Ces dernières années, de nombreux projets ont été lancés pour développer de nouveaux usages de l'hydrogène dans le secteur des transports. L'objectif est d'abaisser les coûts et de démontrer la pertinence de l'hydrogène face à d'autres solutions de décarbonation. L'hydrogène s'inscrit en effet dans un portefeuille de solutions mobilisables pour réduire l'impact climatique de certains secteurs. Reste à démontrer qu'elle est la plus adéquate.
Une solution parmi d'autres
Dans les transports, la pile à combustible sera déployée en complémentarité de la batterie ou de carburants alternatifs (bioGNV par exemple). Selon les besoins et les enjeux, l'ensemble de ces solutions sera utilisé pour décarboner les différents segments de la mobilité. « Par ses caractéristiques d'autonomie, de temps de recharge et de poids, la technologie des [véhicules électriques à pile à combustible] est mieux adaptée aux véhicules plus lourds, qui ont des temps d'immobilisation plus courts, et notamment les taxis, les véhicules utilitaires légers, les camions et les autobus (+ de 30 % du parc d'ici 2050) », note France Hydrogène dans son étude prospective. L'association estime qu'en 2050, environ un bus sur quatre et un camion sur cinq pourraient fonctionner à l'hydrogène. En revanche, cette technologie devrait être adoptée dans une moindre mesure pour les véhicules légers. Le poids et le coût du réservoir à hydrogène sont dissuasifs, tout comme le coût de déploiement d'un réseau de distribution à destination des particuliers. Pour cet usage, la batterie s'avère plus pertinente.
Organiser l'amont et l'aval
Le Conseil stratégique de la filière (CSF) automobile mise sur trois segments de marché : les véhicules commerciaux, les bus et les camions. L'objectif est, dans ces segments, de développer l'offre et de créer les volumes suffisants pour faire baisser les coûts. La filière souhaite également proposer des solutions industrielles complètes, pour ne pas dépendre du marché asiatique. Des projets seront notamment financés, dans le cadre du plan de relance, pour industrialiser certains composants clés de la mobilité lourde à hydrogène. Côté amont, l'approvisionnement doit également être organisé. À titre d'illustration, le consortium Hydrogen Europe souhaite mettre sur les routes européennes 100 000 camions et véhicules utilitaires légers à hydrogène et déployer 1 500 stations d'avitaillement. Cela nécessiterait de mobiliser l'équivalent de 15 réacteurs nucléaires pour produire 20 à 40 tonnes d'hydrogène par an. Il faut donc anticiper…
La stratégie française mise sur des écosystèmes territoriaux, à partir de sources d'énergies locales, et s'appuyant sur des flottes de véhicules captives et des avitaillements mutualisés. Un appel à projets permettra de soutenir le déploiement de « hub territoriaux » de grande envergure, regroupant différents usages liés à l'industrie et la mobilité.
Transport routier : les bus en première ligne
Une seule station de recharge pourrait en effet alimenter des flottes de bus, des véhicules utilitaires et des flottes captives d'entreprise ou de collectivités. « Les véhicules utilitaires légers représentent environ 15 % du parc automobile, et beaucoup rayonnent dans une zone prédéfinie souvent urbaine. Ce sont de bons candidats pour le véhicule électrique mais l'autonomie limitée peut devenir un handicap que peut surmonter la motorisation à hydrogène », analysait en 2015 un rapport du ministère de l'Écologie. Mais aujourd'hui, ce sont avant tout les bus qui sont déployés. Les collectivités sont sans doute boostées par la réglementation. Depuis 2020, lors de l'achat ou du renouvellement des flottes d'autocars et de bus, la moitié de ces véhicules doit être à faibles émissions, et d'ici 2025, l'obligation portera sur la totalité des véhicules.
pour réduire les coûts.
