Bus à hydrogène

Les bus à hydrogène combinent une pile à combustible à un moteur électrique et une batterie pour augmenter l’autonomie du véhicule et bénéficier d’une recharge plus rapide. C’est une piste très intéressante pour réduire l’impact écologique des transports en commun.

Le transport représente une des principales sources d’émissions de CO2, surtout en France : 39 % des émissions totales de GES ! Une des solutions est le développement de véhicules électriques. Néanmoins, pour stocker l’énergie, les batteries ont plusieurs gros problèmes: elles sont lourdes et encombrantes; demandent du temps pour être rechargées; ont besoin de métaux rares.

Une piste pour répondre à ce challenge est utiliser du dihydrogène avec une pile à combustible pour générer de l’électricité sans émettre de CO2. Cette mobilité hydrogène pourrait être une solution: le stockage d’H2 est beaucoup plus dense, sa recharge plus rapide et son volume dépend peu de métaux rares.

Les émissions des autocars représentaient, en 2014, 4.8 millions de tonnes de CO2eq en France (1). Pour limiter ce volume et, en plus, protéger la santé des riverains, de plus en plus de collectivités se tournent vers des bus électriques et, ce qui nous intéressera ici, des bus à hydrogène.

Cet article fait partie de notre dossier “Hydrogène, autonomie et transition énergétique“.

L’intérêt des bus à hydrogène

Comme toujours avec l’hydrogène, il faut comparer avec les batteries, qui ont, par définition, un meilleur rendement (l’hydrogène étant un vecteur d’énergie). Contrairement avec la voiture à hydrogène, pour laquelle la balance penche largement et de plus en plus en faveur de la batterie, là … l’hydrogène semble fort. Les réservoirs sont beaucoup moins volumineux, permettent des autonomies de 300-400 km pour les poids-lourds et avec des temps de recharge minimes.

Le principal obstacle reste les modes de production de l’hydrogène. Ce dernier est en effet produit à 96% à partir de carburants fossiles (gaz naturel, pétrole et charbon) par des procédés très polluants.

Les bus à hydrogène aujourd’hui

De plus en plus de modèles de bus à hydrogène sont mis en circulation et de nombreuses villes s’en équipent.

Les différents modèles

  • Caetano : Le modèle H2.City Gold de Caetano a notamment été testé à Londres par la compagnie Abellio depuis fin 2020. Il aurait une autonomie de 400 kilomètres, une pile à combustible Toyota de 60 kW et pourrait emporter jusque 64 passagers. (8)
  • Mercedes : Mercedes avait expérimenté une trentaine de bus Citaro BZ équipés d’une pile à combustible en 2002, notamment dans le cadre des projets CUTE et HyFLEET:CUTE. Le constructeur allemand a révélé en 2009 un modèle qui a eu plus d’impact, le Citaro FuelCELL Hybrid (9), qui a notamment été utilisé en Suisse et à Hambourg. Il avait une autonomie de 250 kilomètres. (10)
  • Safra : Le Businova de Safra combine des batteries lithium-ion de 132kWh avec un réservoir de 30kg d’H2 compressé à 350bars et une pile à combustible Symbio de 30kW, qui permettent d’augmenter l’autonomie à plus de 350 km. Vous pouvez trouver leur revue de presse ici.
  • Solaris : Le Urbino 12 est un modèle d’autobus de Solaris lancé en 1999. Sa version électrique a fait ses débuts en 2012. Sa version à hydrogène a été présentée lors de l’UITP de l’International Association of Public Transport en juin 2019. Il a une autonomie de 350 km combinant une pile à combustible de 70kW avec une batterie lithium ion et 5 réservoirs de 312 litres de dihydrogène (11). Ils ont eu 57 commandes venant des Pays-Bas, d’Allemagne et d’Italie, dont 15 pour Cologne (12).
  • Van Hool : Van Hool a deux bus à hydrogène:
    • Le A330 Fuel Cell, qui fait 13 mètres, est l’un des bus à hydrogène « les plus vendus d’Europe ». Il est alimenté par 5 réservoirs de 322 litres d’H2 à 350 bars (13). Il aurait 350 km d’autonomie et une pile à combustible Ballard.
    • Le Exquicity, qui est un autobus ou trolleybus articulé de 18 ou 24 mètres pouvant être à hydrogène (14).
Schéma du système de propulsion du bus à hydrogène A330 FC
Schéma du système de propulsion du A330 FC à hydrogène. Crédits : vanhool.be

Les bus à hydrogène en France

Il y avait eu plusieurs tests dans les années 2000, qui ont avortés ou se sont révélés décevants. Par exemple, la RATP devait tester en 2003 un Irisbus Cristalis propulsé par une pile Air Liquide / Nuvera de 60 kW (15), mais ce test … n’eut finalement pas lieu.

Plusieurs projets de bus à hydrogènes sont d’actualité en France.

