Les voitures à hydrogène semblent avoir tout pour séduire. Elles n’émettent que de la vapeur d’eau et se rechargent rapidement. Pourtant, elles restent rares. Ont-elles toujours leur place pour la mobilité individuelle ?
On pourrait penser que l’hydrogène est le carburant idéal pour les voitures. La réalité est pourtant plus nuancée.
Elles consomment beaucoup d’énergie
Beaucoup pensent que les voitures à hydrogène roulent simplement à l’hydrogène, alors qu’en réalité elles sont propulsées par un moteur électrique. Dans le véhicule, l’hydrogène est converti en électricité pour alimenter ce moteur. Mais avant d’en arriver là, il faut d’abord produire l’hydrogène et le transporter jusqu’au réservoir. Ce sont 3 étapes majeures, chacune avec des pertes :
- Production de l'hydrogène (électrolyse) : Lorsque de l'hydrogène est produit par électrolyse (de l'électricité est utilisée pour séparer l'eau en hydrogène et en oxygène), le rendement est d'environ 70 % à 80 %. Cela signifie que 20 à 30 % de l’énergie électrique est perdue dans le processus de production.
- Compression et transport : L'hydrogène doit être compressé à très haute pression (généralement 700 bars) pour le stockage et le transport, ce qui consomme aussi de l'énergie. Les pertes sont estimées à environ 10 %.
- Utilisation dans la voiture (pile à combustible) : Dans la voiture elle-même, l'hydrogène est converti en électricité pour alimenter un moteur électrique. Environ 40 à 50 % de l’énergie est perdue à cette étape.
Au final, même dans de bonnes conditions, le rendement global de la chaîne complète (production + transport + pile) atteint tout au plus 25 %. Environ ¾ de l’énergie est donc perdue avant que les roues ne commencent à tourner.
En comparaison, avec la même quantité d'électricité de départ, un véhicule électrique peut parcourir environ 2,5 à 3 fois plus de distance qu'un véhicule à hydrogène.
Rendement hydrogène VS électrique à batteries | ||
|---|---|---|
| Étape du cycle énergétique | Voitures à hydrogène | Voitures électriques à batteries |
| Électricité de départ | 100 % | 100 % |
| Production d’hydrogène | De 70 % à 80 % (perte d’électrolyse) | - |
| Compression et/ou transport | Environ 90 % (compression, stockage et transport) | De 90 % à 95 % (pertes de ligne) |
| Utilisation dans le véhicule | De 50 % à 60 % (pile à combustible) | De 85 % à 90 % (moteur électrique) |
| Rendement global | Environ 25 % à 35 % | Environ 70 % à 85 % |
Pourquoi ne pas utiliser directement l’hydrogène ?
Passer par une pile à combustible pour convertir l’hydrogène en électricité peut sembler contre-intuitif. En effet, pourquoi ne pas utiliser l'hydrogène directement dans un moteur à explosion, comme de l'essence ? Cela éviterait une étape, et en principe, le rendement serait meilleurs ?
Même si c’est techniquement possible, cela présente plusieurs inconvénients :
- Un rendement (encore) plus faible : La pile à combustible convertit l'hydrogène en électricité avec un rendement de 50 % à 60 %. C'est une réaction électrochimique "froide" et efficace. Brûler de l'hydrogène dans un moteur classique a un rendement de seulement 25 % à 30 %.
- Plus de pollution : On dit souvent que l'hydrogène ne rejette que de l'eau. C'est vrai pour la pile à combustible, mais faux pour la combustion directe. Dans un moteur à explosion, la combustion se fait avec l'air ambiant à des températures très élevées. Cette chaleur provoque la création d'oxydes d'azote (NOx), des gaz toxiques et polluants atmosphériques.
Un carburant cher et peu disponible
Coût d’utilisation élevé
L'hydrogène n'est pas encore un carburant "bon marché" pour l'utilisateur moyen, que ce soit par rapport à l'électricité ou même aux carburants fossiles traditionnels.
Le prix de l'hydrogène à la station-service varie énormément selon les pays et le mode de production, mais les ordres de grandeur sont les suivants :
- En Europe (Belgique/Allemagne) : Le prix se situe généralement entre 15 € et 25 € le kilo, bien que l'industrie vise 10 € à terme.
- Consommation : Une voiture particulière consomme environ 1 kg pour 100 km.
- Coût aux 100 km : Il faut donc compter entre 15 € et 25 €.
Coût d'utilisation hydrogène VS électrique à batteries | ||
|---|---|---|
| Énergie | Coût pour 100 km (2025) | Verdict |
| Électricité (recharge domicile) | 5 € - 7 € | Le plus économique |
| Diesel / Essence | 8 € - 12 € | Intermédiaire |
| Hydrogène | 15 € – 25 € | Le plus cher actuellement |
Pourquoi est-ce si cher ?
Les prix de 15 € à 25 € par kilo correspondent à ce que l'on trouve actuellement en station-service. Mas il est important de faire la distinction entre le coût de production et le prix à la pompe.
Le coût de production (en sortie d'usine) varie fortement entre l’hydrogène "gris" et "vert" :
- Hydrogène gris (fossile) : Environ 1,50 € à 2 € le kilo. C'est le moins cher car il est produit à partir de gaz naturel (vaporeformage).
