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[Dossier] Hydrogène et mobilité

ou comment relever les défis du transport propre ?
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Demain, roulera-t-on tous à l’hydrogène ? Ce gaz est en tout cas appelé à devenir un des piliers de la transition énergétique. Alors que l’Union Européenne a présenté en juillet dernier un plan pour développer cette solution énergétique dans le cadre de la relance économique et que la France a annoncé en septembre son propre plan de 7 milliards d’euros pour le développement d’une filière industrielle de l’hydrogène, revenons ensemble sur son potentiel pour décarboner le secteur de la mobilité à l’occasion de cette 2e partie de notre dossier.

L’énergie hydrogène constitue l’une des solutions pour répondre au défi de la mobilité propre, que ce soit pour propulser les voitures, les bus, les camions, mais aussi les trains, les bateaux ou encore les avions. 
Selon un rapport réalisé par McKinsey pour le Conseil de l’Hydrogène, les véhicules à hydrogène pourraient représenter au niveau mondial :

  • 3 % des ventes de véhicules légers neufs à horizon 2030 et jusqu'à 35 % en 2050
  • 500 000 camions en circulation à l’horizon 2030
  • 30 % du trafic des bus à horizon 2050.

Une alternative fiable aux moteurs thermiques

Avec un temps de recharge inférieur à 5 minutes et une autonomie de plus de 500 km, les voitures à hydrogène sont une alternative efficace aux moteurs thermiques pour lutter contre les émissions de CO2 du secteur des transports. 

Les véhicules à hydrogène sont des véhicules à motorisation électrique intégrant une pile à combustible qui transforme l’hydrogène en électricité. Résultat : zéro CO2 émis, zéro particule et zéro bruit ; ces véhicules ne rejettent que de l’eau.

Découvrez le fonctionnement de ces véhicules nouvelle génération et de leur pile à combustible

Air Liquide contribue à la généralisation de l’utilisation de l’hydrogène dans le secteur des transports en accompagnant en particulier le déploiement à l’échelle mondiale des stations de recharge nécessaires. Ce déploiement concerne tant les véhicules légers de particuliers (notamment en Allemagne, en Californie ou au Japon) que des flottes de véhicules (comme les taxis Hype à Paris), les transports publics ou encore des poids lourds, avec l’annonce en juillet dernier de la construction de la première station hydrogène haute pression d’Europe qui alimentera une flotte de camions à hydrogène effectuant de longues distances.

Un bateau zéro émission

Un bateau qui avance à l’hydrogène ? Cela existe déjà, le premier du genre s’appelle Energy Observer, et il fait actuellement le tour du monde. Ce laboratoire flottant fait office d’ambassadeur de la transition énergétique du transport maritime. Puiser l’énergie dans la nature, sans la gaspiller, telle est la vision du futur portée par ce catamaran propulsé à l’hydrogène et aux énergies renouvelables. 

Engagé depuis plus de 20 ans dans le développement de l’énergie hydrogène, notamment pour la mobilité, Air Liquide soutient ce projet scientifique et technologique qui témoigne du rôle de l’hydrogène dans la transition énergétique.
À court terme, tous les bateaux ne pourront pas encore naviguer grâce à l’hydrogène. Mais les démonstrations se multiplient et de nombreux projets travaillent également à des mix énergétiques associant hydrogène, gaz naturel liquéfié et électrique.

De l'hydrogène à la place du kérosène, à partir de 2035

S’il ne représente que 3 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde, loin derrière le transport routier, le secteur aéronautique entame lui aussi sa transition vers des technologies plus propres. Les compagnies aériennes et les constructeurs se sont en effet engagés à diviser par deux leurs émissions de CO2 d’ici 2050, et les plans de soutien à l’aéronautique, fortement touché par la crise sanitaire, sont conditionnés à cette évolution. 

Faire voler un premier avion à hydrogène dès 2035. Mythe ou réalité ?

Embarquez avec Bertrand Piccard, qui a fait en 2016 le tour du monde dans l’avion Solar Impulse, alimenté seulement par l’énergie du soleil. L'occasion de discuter de l'avenir et les promesses de l'hydrogène dans le transport aérien. 
 

D’autres véhicules propulsés par l’hydrogène...

Voitures, avions, bateaux... ne nous arrêtons pas là ! Bien d’autres véhicules sont aujourd’hui propulsés à l’hydrogène.

