Pourquoi BMW ne renonce pas aux voitures à hydrogène

Lorsque BMW a lancé la cinquième génération du X5 la semaine dernière, une version particulière s'est démarquée des autres. Un X5 blanc avec des rayures bleues marquait sa variante alimentée à l'hydrogène, l'un des cinq groupes motopropulseurs que le SUV proposera.

BMW proposera d'abord le nouveau X5 avec des groupes motopropulseurs hybrides à essence et diesel, ainsi que des options hybrides rechargeables et entièrement électriques. La version iX5 alimentée à l'hydrogène arrivera en 2028, a déclaré le constructeur, sans préciser dans quels pays elle sera disponible.

C'est un pari notable sur une technologie qui a longtemps eu du mal à s'imposer. Contrairement aux véhicules électriques, qui sont soutenus par des réseaux de recharge rapide en pleine expansion et des chaînes d'approvisionnement de plus en plus matures, l'hydrogène comme source de carburant pour les voitures reste largement expérimental. Les stations de recharge sont encore rares et concentrées dans quelques marchés.

Aux États-Unis, par exemple, toutes les 47 stations de recharge à hydrogène accessibles au public se trouvent en Californie, selon le Département de l'énergie. L'année dernière, plus de 80 % des stations de recharge à hydrogène dans le monde étaient situées dans seulement cinq pays : la Chine, le Japon, la Corée du Sud, la France et l'Allemagne. Il y a beaucoup moins de stations à hydrogène que de stations-service ou de chargeurs de véhicules électriques. C'est en partie pourquoi les véhicules électriques alimentés à l'hydrogène comme la Toyota Mirai, la Honda CR-V e:FCEV et la Hyundai Nexo ont du mal à réaliser des volumes de ventes significatifs.

Alors pourquoi BMW continue-t-il de parier sur cette technologie ? Alors que la production d'énergie renouvelable à partir du vent et du solaire augmente, le réseau aura besoin de davantage de voies pour stocker cette énergie pour quand elle est réellement nécessaire. Les batteries à l'échelle du réseau font déjà une grande partie de ce travail, mais BMW soutient que l'hydrogène est également une voie viable. Lorsque le stockage à hydrogène deviendra plus populaire, cela susciterait finalement une croissance de l'infrastructure de recharge qui pourrait soutenir les voitures, a déclaré Philip Koehn, directeur de la ligne de véhicules chez BMW Group.

« L'économie hydrogène, si et quand elle se développe, viendra probablement aux côtés des énergies renouvelables », a déclaré Koehn aux journalistes lors du lancement du X5 à Spartanburg, en Caroline du Sud, la semaine dernière. L'hydrogène, a-t-il ajouté, peut stocker d'énormes quantités d'énergie.

Plusieurs constructeurs automobiles aux États-Unis utilisent désormais leur capacité excédentaire de batteries de véhicules électriques pour construire des batteries de stockage d'énergie de la taille de conteneurs d'expédition. L'hydrogène peut jouer un rôle similaire, et il est déjà utilisé pour le stockage d'énergie et l'alimentation de secours par certaines compagnies de services publics et sites industriels.

Le raisonnement est le suivant : l'énergie excédentaire provenant du vent et du solaire est convertie en hydrogène à l'aide d'électrolyseurs, puis cet hydrogène est stocké dans des réservoirs. Cette énergie peut ensuite être reconvertie en électricité et déployée là où elle est nécessaire, que ce soit pour des voitures à hydrogène, du fret ou des applications industrielles comme les chariots élévateurs.

Sur l'iX5, voici comment le système de piles à hydrogène fonctionnera : le véhicule dispose de sept cylindres pour stocker au total sept kilogrammes (15,4 livres) d'hydrogène. Les piles à hydrogène combinent ensuite cet hydrogène stocké avec de l'oxygène de l'air extérieur dans un processus électrochimique qui génère de l'électricité pour alimenter les moteurs. Son groupe motopropulseur à hydrogène a été co-développé avec Toyota, qui a été pionnier de la technologie sur la Mirai.

