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L’hydrogène, la révolution verte dans le réservoir

La première station-service à hydrogène de Suisse a été ouverte en 2016. © Keystone / Alexandra Wey

À l’avenir, ferons-nous le plein de notre voiture avec de l’hydrogène? Grâce à un modèle entrepreneurial unique au monde, la Suisse veut ouvrir la voie à une mobilité sans émissions, en remplaçant les carburants fossiles par de l’hydrogène vert.

Ce contenu a été publié le 02 octobre 2020 - 13:28

«De la vapeur d’eau! De la vapeur d’eau!», s’exclamait le comique italien Beppe Grillo lors d’un spectacle dans lequel il présentait une automobile à hydrogène construite en Suisse. Ce n’étaient pas des fumées toxiques qui s’échappaient du tuyau d’échappement, mais justement de la vapeur d’eau. «C’est ça, la technologie du futur», affirmait le comique.

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Vingt-cinq ans plus tard, la prophétie du cofondateur du Mouvement 5 étoiles ne s’est pas vérifiée. Sur les routes, les véhicules à hydrogène se comptent sur les doigts d’une main. Mais cela pourrait changer.

L’Allemagne et la France ont annoncé des milliards d’investissements dans la technologie de l’hydrogène et la Commission européenne a présenté en juillet une stratégie pour atteindre la neutralité climatique notamment grâce à l’hydrogène renouvelable. À l’origine du programme européen, on trouve aussi la Suisse qui, bien que ne faisant pas partie de l’UE, avait réclamé avec six États membres l’élaboration d’une feuille de route pour le développement de l’hydrogène.   

La Suisse entend jouer un rôle de premier plan dans la production d’hydrogène vert, l’un des vecteurs énergétiques les plus prometteurs en tant qu’alternative aux combustibles fossiles. C’est en effet le premier pays au monde à avoir lancé une nouvelle forme de mobilité sans émission au niveau national.

«Non seulement l’Europe, mais le monde entier, regarde vers la Suisse. Nous avons réussi à résoudre le dilemme de l’œuf et de la poule en matière d’hydrogène», déclare l’ingénieur électricien Thomas Fürst.

Pourquoi acheter un véhicule à hydrogène s’il n’est pas possible de faire le plein? Et pourquoi investir dans des stations de remplissage s’il n’y a pas de véhicules à alimenter? C’est le dilemme évoqué par Thomas Fürst et que la Suisse a réussi à résoudre grâce à une initiative du secteur privé. «Pour la première fois, plutôt que d’attendre et de regarder ce que font les autres, tous les partenaires ont décidé d’investir ensemble», explique-t-il.

Thomas Fürst, administrateur délégué d’Hydrospider, société anonyme fondée par l’entreprise électrique suisse Alpiq et l’entreprise privée H2Energy, est responsable de la première étape de la filière: la production d’hydrogène vert.

Hydrogène vert, bleu et gris

Plus de 90% de l’hydrogène produit dans le monde provient de ressources fossiles, comme le pétrole, le gaz naturel et le charbon. On parle alors d’hydrogène gris, dans la mesure où la production comporte des émissions néfastes au climat.

L’hydrogène bleu dérive aussi du gaz naturel, mais le CO2 produit durant le processus est capturé et stocké de manière permanente.

Quant à l’hydrogène vert, il est produit à partir d’énergies renouvelables. C’est seulement sous cette forme que l’hydrogène peut jouer un rôle central dans la transition énergétique.

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Hydrospider utilise l’électricité produite par la centrale hydroélectrique de Gösgen, dans le canton de Soleure, pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène (électrolyse). Son usine de 2 mégawatts, la plus grande de Suisse, peut produire jusqu’à 300 tonnes d’hydrogène par an, une quantité qui pourrait alimenter une cinquantaine de camions ou environ 1700 voitures.

L’hydrogène sous forme gazeuse est stocké dans un conteneur spécial qui, une fois rempli, est transporté vers les stations de remplissage. «C’est le même principe que pour les bouteilles de gaz: nous livrons les conteneurs pleins et nous collectons les vides», explique Thomas Fürst. Des installations semblables au site de production de Gösgen, qui a coûté 5 millions de francs, sont également à l’étude à Saint-Gall et à Bâle.

Une fois plein, le conteneur d’hydrogène est transporté à la station de remplissage. Un conteneur contient environ 350 kg d’hydrogène, ce qui suffit à remplir le réservoir de dix camions. Jean-Luc Grossmann, Photopulse

Faire le plein avec de l’hydrogène

Deuxième composante de la mobilité de l’hydrogène, des stations-service apparaissent progressivement dans différentes régions de Suisse. La première station-service publique a ouvert en 2016 à Hunzenschwil, en Argovie, et la station-service de Saint-Gall, ouverte en juillet 2020, sera suivie par d’autres dans les cantons de Zurich, Berne et Vaud d’ici la fin de l’année.