  • Pas-de-Calais : Le syndicat Mixte des Transports Artois-Gohelle a choisi d’équiper une ligne entre Bruay-La-Buissière et Auchel (Pas-de-Calais) exploitée par Transdev de 6 bus à hydrogène fin 2019. Les engins sont des Businova Safra équipés d’une pile à combustible Symbio, avec une autonomie de 330km. Chacun a coûté la coquette somme de 650 000€, auxquels s’ajoutaient 200 000€ de plus pour le contrat de maintenance (3). La station de recharge, développée par Engie, aurait couté 9 millions d’euros et son extenssion devrait en coûter 3 de plus.
  • Pau : Une flotte de bus à hydrogène a été mise en circulation à Pau le 19 septembre 2019. Baptisé « Febus », projet d’achat de 8 véhicules de maque Van Hool avait été soutenu par un financement européen de 1.45 millions d’euros sur un total de 10 millions d’euros pour les bus et 4.5 pour la station hydrogène (4).
  • Yvelines: Île-de-France Mobilités a choisi de tester la mobilité hydrogène avec deux bus à hydrogène Van Hool fin 2019. Les véhicules assureront la liaison entre Versailles et Jouy-en-Josas. Ils seront exploités par le transporteur Savac et alimentés en hydrogène par Air Liquide. (2) C’est une expérimentation qui permettra de s’assura de la possibilité d’étendre la démarche.
  • RATP: La RATP a, pour sa part, choisi le constructeur Solaris et son bus hydrogène Urbino 12 pour faire un test à partir de fin 2020 (5). L’engin reliera Choisy Sud et Porte d’Italie (ligne 185) et se ravitaillera à la station d’Air Liquide de Loges-en-Josas (6). Elle teste également un H2.City Gold de Caetano sur cette même ligne (7).
  • Autobus et bennes à hydrogène à Dijon: Dijon a entamé la construction d’une première station à hydrogène pour 7.5M€, mais c’est plusieurs autres stations et 45 bennes à ordures ménagères et 180 bus à hydrogène qui devraient suivre d’ici 2028, le tout pour 180 millions €.
  • Perspectives à Metz: Le maire de Metz, François Grosdidier, a annoncé sa volonté de développer l’hydrogène : « Je crois que c’est l’énergie de demain, notamment pour les transports lourds. C’est l’avenir dans lequel il faut s’engager ». Il penserait notamment aux bus et aux camions bennes. (Lorraine Actu) Rien de concret pour l’instant.

Pour aller plus loin

Sources:

  1. https://www.ademe.fr/expertises/mobilite-transports/chiffres-cles-observations/chiffres-cles
  2. https://www.usinenouvelle.com/article/le-premier-bus-a-hydrogene-de-france-debarque-dans-les-yvelines.N883780
  3. https://www.busetcar.com/territoires/le-premier-bus-a-hydrogene-francais-circule-sur-le-reseau-dartois-gohelle-624532.php
  4. https://www.bfmtv.com/economie/entreprises/industries/ces-villes-francaises-qui-font-le-pari-ecolo-mais-couteux-du-bus-a-hydrogene_AN-201909210044.html
  5. https://www.h2-mobile.fr/actus/ratp-debute-test-bus-hydrogene-solaris-air-liquide/
  6. https://www.leparisien.fr/yvelines-78/versailles-grand-parc-la-premiere-ligne-de-bus-a-hydrogene-a-sa-station-service-28-03-2018-7634199.php
  7. https://www.flotauto.com/ratp-h2-city-gold-20191202.html
  8. https://www.h2-mobile.fr/actus/caetano-city-h2-test-londres/
  9. https://mercedes-benz-publicarchive.com/marsClassic/en/instance/ko/World-premiere-of-the-Mercedes-Benz-Citaro-FuelCELL-hybrid.xhtml?oid=4913724
  10. https://electriccarsreport.com/2012/05/citaro-fuelcell-hybrid-buses-go-into-regular-service-in-switzerland/
  11. https://www.solarisbus.com/en/vehicles/zero-emissions/hydrogen
  12. https://www.automotiveworld.com/news-releases/solaris-hydrogen-bus-tested-in-paris/ ; https://www.automotiveworld.com/news-releases/solaris-starts-deliveries-of-urbino-hydrogen-buses-to-cologne/
  13. https://www.h2-mobile.fr/vehicules/bus-hydrogene/van-hool-a330-fc/
  14. https://fr.wikipedia.org/wiki/Van_Hool_ExquiCity
  15. https://www.transbus.org/construc/irisbus_cristalis.html

Articles intéressants:

  • BFMTV, « Ces villes françaises qui font le pari écolo mais coûteux du bus à hydrogène »
  • Transbus, « Autobus à hydrogène : pile à combustible »
  • H2mobile (ses derniers articles sur le sujet)
  • Turbo, « Dans nos villes, place aux bus à hydrogène »
  • L’autobus à hydrogène | Des idées plein la tech’, https://www.youtube.com/watch?v=SBi4sgoOy-g
  • Yvelines | Le premier bus à hydrogène de France dans les Yvelines, https://www.youtube.com/watch?v=K5v4IEq8Q6M
  • Les bus à hydrogène débarquent à Pau, https://www.youtube.com/watch?v=dPZ6eaVmFco