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L'Usine Auto

La pile à combustible fait le plein

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La filière automobile de la pile à combustible se structure dans l’Hexagone, mais avec une approche originale : sans les constructeurs français.

La pile à combustible fait le plein
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© Air liquide a installé à Grenoble la première borne de recharge de piles à combustible.

La guerre de l’hydrogène est déclarée entre les constructeurs japonais. Pour contrer la commercialisation début 2015 de la Mirai, le premier véhicule de série à pile à combustible de Toyota, Honda annonce l’arrivée de la FCV en mars 2016. Les nippons ne sont pas les seuls sur ce créneau technologique. En plus du Hyundai ix35 Fuel Cell, sur le marché depuis 2013, Daimler et BMW travaillent aussi sur un modèle de série. « L’hydrogène, ce n’est pas dans dix ans. Ce n’est pas seulement un sujet de laboratoire. Cette technologie existe industriellement », a martelé début novembre 2014 au Sénat, lors d’une réunion d’information, Pascal Mauberger, le président du directoire de McPhy Energy, spécialiste du stockage de l’hydrogène, et président de l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (Afhypac). Cette dernière regroupe une quarantaine d’industriels et de laboratoires, et des pouvoirs publics. Ni PSA ni Renault n’en font partie.
 

« Nous sommes en veille technologique », se défendent les deux groupes français. Après des projets de recherche menés ces vingt dernières années – un prolongateur d’autonomie à pile à combustible chez PSA ou un Scénic Fuel Cell chez Renault –, les deux constructeurs ont fait des choix stratégiques différents. D’autres acteurs se sont alors emparés de la technologie. C’est le cas de Symbio F-Cell. Avec l’aide du laboratoire de recherches Liten du Commissariat à l’énergie atomique (CEA), la PME grenobloise a développé un prolongateur d’autonomie à pile à combustible pour véhicule électrique. Une cinquantaine de Renault Kangoo ZE ont été équipées cette année. Deux utilitaires sont testés pour les tournées de facteurs de La Poste, à Luxeuil-les-Bains (Haute-Saône) et à Dôle (Jura). Cinq autres seront mis en service à Grenoble (Isère) et à Lyon (Rhône) dans les prochains mois.
 

Une technologie simple

« L’autonomie des véhicules est doublée, ce qui permet aux facteurs de faire une journée complète sans recharger », confirme Fabio Ferrari, le PDG de Symbio F-Cell. L’entreprise ne se présente pas comme un équipementier automobile, mais comme une start-up qui améliore des véhicules existants. Son approche technologique est pragmatique. Symbio F-Cell répond aux besoins précis de professionnels et tant mieux si le grand public utilise aussi les stations mises en service. Alors que les allemands et les japonais se concentrent autour de l’automobile, et notamment la vente de véhicules particuliers, la filière française a diversifié les types d’application [lire page suivante]. « Le but est de produire en local du carburant pour des flottes à forte densité d’utilisation », résume Pierre-Yves Le Berre, cofondateur de Symbio F-Cell.
 

« Le prolongateur d’autonomie ne demande pas des années de développement. Il s’ajoute simplement à la batterie d’une voiture électrique et augmente son autonomie. Tout le monde y gagne », précise Florence Lambert, la directrice du Liten au CEA et chef de projet du plan batteries, l’un des 34 plans de la Nouvelle France industrielle. Sur le papier, la pile à combustible est une technologie simple. Un réservoir d’hydrogène alimente la pile qui, par la rencontre de l’hydrogène et de l’oxygène, produit de l’électricité et rejette de l’eau. L’électricité alimente alors le moteur électrique. Aujourd’hui, un Kangoo H2 reste cependant deux fois plus cher qu’un Kangoo ZE, notamment à cause du coût du réservoir pour hydrogène, en polymères, renforcé de carbone. 
 

L’approche pragmatique de la filière hexagonale séduit de grands noms. Le prospectiviste Joël de Rosnay ne manque jamais de mettre son lyrisme au service de l’hydrogène. « C’est du soleil en conserve, a-t-il déclaré, début novembre, au Sénat. Une voiture stocke 84 Kwh d’électricité, mais 95 % du temps, elle ne roule pas. On peut revendre l’électricité via des smart grids. Et un million multiplié par 84 Kwh équivaut à quatre centrales nucléaires ! » Michelin ne s’y est pas trompé. Le pneumaticien a investi dans Symbio F-Cell. Et il fabrique des prolongateurs à Clermont-Ferrand (Puy-de-Dôme). « L’hydrogène se trouve partout dans la nature. C’est une énergie facilement accessible, qui ne rejette pas d’émission polluante. C’est une piste qui nous semble pertinente, notamment pour le véhicule électrique », analyse Valérie Bouillon-Delporte, la directrice strategic market opportunities assessment au sein de la structure Incubator Program Office de Michelin.
 

