Deux technologies s’affrontent pour les voitures zéro émission : d’une côté, la voiture électrique avec des batteries ; de l’autre, la voiture qui utilise de l’hydrogène comme carburant. Mais ces véhicules sont-ils vraiment écologiques ? Lequel est le plus vertueux ?
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Théoriquement, la voiture électrique et la voiture à hydrogène sont deux technologies zéro carbone : le moteur électrique fait avancer la voiture tandis que l’hydrogène réagit avec l’oxygène pour générer de l’énergie et de l’eau dans une pile à combustible. Chaque technologie dispose de ses avantages et inconvénients : d’un côté, la voiture électrique est plus facile d’entretien et présente moins de risque de stockage, de l’autre l’hydrogène permet une plus grande autonomie et se recharge plus vite. Mais qu’en est-il au niveau écologique ? La voiture électrique et la voiture à hydrogène sont-elles vraiment si propres que ça ?
Selon l’Association canadienne de l’hydrogène et des piles à combustible, le bilan carbone global de la voiture à hydrogène serait bien meilleur, avec une empreinte carbone de 2,7 kg de CO2 par kilomètre, contre 20,9 kg de CO2 par km avec la voiture électrique. L’un des arguments avancés par l’association est le poids des batteries : la batterie d’une Tesla 3 pèse ainsi 480 kg, contre 88 kg pour le réservoir d’une Toyota Mirai à hydrogène. La voiture à hydrogène nécessite aussi moins d’infrastructures (bornes de recharge).
Efficacité énergétique : avantage à l’électrique
Mais, pour Tom Baxter, professeur de génie chimique à l’université d’Aberdeen, ce bilan est biaisé car l’association compare de l’hydrogène produit avec des sources renouvelables comme l’éolien à un véhicule électrique alimenté par de l’énergie produit par des sources fossiles. Le chercheur a donc calculé le rendement énergétique de chaque technologie, et l’avantage apparait clairement en faveur de la voiture électrique.
Véhicule hydrogène : au final seulement 38 watts sur les 100 watts de départ sont utilisés
« Prenons 100 watts d’électricité produite par une source renouvelable telle qu’une éolienne. Pour alimenter un véhicule avec une pile à combustible, cette énergie doit être convertie en hydrogène [par exemple par électrolyse, ndlr] ». On perd lors de cette étape environ un quart de l’électricité. L’hydrogène produit doit ensuite être comprimé, réfrigéré et transporté à la station d’hydrogène. On perd à nouveau 10 % d’énergie. Une fois à l’intérieur du véhicule, l’hydrogène est converti en électricité, et on perd encore 40 % d’énergie. Enfin, 5 % d’énergie sont perdus lorsque l’électricité est utilisée dans le moteur pour déplacer le véhicule. « Au final, seulement 38 watts sur les 100 watts de départ sont utilisés », conclut le chercheur.
En comparaison, avec la voiture électrique, environ 5 watts sont perdus lors du transport dans le réseau, 10 watts en chargeant et déchargeant la batterie, et 5 watts pour déplacer le véhicule. Le rendement global est donc de 80 %. Une analyse du cabinet Horváth & Partners citée par Volkswagen arrive à peu près aux mêmes conclusions, avec un rendement énergétique compris entre 25 et 35 % pour la voiture à hydrogène contre 70 à 80 % avec la voiture électrique.
Bilan carbone global : avantage à l’hydrogène
Lorsqu’on prend en compte l’ensemble du cycle de vie de la voiture (fabrication, utilisation, recyclage et fin de vie), le cabinet Deloitte calcule que le bilan carbone de la voiture électrique est de 130 à 230 g de CO2 par km, contre 160 à 250 g pour la voiture électrique, et 180 à 270 g pour une voiture à combustion (essence ou diesel). Une différence notamment due à la production des batteries, l’extraction de lithium et de métaux rares étant particulièrement gourmande en énergie. Mais là encore, tout dépend de la façon dont l’électricité est produite : Deloitte s’appuie sur le mix énergétique actuel, qui repose encore majoritairement sur les énergies fossiles (62 % en 2019). Lorsque l’électricité est produite avec de l’éolien, du solaire ou du nucléaire, le bilan est bien plus favorable à la voiture électrique.
Coût et infrastructure : avantage à l’électrique
L’argument de l’écologie n’est pas le seul avantage de la voiture électrique. Cette dernière serait aussi bien plus économique, avec un coût de revient de 2 à 7 euros pour 100 km, contre 9 à 12 euros pour 100 km pour la voiture à hydrogène. De même, la voiture électrique serait beaucoup moins coûteuse en entretien. De plus, l’installation de bornes de recharges électriques est moins onéreuse que de déploiement d’un réseau de stations à hydrogène.
Selon Dietmar Voggenreiter, responsable de l’étude Horváth & Partners, l’hydrogène ne sera intéressant que dans les véhicules nécessitant une très grande autonomie, comme les camions et les autobus, car le poids de la batterie électrique devient alors rédhibitoire.
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