” Philippe Boucly, France Hydrogène
Enfin, pour les poids lourds, les offres commerciales sont encore rares (sauf chez Hyundai). Plusieurs constructeurs planchent sur des modèles (Iveco, Daimler avec Volvo trucks, PVI de Renault). « Il faut enrichir l'offre et aller vers de grandes séries pour réduire les coûts », analyse Philippe Boucly, président de France Hydrogène. Les développements sont plutôt attendus vers 2030, poussés par une réglementation européenne plus stricte sur les émissions des poids lourds.
Le train à hydrogène est sur les rails
« Hormis le transport routier, l'hydrogène pourrait investir également le transport ferroviaire et maritime au cours des dix prochaines années. Des trains, des ferries et autres navires à hydrogène sont en cours de développement et de déploiement », analyse France Hydrogène. Les trains à pile à combustible sont les premiers à démarrer. En 2018, deux trains pilotes ont été déployés commercialement en Allemagne (Coradia iLint) pour dix-huit mois, démontrant la faisabilité technique et économique de cette technologie. À partir de 2022, ce modèle sera déployé pour remplacer les 14 trains de deux lignes de Basse-Saxe où il a été expérimenté. Le Coralia iLint est également en cours d'homologation dans plusieurs autres pays européens (Autriche, Pays Bas, Royaume-Uni...).
En France, la SNCF et les régions ont lancé le projet TER H2, afin de déployer commercialement des trains à hydrogène sur les lignes régionales. La particularité du modèle français est de tabler sur un train bimode, qui fonctionne en traction électrique sur les portions de voies électrifiées et grâce à l'hydrogène sur les portions non électrifiées. « Parmi 52 lignes prioritaires au verdissement identifiées par les régions françaises, 34 lignes pourraient être pertinentes pour l'hydrogène par rapport à une électrification des voies, représentant près de 200-250 trains » à horizon 2025-2030, note l'Ademe dans une étude publiée en septembre 2020. L'hydrogène est particulièrement pertinenté conomiquement sur des lignes régionales à faible trafic et peu, ou pas, électrifiées. L'autre intérêt est également « qu'il permet de stimuler les initiatives locales d'écosystèmes hydrogène grâce à la mutualisation des infrastructures de production d'hydrogène pouvant desservir plusieurs usages. Les flottes – captives par nature – de train hydrogène, assurent un besoin en hydrogène régulier, prédictible et de grand volume permettant d'accéder à des coûts d'hydrogène optimisés grâce aux effets d'échelle », analyse l'agence.
Fluvial, maritime, aérien : un démarrage plus tardif
Certaines navettes fluviales ou maritimes pourraient également être alimentées par de l'hydrogène. Des démonstrations sont en cours, à Nantes notamment (NavHybus). Des travaux sont également menés sur les bateaux depêche (SHyPER, FILHyPyNE). « De premiers projets portant sur des ferries, en France, ont déjà été lancés, et l'adaptation de l'hydrogène aux bateaux de croisière fluviale ou océanique entraînerait une demande importante (1 à 10 tonnes d'hydrogène par jour), favorisant par conséquent le développement de la supply chain de l'hydrogène », note France Hydrogène. De son côté, Ariane group, qui embarque 30 tonnes d'hydrogène dans chaque lanceur Ariane, s'est associé à Engie pour explorer l'utilisation d'hydrogène liquide dans le transport maritime. À plus long terme encore, l'hydrogène pourrait également alimenter le transport aérien.
Mais reste à résoudre les problématiques de poids de la pile à combustible et des réservoirs. D'ici 2035, Airbus entend néanmoins développer la propulsion à hydrogène sur trois avions court et moyen courrier (100 à 200 passagers), en les équipant de deux réservoirs d'hydrogène liquide. Sur le tarmac, la logistique doit aussi être organisée pour alimenter les avions lors de leurs escales. Le groupe ADP, Air France-KLM et Airbus ont lancé récemment un appel à manifestation d'intérêt pour développer des hub à hydrogène dans les aéroports. Au-delà des avions, les engins au sol des infrastructures aéroportuaires pourraient également être convertis à l'hydrogène.
