Pile à combustible

Écrit par les experts Ooreka

Véhicule du futur par excellence, ne rejetant que de la vapeur d'eau et fonctionnant sans bruit, offrant une autonomie et des performances semblables aux véhicules à moteur thermique actuels, un plein de réservoir en 3 à 5 minutes, tout porte à croire que nous verrons très prochainement des véhicules à pile à combustible sur nos routes ! Nous vous détaillons le phénomène dans cet article.

Usages de la pile à combustible

Définition

Un véhicule fonctionnant à l'hydrogène est constitué d'un réservoir d'hydrogène liquide stocké sous pression qui alimente une pile à combustible. C'est cette dernière qui fournit l'énergie électrique grâce à une réaction chimique. Ensuite, l'électricité produite alimente un moteur électrique, tout comme sur un véhicule électrique.

Origines

Le principe de fonctionnement d'une pile à combustible a été découvert dès le XIXe siècle. Les premières applications virent le jour environ un siècle plus tard principalement pour des missions spatiales. Ce délai aussi long s'explique par le coût des matériaux utilisés (platine).

Évolution de la technologie

Depuis une dizaine d'années, les différents constructeurs se penchent sur cette technologie et la font évoluer. Dans les transports, les piles à combustible alimentées à l'hydrogène sont utilisées pour alimenter plusieurs prototypes de voitures électriques et de bus électriques mis à disposition des villes ou organismes publics pour des essais grandeur nature, dans des buts de recherche et développement.

Le premier véhicule pile à combustible de série proposé par Toyota, la Mirai, est commercialisé depuis 2015.

Les piles à combustible alimentées à l'hydrogène sont aussi utilisées dans d'autres domaines que les transports :

  • En effet, des appareils produisent du chauffage domestique et de l'électricité en intégrant une pile à combustible (on parle alors de cogénération domestique) ;
  • En outre, on envisage à l'avenir d'utiliser les piles à combustible pour alimenter divers appareils mobiles, comme les téléphones ou les ordinateurs portables.
Pile à combustible pour véhicule écologique Petmal

Fonctionnement de la pile à combustible

Pour des raisons de volume de stockage et donc d'autonomie, l'hydrogène est rempli sous forme liquide dans le réservoir lors du remplissage en station-service.

Bon à savoir : Il est stocké sous pression (environ 700 bar) dans un réservoir très résistant qui est conçu pour résister aux accidents les plus graves, l'hydrogène étant hautement inflammable.

L'hydrogène est injecté dans la pile à combustible où il est oxydé avec l'oxygène de l'air : c'est l'inverse d'une électrolyse :

  • La réaction chimique créée par l'oxydation et la rencontre de gaz produit de l'électricité, de l'eau et de la chaleur ;
  • L'électricité produite permet d'alimenter le moteur électrique ou de recharger la batterie de soutien.

La pile à combustible : avantages et inconvénients

Un avantage indéniable et commun aux véhicules électriques est l'agrément de conduite :

  • Aucun bruit de moteur ;
  • Une accélération puissante dès le démarrage, grâce au moteur électrique qui dispose alors de son couple maximal.

De plus, ces véhicules ne consomment pas directement d'énergie fossile ni n'émettent de gaz polluants. Il ne sort que de la vapeur d'eau du tuyau d'échappement !

Un des inconvénients majeurs reste la complexité et donc le coût de cette technologie, dont la question centrale du stockage de l'hydrogène liquide : en effet, il n'existe aujourd'hui que deux stations de remplissage d'hydrogène en France.

Remarque : C'est pourquoi les véhicules pile à combustible de série proposés au grand public par certains constructeurs automobiles ne figurent toujours pas au catalogue en France...

Prix des véhicules à pile à combustible

Les constructeurs présentent des prototypes de véhicule pile à combustible. Le prix estimé de ces véhicules est considérable au regard du travail de recherche et développement effectué. Cependant, le prix de cette technologie devrait diminuer avec le temps et la multiplication de ce type de véhicule.

La Toyota Mirai, seul véhicule pile à combustible sur le marché actuellement, n'est pas proposée en France. En Allemagne, ce véhicule coûte 66 000 € HT. Mais pour l'instant, Toyota ne propose la Mirai qu'en location longue durée (1 000 €/mois environ).

Pour s'approvisionner en hydrogène liquide dans une station de distribution, il faut tabler sur environ 10 € le kg.

À noter : 1 kg d'hydrogène permet de rouler 100 km.


Autres sujets sur Ooreka


Des experts vous répondent

Simple et gratuit !

Sans démarchage commercial

Déjà plus de 100 000 questions répondues

Poser une question
JL
jean lamonerie

coach concepteur | sarl o.k. formations

Expert

JG
josé g.

cadre technique retraité

Expert

BL
brandy l.

office manager

Expert

Rejoindre notre réseau d'experts Plus d'experts


Pour aller plus loin


Tatie Jeanine n’aura plus le dernier mot

En vous inscrivant, profitez en exclu de nos services gratuits :

(Promis, on ne vous spammera pas)

OK
Surveillez votre boite mail, vous allez bientôt recevoir notre newsletter !