L’extension du réseau de stations-service le long d’un des principaux axes routiers du pays «marque le début d’une nouvelle ère de la mobilité en Suisse», juge Jörg Ackermann, président de Mobilité H2 Suisse, une association qui regroupe plusieurs compagnies pétrolières, dont Socar, Avia, Shell et Tamoil.

D’un coût situé entre 1 et 1,5 million de francs, une colonne à hydrogène «serait déjà rentable à partir de dix à quinze camions», explique Thomas Fürst. «Bien sûr, les voitures, les bus et les véhicules municipaux peuvent aussi y être ravitaillés en carburant. Le prix de l’hydrogène à la pompe est lié à celui du diesel. Nous voulons assurer que les coûts d’exploitation du camion à pile à combustible sont à peu près les mêmes que ceux d’un camion diesel», dit-il.

Actuellement, un kilo d’hydrogène vert coûte entre 10 et 12 francs et permet de parcourir environ 11 kilomètres. Selon une étude, ce prix devrait diminuer de moitié au cours de la prochaine décennie.

L’objectif de l’association Mobilité H2 Suisse, dont les membres gèrent plus de 2000 stations-service, est de couvrir l’entier du territoire suisse d’ici 2023. «Dans le futur, le plein des véhicules à hydrogène se fera dans les mêmes lieux, durera le même temps et offrira la même autonomie que pour les véhicules à essence, soit de 500 à 700 kilomètres», affirme Martin Osterwalder, responsable du développement commercial d’Avia.

Première flotte au monde de camions à hydrogène

Le carburant vert produit en Suisse servira d’abord à alimenter des véhicules lourds. Sur la base d’un accord avec H2 Energy, le constructeur sud-coréen Hyundai fournira 1600 camions à hydrogène à la Suisse d’ici 2025. Ces véhicules sont équipés de piles à combustible qui génèrent de l’énergie (et de l’eau) en combinant l’hydrogène à l’oxygène.

Une fois opérationnelle, la première flotte au monde de camions commerciaux à hydrogène évitera la dispersion dans l’atmosphère d’environ 100'000 tonnes de CO2 par an.

Hyundai fournira 1600 camions à hydrogène à la Suisse. Le modèle H2 Xcient (35 tonnes) a une capacité de stockage de 35 kg d’hydrogène et une autonomie de plus de 400 km. Hyundai

Pour Hyundai, la Suisse représente le terrain idéal pour tester les camions en conditions réelles, en vue d’une expansion en Europe et aux États-Unis. Il existe en effet en Suisse une taxe sur les camions qui est relativement onéreuse (jusqu’à 80 francs pour 100 km parcourus), ce qui favorise une transition plus rapide vers une mobilité plus durable.

«Les camions à hydrogène coûtent plus que ceux au diesel. Mais étant des véhicules à propulsion électrique, ils ne sont pas soumis à la taxe sur le trafic poids lourd. Le prix d’utilisation de ces deux modèles est donc similaire», observe Thomas Fürst.

Les camions de Hyundai seront remis en leasing à des entreprises de logistique et de transport ainsi qu’à de grands distributeurs du pays. Ainsi, aucun investissement initial important ne sera nécessaire, souligne Thomas Fürst.

Aucune neutralité climatique sans hydrogène

«Sans hydrogène, je ne vois pas comment la Suisse pourra atteindre l’objectif zéro émission nette d’ici 2050», commente Christian Bach, responsable du secteur Systèmes de propulsion des véhicules du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche.

Cependant, l’utilisation de l’hydrogène en est encore au stade des projets pilotes et des prototypes. «Pour passer à la phase suivante, nous avons besoin de signaux plus clairs du marché, qui dans certains cas sont déjà présents», a précisé Christian Bach dans une interview accordée au groupe d’édition Tamedia.

Par rapport aux batteries des véhicules électriques, l’hydrogène a une densité énergétique plus élevée, explique le journaliste spécialisé Remo Bürgi. Les véhicules à pile à combustible peuvent donc parcourir de plus longues distances sans être plus lourds que les véhicules électriques. «L’hydrogène peut également être stocké à long terme, ce qui est un avantage évident par rapport à l’électricité», écrit-il.

Mais les prix devront encore considérablement baisser pour que les véhicules à hydrogène deviennent compétitifs, souline Remo Bürgi.

Promouvoir les énergies renouvelables avec l’hydrogène

L’hydrogène pourrait contribuer au développement des énergies renouvelables. L’électricité excédentaire produite par les centrales solaires ou les parcs éoliens peut en effet être stockée dans l’électrolyse et donc dans l’hydrogène. Grâce aux piles à combustible, qui convertissent l’énergie chimique en électricité, l’hydrogène peut être utilisé ultérieurement pour produire de l’électricité pour la mobilité ou le chauffage.

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