BMW a déclaré que le SUV offrirait jusqu'à 750 kilomètres d'autonomie WLTP, ce qui correspond à environ 400 miles EPA, et se ravitaillerait aussi vite qu'une voiture à essence, avec le réservoir d'hydrogène se remplissant en moins de cinq minutes. Ce sera également le tout premier véhicule de tourisme à quatre roues motrices alimenté à l'hydrogène, a déclaré BMW. La Hyundai Nexo et la Honda CR-V e:FCEV sont toutes deux à traction avant, tandis que la Toyota Mirai n'entraîne que les roues arrière.

Sur le papier, l'iX5, comme les voitures à hydrogène qui l'ont précédé, semble génial—comme un véhicule électrique classique mais avec des temps de ravitaillement beaucoup plus rapides. Cependant, il n'y a toujours pas d'informations sur le prix, et bien que les véhicules électriques s'approchent progressivement de la parité de prix avec les modèles à combustion, les véhicules à hydrogène continuent d'être substantiellement plus chers.

Il y a aussi la question épineuse de où exactement se ravitailler, et le secret sale de l'hydrogène. Selon le Département de l'énergie, 95 % de l'hydrogène aux États-Unis est actuellement produit à partir de combustibles fossiles, ce qui ternit sérieusement les références écologiques de la technologie. Les sources renouvelables comme le solaire et l'éolien peuvent ouvrir la voie à ce qu'on appelle « l'hydrogène vert », qui est produit à partir de sources plus propres.

La recherche suggère que l'hydrogène peut compléter le stockage par batterie plutôt que de le concurrencer directement. L'hydrogène a un véritable avantage sur les batteries en ce qui concerne la durée de stockage de l'énergie. Les systèmes de stockage d'énergie par batterie sont généralement conçus pour des cycles de charge et de décharge rapides afin d'atténuer les fluctuations du réseau. De plus, les cellules lithium-ion ne peuvent pas rester en charge complète indéfiniment sans perdre de l'énergie au fil du temps. L'hydrogène, en revanche, peut être stocké pendant des mois grâce à son très faible taux d'auto-décharge, selon une étude.

Cette durabilité a un coût, cependant. La même recherche évalue l'« efficacité de conversion aller-retour » de l'hydrogène, c'est-à-dire combien de l'électricité d'origine vous récupérez après l'avoir converti en hydrogène et de nouveau, à seulement 35 % à 55 %. Les systèmes de stockage par batterie, quant à eux, fonctionnent à 80 % à 90 % d'efficacité de conversion aller-retour, et ils bénéficient d'une chaîne d'approvisionnement établie et mature.

Cette chaîne d'approvisionnement évolue également rapidement, les cellules plus coûteuses en nickel-manganèse-cobalt cédant de plus en plus la place à des batteries lithium-fer-phosphate moins chères et plus durables et même à des cellules sodium-ion. Le pari de BMW est que si l'hydrogène émerge comme cette solution de stockage complémentaire, l'infrastructure de recharge nécessaire pour la soutenir suivra.

En attendant, le constructeur affirme que son iX5 à hydrogène se comportera comme son homologue alimenté par batterie à tous égards, jusqu'à l'ordinateur « Heart of Joy » qui permet des virages et des freinages fluides et la même architecture de batterie haute tension Gen6.

BMW n'est pas seul à refuser d'abandonner la technologie de l'hydrogène. En plus de lancer prochainement le nouvel iX5 Hydrogène, il utilise des centaines de chariots élévateurs et de trains à trolley alimentés à l'hydrogène dans son usine de Spartanburg depuis plus de dix ans. De même, le groupe Hyundai Motor utilise ses camions semi-remorques à hydrogène Xcient Class 8 dans son usine de Géorgie pour du transport sur courte distance.

La Mirai est en vente depuis des années malgré ses chiffres de livraison peu reluisants : seulement 210 unités vendues aux États-Unis l'année dernière. Le CR-V e:FCEV de Honda (qui est un hybride rechargeable mélangé avec un véhicule électrique à hydrogène) a été mis en vente en Californie en 2024. Hyundai déploie un Nexo de nouvelle génération à l'étranger (même si le modèle est suspendu aux États-Unis pour le moment, avec une disponibilité ici non confirmée).

Que l'hydrogène connaisse un essor grâce à une demande croissante pour le stockage d'énergie ou qu'il reste simplement une expérience coûteuse, seul l'avenir nous le dira.