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L'hydrogène s'invite sur les locomotives européennes

La société Alstom a développé le Coradia iLint, premier train de voyageurs au monde alimenté à l’hydrogène. ©BELGAIMAGE

Le train à hydrogène gagne en maturité. Alstom a des contrats en Allemagne et en France. Toyota travaille depuis Bruxelles à des modules à installer sur des rames existantes.

Alors qu’il n’y en a plus que pour la mobilité électrique actuellement, une frange importante de l’industrie croit surtout dans l’hydrogène et dans la pile à combustible comme solution de mobilité à long terme.

C’est particulièrement le cas d’une entreprise comme Toyota. Le pionnier du véhicule hybride en est déjà à la deuxième version de sa voiture à pile à combustible, la Mirai. Mais surtout l’entreprise nippone pense que la technologie peut s’imposer dans de nombreux secteurs industriels.

Un de ces secteurs fait de plus en plus parler de lui, c’est le train. Le train à hydrogène est vu par beaucoup comme la solution idéale pour remplacer les trains diesel sur les portions de voies non électrifiées.

En tête de cette innovation : Alstom. La société a développé le Coradia iLint, premier train de voyageurs au monde alimenté à l’hydrogène. Le train a été conçu en Allemagne et en France. De septembre 2018 à fin février 2020, deux Coradia iLint ont parcouru avec succès plus de 180.000 kilomètres en service régulier de transport de passagers en Allemagne.

L’hydrogène est stocké en toiture, tout comme la pile à combustible. Les trains ont des batteries lithium qui stockent une partie du surplus d’énergie produite par la pile ou récupérée par énergie cinétique au freinage.

La technologie est très intéressante pour se défaire du diesel dans le rail, surtout sur de longues distances pour lesquelles des trains à batterie sont peu adaptés. L'Allemagne est pionnière en la matière. C'est le pays européen avec le plus grand nombre de km de rails non électrifiés (Plus de 25.000 km, soit environ 38% du réseau).

1 million d'euros
le kilomètre
"L'électrification des lignes ferroviaires reste coûteuse, elle est estimée à environ 1 million d'euros par kilomètre", estime-t-on chez Alstom.

"L'électrification des lignes ferroviaires reste coûteuse, estimée à environ 1 million d'euros par kilomètre. Les batteries avec une capacité adéquate - et donc une autonomie - pour remplacer les réservoirs diesel sont confrontées au problème du poids et de la durée de vie limitée en raison de la charge rapide répétée", estime-t-on chez Alstom.

En Belgique, il a été estimé par les autorités que pour l'heure, le train à pile à combustible n'était pas encore pertinent, même si le ministre de la Mobilité, Georges Gilkinet, regarde la technologie avec intérêt pour l'avenir.

Le train d'Alstom a passé avec succès des tests en Allemagne, Autriche et aux Pays-Bas. Plusieurs commandes ont suivi par exemple en Allemagne puis en France.

Un peu de belgitude

Mais Alstom n’est pas seule sur ce créneau. Toyota travaille aussi d'arrache-pied sur la technologie, au Japon, mais aussi à son siège européen à Bruxelles. Toyota y a ouvert une unité dédiée avec des équipes commerciales, d’ingénierie et d'assemblage des modules, à deux pas du siège de l'Otan.

L'approche de Toyota est différente. Il s'agit en fait de fournir des modules de piles à combustible et de les intégrer sur des applications existantes comme des trains. L'idée est que la solution puisse s'installer sur du matériel de partenaires et qu'il soit également possible de choisir l'autonomie nécessaire via l'hydrogène et les batteries selon les profils d'utilisation.

"Notre objectif est de démontrer la compétitivité en termes de performances, de durabilité et de respect de l’environnement de la technologie des piles à combustible de Toyota dans le secteur ferroviaire."
Vasilis Kopelas
Manager du Fuel Cell Business Group chez Toyota

Les tests sont en cours au sein d'un consortium européen FCH2RAIL (Fuel Cell Hybrid Power Pack for Rail Applications). Il est notamment prévu de tester le système sur un train espagnol avec Renfe.

"Notre objectif est de démontrer la compétitivité en termes de performances, de durabilité et de respect de l’environnement de la technologie des piles à combustible de Toyota dans le secteur ferroviaire en tant qu’alternative aux solutions diesel existantes", nous répond Vasilis Kopelas, le manager du Fuel Cell Business Group. Il entend de la sorte "mieux comprendre le marché du train et faire en sorte que nos développements futurs répondent aux exigences des équipementiers et des opérateurs ferroviaires".

"Le rendement énergétique sur le cycle complet de l'hydrogène est globalement comparable au moteur thermique classique."
Raphaël Tilot et Denis Boudailliez
Executive VP Renewables & Hydrogen et VP Manufacturing EU chez John Cockerill

Évidemment, pour que l'hydrogène soit vraiment intéressant pour le climat, il faut le produire à base d'électricité verte. "L’idéal est en fait d’avoir une concentration de production de renouvelables de différents types", détaillent Raphaël Tilot et Denis Boudailliez, chez John Cockerill. Les opposants à la technologie estiment que la production d'hydrogène, même si elle est verte, implique trop de pertes énergétiques, particulièrement si on la retransforme en électricité ensuite. Les deux vice-présidents de John Cockerill répondent que "le rendement énergétique sur le cycle complet de l'hydrogène est globalement comparable au moteur thermique classique" et qu'il va s'améliorer. Surtout, l'hydrogène vert est une réponse aux surplus de production du renouvelable et constitue un stock inaltérable.

La Belgique peut jouer un rôle majeur dans l’hydrogène vert

Chez John Cockerill, on estime que la Belgique peut jouer un rôle majeur dans l’hydrogène vert car elle dispose d’une véritable filière, "débutant avec les champs d’éoliennes en mer du Nord qui produisent quantité d’énergie verte et se poursuivant avec un gestionnaire de réseau (Fluxys), des acteurs de premier plan pour la mobilité tels que VanHool (camions) et Colruyt".

Le groupe estime disposer "d’une avance technologique importante, avec des électrolyseurs parmi les plus puissants du marché".

John Cockerill pense créer à terme plus de 300 emplois entre la France et la Belgique grâce à l’activité hydrogène. "Il s’agira d’emplois à forte valeur ajoutée, en particulier R&D et fabrication [...] Nous avons donc une opportunité unique de développer une activité d’avenir à portée mondiale basée ici chez nous en Wallonie", y dit-on.

Combinez ceci aux équipes d'ingénieurs de Toyota à Bruxelles, qui sont "profondément impliquées dans le développement des modules compacts de piles à combustible, ainsi que dans leur intégration dans les applications clients", et vous comprendrez que la Belgique est très bien positionnée dans le train à hydrogène.

Le résumé

  • Les trains à piles à combustible à hydrogène sont vus par beaucoup comme une belle alternative aux trains diesel.
  • Alstom a déjà des produits finis et a reçu des commandes en Allemagne et en France.
  • Toyota développe à Bruxelles des modules compacts de piles à combustible à intégrer dans des applications partenaires, notamment les trains.
  • John Cockerill pense qu'"avec l'hydrogène, nous avons une opportunité unique de développer une activité d’avenir à portée mondiale basée ici chez nous en Wallonie".

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