Fonctionnement d’un moteur à hydrogène : comment ça marche ?

Dans le domaine automobile actuel, il existe des véhicules à essence, des véhicules électriques, mais aussi des véhicules à hydrogène. En plus de connaître l’avantage qu’il y a à les utiliser, il est utile de savoir comment fonctionne un moteur à hydrogène.

Qu’est-ce qu’un moteur à hydrogène ?

Un moteur à hydrogène est un moteur à combustion interne qui utilise le dihydrogène (contenu dans l’air) en tant que carburant.

Dans un tel système, l’hydrogène produit est dérivé d’hydrocarbures, mais peut également être le résultat de l’électrolyse de l’eau. Le cas échéant, ce moteur propage alors d’importantes émissions de dioxyde de carbone.

Les voitures à hydrogène peuvent également utiliser une pile à combustible pour fonctionner. Les véhicules à pile combustible fonctionnent avec :

• Un moteur électrique ;
• Un générateur chimique à pile à combustible.

Comment fonctionne le moteur à hydrogène ?

L’énergie électrique d’un moteur à hydrogène est fournie par une pile à combustible. L’hydrogène est emmagasiné sous pression dans des réservoirs (présents sur le véhicule) spécialement conçus pour accomplir cette tâche.

Le dihydrogène (H2) ainsi que le dioxygène (O2) présent dans l’air ambiant alimentent la pile à combustible. Mis ensemble, ces deux gaz accomplissent une réaction électrochimique au sein de la pile.

C’est précisément cette réaction chimique qui engendre la production d’électricité, de la chaleur ainsi que de la vapeur d’eau qui s’échappe sous forme gazeuse, en passant par un petit tube qui se trouve sous le véhicule.

L’énergie générée (avec celle présente dans la pile) sert pour alimenter le moteur électrique du véhicule. Celui-ci peut alors se déplacer sans émettre trop de bruit ni de gaz polluants.

Pour effectuer une recharge en hydrogène, le conducteur doit se rendre dans une station dédiée dans laquelle il pourra, en utilisant des pompes, injecter ce gaz (mis sous pression) au sein du réservoir de son véhicule.

Comment se comporte le moteur à hydrogène sur la route par rapport à un moteur classique ?

À l’heure actuelle, il n’y a pas de voiture thermique à hydrogène de série.

Cependant, les modèles qui ont été testés présentaient les caractéristiques suivantes :

• Des performances en baisse (plus ou moins notables) ;
• Une masse globale plus élevée ;
• Un moteur plus souple ;
• Un silence appréciable ;
• Une autonomie certaine (en cumulant essence et hydrogène).

En ne rejetant que de la vapeur d’eau pure (à 99 %), les futurs modèles de voitures thermiques à hydrogène peuvent aussi bien servir pour rouler en ville que sur l’autoroute (grâce, notamment, à une autonomie satisfaisante).

Les hybrides électriques/hydrogène peuvent également parcourir de telles distances (à condition de disposer d’un réseau de distribution de gaz suffisant).

D’autre part, si les moteurs à hydrogène n’émettent pas de CO2, ils rejettent toutefois du NOx (oxyde d’azote) et quelques autres gaz toxiques en petites quantités (en raison de la température élevée émise durant la combustion du gaz carburant hydrogène).

Quels sont les avantages du moteur à hydrogène ?

Lorsqu’il conduit un véhicule à hydrogène, un conducteur bénéficie d’abord d’une autonomie presque doublée. De même, la rapidité de recharge est appréciable. En effet, quelques minutes peuvent suffire pour faire le plein d’hydrogène (et ainsi, alimenter la pile à combustible) et reprendre la route.

De manière générale, un véhicule à hydrogène est également très silencieux (un simple voyant indique que la voiture est prête à circuler) lorsqu’il roule et dispose d’un agrément de conduite, de même qu’il offre un accès à des zones de circulation ordinairement restreintes dans certains centres-villes.

Cependant, le silence des voitures à hydrogène a également été présenté comme un défaut par des usagers de la route ayant pour habitude d’entendre le bruit du moteur pour identifier un véhicule qui passe à proximité d’eux.

Pour ce qui est de l’environnement, le véhicule à hydrogène n’émet pas de dioxyde de carbone ce qui le rend peu nocif pour la couche d’ozone.

En outre, en fonctionnant avec une batterie beaucoup plus petite que celle utilisée par un véhicule électrique, une voiture à hydrogène ne présente pas de grands besoins en lithium (ce qui est encore un avantage d’un point de vue environnemental).