- Hydrogène vert (renouvelable) : Environ 4 € à 6 € le kilo. Il est produit par électrolyse de l'eau avec de l'électricité propre. Son prix dépend directement du coût de l'électricité et du prix des électrolyseurs.
Mais même si l'hydrogène gris ne coûte que 2 € à produire, vous le paierez beaucoup plus cher à la station. La différence sert à couvrir :
- La compression : Il faut une énergie colossale pour comprimer le gaz à 700 bars.
- Le transport : Camions citernes spéciaux ou pipelines.
- L'amortissement de la station : Une station hydrogène coûte environ 2 millions d'euros à construire. Et comme il y a peu de clients, chaque kilo vendu doit rapporter beaucoup pour éponger l'investissement.
Et à l’avenir ?
Les experts et les gouvernements (via des plans comme "Hydrogen Shot" aux USA ou les plans européens) visent un coût de production de 1 € à 2 € le kilo d'ici 2030-2035.
Si cet objectif est atteint, l'hydrogène pourrait devenir très compétitif, notamment pour les camions et les bus qui parcourent de longues distances et ne peuvent pas se permettre des temps de charge électriques trop longs.
Pas si durable que ça
Aujourd'hui, la majorité de l'hydrogène vendu en station est encore souvent de l'hydrogène gris (ou un mix), car c'est le seul économiquement viable pour les opérateurs de stations.
Actuellement, moins de 1 % de l’hydrogène produit dans le monde est à faibles émissions (principalement de l’hydrogène bleu). C'est tout le défi de la filière pour 2030 : baisser ses coût de production et faire grimper sa part à 4%.
Seulement 8 stations en Belgique
En Belgique, il n’y a en 2025 que 8 stations à hydrogène opérationnelles : Zaventem, Halle, Anvers (2), Louvain, Erpe-Mere, Herve et Ollignies (non public, uniquement pour les bus).
Pour les Bruxellois, Zaventem et Halle sont les plus proches. Comme il n’y a pas de station dans la Région de Bruxelles-Capitale, rouler à l’hydrogène reste impraticable pour beaucoup de Bruxellois.
2 fois plus chères que les voitures thermiques
Les piles à combustible sont complexes et utilisent des matériaux rares (comme le platine). Cela rend les voitures à hydrogène coûteuses à l’achat et à l’entretien.
D’autre part, stocker de l'hydrogène à 700 bars nécessite des réservoirs ultra-résistants en fibre de carbone, complexes et chers à fabriquer.
Enfin, contrairement à Tesla ou Renault qui produisent des centaines de milliers de voitures électriques, les voitures à hydrogène sont produites en petites séries, ce qui empêche les économies d'échelle.
Aujourd’hui, les prix des voitures particulières à hydrogène tournent encore souvent autour de 65 000 € à 80 000 €, tandis que les alternatives électriques sont disponibles dans de plus en plus de gammes de prix.
Fourchettes de prix en 2025 | ||
|---|---|---|
| Segment | Modèles représentatifs | Prix approximatif (neuf) |
| Entrée de gamme | Toyota Mirai (Finition Lounge) | 67 000 € - 73 000 € |
| Milieu / Haut de gamme | Hyundai NEXO | 75 000 € - 80 000 € |
| Luxe / Premium | BMW iX5 Hydrogen, NamX HUV, Hopium | 120 000 € - 150 000 €+ |
Des perspectives encourageantes
Les analystes et le Conseil National de l'Hydrogène prévoient que le prix des véhicules pourrait être divisé par 2. L'objectif est de rapprocher le prix d'un SUV à hydrogène de celui d'un SUV hybride ou électrique haut de gamme (autour de 45 000 € - 50 000 €).
Toyota et Hyundai travaillent sur des piles à combustible de "3ème génération" qui visent une réduction des coûts de production de 50 % grâce à une conception simplifiée et moins gourmande en métaux rares.
Alors pourquoi l’hydrogène ?
Malgré tous ses défauts, l’hydrogène conserve certains avantages sur le plan environnemental et pratique :
- Temps de ravitaillement : Faire le plein d'hydrogène prend seulement quelques minutes, contrairement aux batteries qui nécessitent des temps de charge plus longs.
- Autonomie : Elles offrent souvent une autonomie comparable, voire supérieure, aux véhicules électriques actuels (environ 600-650 km en moyenne pour un plein).
- Masse : Le système de l'hydrogène est généralement plus léger que les grandes batteries nécessaires pour une autonomie similaire.
- Durable : À condition qu’il soit produit avec de l’électricité verte, l’hydrogène n’engendre aucun gaz à effet de serre, que ce soit lors de sa production, ou de son utilisation comme carburant.
L’hydrogène a-t-il encore une carte à jouer ?
Probablement pas comme solution durable pour les voitures particulières. Les voitures à hydrogène semblaient prometteuses, mais elles se heurtent en pratique à plusieurs grands obstacles :
- Faible rendement énergétique
- Coûts de production élevés
- Faible disponibilité de l’hydrogène vert
- Priorité aux autres secteurs plus difficiles à décarboner
Pour la mobilité individuelle, les voitures électriques à batterie restent aujourd’hui le choix le plus logique.
Mais l’hydrogène reste intéressant là où les batteries deviennent trop lourdes ou peu pratiques, par exemple dans le transport lourd, ou d’autres secteurs difficiles à décarboner.
Curieux de savoir où l’hydrogène à encore un rôle à jouer ? Découvrez son rôle dans la transition énergétique.