Des infrastructures à déployer

Si le véhicule électrique reste emblématique de la ville, notamment du système de location en libre-service Autolib’ de Bolloré, l’hydrogène semble bien plus une affaire de territoire. Presque toutes les régions françaises développent des projets de flottes captives, souvent couplés à des stations de production d’hydrogène à partir d’énergies renouvelables (en général une éolienne ou des panneaux solaires associés à un électrolyseur). C’est le cas du projet Myrte en Corse. « Le gros avantage par rapport à l’électrique à batterie est qu’il ne faut que quelques minutes pour faire le plein. Et l’autonomie est plus importante », rappelle Rémi Cornubert, du cabinet Oliver Wyman. Les véhicules peuvent effectuer 300 kilomètres avec un plein, de la production de l’hydrogène à son utilisation, les émissions de CO2 ne dépassent pas 15 à 18 grammes par kilomètre.
 

« Les stations-service devront fabriquer leur hydrogène, via des éoliennes par exemple, ou utiliser de l’électricité issue des énergies renouvelables, dont seulement 50 % de la production sont aujourd’hui injectés dans le réseau », anticipe Pascal Mauberger. Cet appel du président de l’Afhypac est encore loin d’être réalisé. « Il y a beaucoup de communication autour de l’hydrogène, mais rien n’est encore déployé à grande échelle, tempère Rémi Cornubert. Il n’y a pas d’infrastructures de recharge et seul un déploiement massif, comme Bolloré l’a fait pour les véhicules à batterie, permettra à cette technologie de décoller. » En France, on ne compte que cinq bornes en fonctionnement et six autres sont en projet. L’installation de chacune coûte entre 700 000 et 1 million d’euros. Selon les spécialistes, le territoire ne sera couvert qu’en 2030, moyennant 600 millions d’euros d’investissements… 

Safran s’intéresse à l’hydrogène

L’avion plus électrique est une des pistes stratégique de R & D pour le secteur aéronautique. En septembre 2014, Safran a noué un partenariat avec le britannique Cella Energy pour développer des systèmes de stockage d’hydrogène sous forme solide afin d’alimenter des piles à combustible. Se présentant sous une forme semblable à une matière plastique, le système de stockage libère de l’hydrogène quand il est légèrement chauffé. Il ne s’agit pas de développer des moteurs électriques pour faire voler les avions, mais d’utiliser une pile à combustible transformant l’hydrogène en électricité afin d’alimenter les systèmes annexes (ventilation, pressurisation de la cabine, systèmes antigivrage, restauration, divertissement). Aujourd’hui, en moyenne 5 % du kérosène de l’avion sont utilisés pour produire des énergies non propulsives avec des systèmes hydrauliques, pneumatiques et électriques. L’objectif est de remplacer ces systèmes secondaires par un système électrique permettant de consommer moins d’énergie et nécessitant moins de maintenance. L’opération permettrait au moteur de l’avion de se concentrer sur les seules fonctions de propulsion. Des essais en vols sont prévus d’ici à 2017 ou 2018, indique-t-on chez Safran.

Patrick Déniel

La pile à combustible carbure aussi dans…

  • Les engins de chantierDotés de cette technologie, ces véhicules ne pollueraient pas et disposeraient d’une grande autonomie. Symbio F-Cell développe actuellement un prototype de pelleteuse dotée d’une pile à combustible.
     
  • Les poids lourdsC’est l’autre débouché pour la pile à combustible dans les véhicules industriels. Le premier camion de 3,5 tonnes à pile sera mis en service en janvier 2015. La technologie est adaptée à la livraison des derniers kilomètres. 
     
  • Les bateauxUn Navhybus est en cours d’assemblage et sera mis en service au printemps à Nantes. Il assura plus de 300 liaisons entre deux stations de transports en commun en centre-ville. 
     
  • Les chariots élévateursAir liquide a équipé en 2013 un magasin Ikea d’une station de recharge à hydrogène afin d’alimenter 20 chariots élévateurs fonctionnant avec une pile à combustible. Plus de 3 000 chariots de ce type sont utilisés aux États-Unis et au Canada.

La filière en chiffres

  • 5 pompes en fonctionnement en 2014, 6 en projet
  • 10 000 emplois possibles en 2020
  • 600 millions d’euros nécessaires pour couvrir le territoire de stations de recharge en 2030 

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