur produite par la pile.

BMW affirme pouvoir multiplié par trois la puissance de son véhicule s’il fonctionnait uniquement à l'hydrogène.

Cependant les performances techniques qu’affiche l'hydrogène sont modérées, en effet cette technologie apporte une surcharge au véhicule, environ 250 kg, dont 170 pour le réservoir à hydrogène. D’autre part : avec une utilisation carburée de l'hydrogène, « la consommation est équivalente, voire supérieure, à celle qu’on aurait en essence. Il n’y a donc pas de gain. Si l’hydrogène avait été utilisé dans une pile à combustible au lieu du moteur à combustion interne, la consommation aurait été au moins deux fois moindre ». Jean-Michel Vernier

Enfin, comme toute nouvelle technologie, le coût est un problème : à titre d’exemples: l'hydrogène coûte de  3 à 5 € (HT) /kg, soit 3 à 5 € pour 100 km, alors que l’essence coûte 3,5 € (HT) pour faire 100 km (7l/100km, 1,5 €/l). Le platine qui recouvre les électrodes et dont le prix est voisin de 17 Euros/g (un prix appelé à évoluer à la hausse en fonction de la demande...), sachant que pour une pile de 70 kW, il fallait un peu plus de 400g, les membranes qui coûtent autour de 400 Euros/m2

3) Les Universités et centre de recherche

Deux grands courants se détachent au sein des universités et centre de recherche. Le premier favorable aux piles à combustible, le second moins favorable car plusieurs points tendent à dire que du puits à la roue, les piles à combustible ne sont pas aussi propre qu’elles voudraient l’être.

Le CNRS de Poitier que nous avons pu contacter et qui ne consacre en fait qu’une mince partie de ses recherches aux piles à combustible travaille sur l’extraction de l'hydrogène. En effet l'hydrogène n’est pas un gaz présent à l’état naturelle sur Terre il faut l’extraire de molécules qui ont des atomes H. On pourrait utiliser l’eau, or cette molécule n’a que 2 atomes d’hydrogène, ce qui est un trop faible rendement, le méthane ou l’essence peuvent la remplacer car il y a plus d’atomes. Cependant l’extraction demande une grande quantité d’énergie électrique et les calculs montrent que le rendement devient alors trop faible.

D’autre part le MIT affirme qu’une trop forte concentration d'hydrogène dans l’atmosphère remettrait en marche la destruction de la couche d’ozone. Cette forte concentration proviendrait des nombreux défauts de notre technologie de production et de stockage de l'hydrogène. D’après de récentes études une trop forte concentration d'hydrogène et d’eau sur la Terre favoriserait le développement massif de colonies bactériennes qui pourrait être pathogène.

Enfin apparaissent des problèmes d’ordre pratique comme la sécurité. L'hydrogène est un gaz hautement inflammable et produit une forte explosion lorsqu'il est présent en forte quantité. Il faut le manipuler avec une grande précaution et nos technologies actuelles ne permettent pas encore un transport de ce gaz sans en perdre. Il suffit d’un défaut sur le réservoir pour avoir une explosion qui détruirait la voiture et un large périmètre autour de celle-ci.

4) Le public

Le public connaît encore mal cette technologie, et surtout ne crois pas qu’elle puisse égaler les performances de l’essence, alors que BMW à prouver le contraire avec sa série 7. Cependant selon nos sondages, il apparaît que le public serait près à investir dans cette nouvelle technologie si elle est effectivement moins polluante que nos voitures actuelles, et surtout si elle procure le même degré de simplicité à l’utilisation.

5) Les loueurs de voitures

Les véhicules dits propres attirent de plus en plus les grosses entreprises, les locations de voitures, ou les services publics. Ainsi à Tokyo par exemple, le premier bus à hydrogène est en service. Les loueurs considèrent aussi de plus en plus la possibilité d’avoir ce type de véhicules notamment pour les locations de courte durée ou dans les zones urbaines.

Leurs interactions