Essence, électricité ou hydrogène, qui l’emportera?

L’apparition des véhicules électriques peut vous sembler récente, mais leur histoire est aussi ancienne que celle des automobiles à essence. On remonte la trace des automobiles électriques jusqu’au milieu du 19e siècle. Saviez-vous qu’au début du 20e siècle celles-ci étaient encore souvent préférées à leurs cousines à propulsion à vapeur ou à essence? Ce n’est qu’avec le développement de la Ford T par Henry Ford et de la ligne de montage en 1908 que les véhicules à essence commencèrent à constituer un moyen de transport pratique et économique.
La bataille entre les moteurs à essence et électrique continue jusqu’à ce jour, alimentée par des questions d’écologie. L’agence américaine de protection de l’environnement (EPA) nous informe qu’en 2016, près de 23 % de l’ensemble des gaz à effet de serre aux États-Unis provenaient des véhicules de transport légers, véhicules utilitaires et poids lourds. Les chiffres canadiens sont similaires à ceux des États-Unis, et près de 15% de l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre dans le monde sont issues du transport (ce chiffre incluant aussi les navires et les avions).

Il est clair que les effets du changement climatique ne peuvent pas être combattus sans une réduction drastique des émissions de gaz à effet de serre des moyens de transport individuels. Pour répondre à ce problème, les constructeurs automobiles se concentrent sur le groupe motopropulseur, qui peut être actuellement à essence, électrique ou à hydrogène.

Électricité: une progression foudroyante
Même s’il semble au premier abord que les véhicules électriques l’emportent haut la main dans ce domaine puisqu’ils n’émettent pas directement de gaz à effet de serre, ils se trouvent encore aujourd’hui face aux mêmes défis qu’il y a plus d’un siècle dans leur comparaison avec les véhicules à essence.

Les deux problèmes les plus pressants sont l’autonomie et les infrastructures de recharge. Les premiers véhicules électriques modernes comme la Nissan Leaf et la Mitsubishi i-MiEV disposaient d’une autonomie d’un peu plus de 100 km et le manque de stations de chargement les limitaient à un usage comme véhicule de ville pour des courts trajets ou comme deuxième automobile dans la proche banlieue. Les véhicules plus récents, comme la Chevrolet Bolt, la Tesla Model S, la Hyundai Kona EV et la deuxième génération de Nissan Leaf, offrent une autonomie allant jusqu’à 400 km et ont accompli beaucoup de progrès pour éliminer l’angoisse de la panne sèche.

Les infrastructures de chargement des véhicules électriques poursuivent leur croissance grâce aux efforts conjugués d’investisseurs privés et de groupes d’intérêts gouvernementaux. Les véhicules électriques de grande autonomie peuvent maintenant parcourir le pays en se ravitaillant dans un réseau de stations de chargement déployées de manière stratégique; le développement d’une infrastructure encore plus étendue et plus complète se poursuit.

Essence: profiter de chaque goutte
En dépit de l’évolution des véhicules électriques, il serait faux de suggérer que le moteur à essence est sur le déclin. En effet, des milliards de dollars sont investis en recherche et développement pour pousser cette technologie séculaire à des niveaux inégalés d’efficacité: le moteur à combustion interne pourrait bien conserver sa place pendant encore de nombreuses années.
Dans de nombreux cas, le premier effort consiste à mettre les nouveaux modèles de véhicules au régime.

En 2015, Ford fit les gros-titres avec le lancement de la 13e génération du véhicule utilitaire sport F-150, en annonçant l’utilisation d’un aluminium de qualité militaire remplacerait l’acier traditionnel pour la carrosserie. Ce changement réduisit le poids total de 320 kg par rapport à la précédente version, et améliora la consommation d’essence. L’utilisation de matériaux légers a augmenté dans tout le secteur, car les gains en efficacité profitent non seulement aux modèles à essence, mais aussi aux modèles électriques, qui partagent souvent une plateforme commune.
Les moteurs ont fait l’objet d’importants efforts de recherche et développement. L’efficacité thermique est souvent perçue comme un point à améliorer, puisque les plus efficaces moteurs possèdent une efficacité thermique, comme ceux de la Toyota Prius ou Hyundai Ioniq, d’à peine 40 %. Avec une telle perte de chaleur, toute amélioration dans sa conservation et dans l’utilisation de l’énergie contribuerait à la réduction de la consommation d’essence et de l’émission de gaz carbonique.

Un autre progrès excitant à suivre provient du côté de Mazda, qui s’apprête à lancer son nouveau moteur SkyActiv-X d’ici l’an prochain. Le Graal de la technologie à essence consiste à trouver un moyen d’associer l’efficacité des moteurs à compression fonctionnant au diesel, mais générant des particules fines plus nocives et le meilleur taux de combustion du moteur à essence, dont l’inconvénient est leur plus grande consommation de carburant. SkyActiv-X a trouvé une manière d’associer ces deux méthodes et les premiers tests se révèlent très positifs.

Hydrogène: ce n’est pas un écran de fumée
Même si l’attention du public se tourne plutôt vers les groupes motopropulseurs électriques et à essence, une troisième technologie continue de recevoir des investissements de R et D et possède de fait la préférence de certains dirigeants du secteur automobile.

La technologie de pile à hydrogène offre un mélange séduisant de déplacement sans émissions et de rapidité de ravitaillement. En effet, les réservoirs de stockage à hydrogène se remplissent en 3 à 4 minutes et offrent généralement une autonomie d’environ 500 km pour les véhicules actuels, comme le Hyundai Tuscon FCEV et le Toyota Mirai (non offerts au Canada). Le mélange de l’hydrogène et de l’oxygène au sein des piles à combustible crée une charge électrique qui propulse le véhicule en ne rejetant que de la vapeur d’eau (H2O) par le pot d’échappement.
L’attrait de la technologie du moteur à hydrogène est pondéré par différents facteurs, notamment la rareté des infrastructures de ravitaillement en hydrogène. Le développement de ce réseau pourrait être accéléré en cas de regain d’intérêt pour les véhicules à hydrogène, mais cette éventuelle popularité dépend de l’infrastructure disponible, ce qui crée un problème du type l’oeuf ou la poule. Il serait néanmoins malavisé d’écarter complètement le potentiel de cette solution compte tenu de la combinaison unique d’avantages que la technologie de la pile à hydrogène possède sur ses deux concurrents.

Conclusion
Il n’y a pas suffisamment d’études disponibles pour établir laquelle de ces trois technologies de propulsion l’emportera éventuellement sur ses concurrents au cours de la prochaine décennie, ou deux. Compte tenu de leur contribution individuelle à l’objectif à long terme de réduction des émissions de gaz à effet de serre dans les véhicules de transport individuel, peu importe laquelle de ces trois technologies l’emportera, les consommateurs et l’environnement bénéficieront de ces avancées.

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