  • Fusée Ariane 5

    Dès les origines de l’industrie spatiale, l’hydrogène a immédiatement joué un rôle important en tant que carburant des fusées.
    C’est le carburant qui concentre le plus d’énergie : 1 kg d’hydrogène contient 3 fois plus d’énergie qu’1 kg d’essence.
    L’étage principal de la fusée Ariane 5 est actuellement propulsé par un moteur cryogénique. À chaque lancement, il fonctionne pendant environ dix minutes avec 220 tonnes d’ergols liquides (hydrogène et oxygène). Air Liquide soutient depuis cinquante ans les évolutions successives de lanceurs, d’Ariane 1 à Ariane 5, et a été dès les débuts intégré au programme européen Ariane pour son expertise de pointe en maîtrise des gaz et de la cryogénie spatiale.

    En savoir plus

  • Train

    Ce train peut parcourir jusqu’à 1 000 kilomètres avec un plein et atteindre les 140 km/h. Alstom va fabriquer 14 exemplaires de ce train à pile à combustible pour l’Autorité locale des transports de Basse-Saxe, afin de remplacer les trains automoteurs diesels. Ils transporteront les voyageurs entre Cuxhaven, Bremerhaven, Bremervörde et Buxtehude à partir de décembre 2021. 

    À découvrir en images

  • Bus

    La Corée entend développer une économie nouvelle autour de l’hydrogène et cela s’incarne notamment via un réseau de bus dont le premier a été mis en circulation fin 2018 dans la ville d'Ulsan. 1 000 autres le seront d’ici 2022 dans plusieurs villes du pays. 
    Treize entreprises, dont Hyundai et Air Liquide, ont également constitué une société, HyNet, en vue d’établir 100 stations dédiées avant fin 2022.

  • Vélo

    Propulsé par une pile à hydrogène, ce vélo électrique, inventé par le Français Pierre Forté et produit par Pragma Industries, a une autonomie de 100 km et se recharge en moins d’une minute ! Son petit nom : Alpha.

À vous de jouer !

Après avoir lu et écouté ce dossier, saurez-vous répondre à ces 4 questions sur l’hydrogène ?

Combien de stations à hydrogène a conçu et produit Air Liquide à ce jour ?

À ce jour, Air Liquide a conçu et produit plus de 120 stations d’hydrogène dans le monde.

Que représenterait le marché de l’hydrogène si 1% de la flotte mondiale de véhicules actuelle se convertissait à l’hydrogène ?

Si 1 % de la flotte automobile mondiale actuelle se convertissait à l’hydrogène, cela représenterait un marché évalué à 15 milliards d’euros.

Vrai ou Faux ? L’hydrogène est peu efficient par rapport à d’autres sources d’énergie.

FAUX

Cet argument repose sur la comparaison des rendements des motorisations électrique à hydrogène, via l’électrolyse d’électricité renouvelable (rendement du puit à la roue de 35 % environ), et électrique à batterie (rendement de 50-60 %). Cela est vrai si l’ensemble de la chaîne est basée sur de l’électricité renouvelable, mais faux dans le mix énergétique actuel où l’électricité utilisée dans les batteries est produite par centrale à gaz, et l’hydrogène est extrait du gaz naturel avec captage et stockage du CO2. Les rendements sont dans ce cas équivalent (40 % environ de chaque coté). Par ailleurs, cette analyse ne tient pas compte des bénéfices complémentaires apportés par l’hydrogène, notamment en termes de stockage des énergies renouvelables, et d’usage pour l’industrie et les consommateurs.

Ce sujet vous intéresse ? Découvrez l’article Batterie vs hydrogène : 3 scénarios pour la voiture électrique

Depuis quand Energy Observer parcourt-il les mers du globe ?

Le projet Energy Observer est né en 2013 de l'engagement de Victorien Erussard, marin au long cours, rejoint en 2016 par un explorateur, Jérôme Delafosse. Ils réunissent autour d'eux une équipe complémentaire de skippers, marins professionnels, ingénieurs et reporters, afin de créer le premier navire autonome capable de puiser son énergie dans la nature tout en la préservant. Energy Observer est un laboratoire de la transition écologique conçu pour repousser les limites des technologies zéro émissions. Hydrogène, solaire, éolien, hydrolien, toutes les solutions y sont expérimentées, testées et optimisées pour faire des énergies propres une réalité concrète et accessible à tous. Il a été mis à l’eau à Saint-Malo en avril 2017.

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Article publié le 21 octobre 2020