mercredi 28 mars 2012

Véhicules hybrides rechargeables


Parmi les véhicules dits « électriques », cette catégorie est la première à justifier du qualificatif « électrique ». Elle est actuellement peu représentée, bien qu’elle soit constitue une solution envisageable à moyen terme, poussée en première analyse par :

  • le renchérissement à prévoir des carburants issus du pétrole
  • la nécessité de réduire les émissions de CO2 selon les recommandations du GIEC
  • la réduction plus poussée des sources de pollution diverses dans les grandes villes.

Il est recommandé de lire d’abord le message sur les hybrides non connectables, dont l’explication des différentes architectures ne sera pas reprise ci-dessous.

Remarques préalables :

« Hybride » signifie que le véhicule dispose, en plus du moteur thermique conventionnel, d’un ou plusieurs moteurs électriques, et d’une batterie associée.

« Rechargeableable » ou « Plug in » signifie que la batterie a vocation à être rechargée à partir du réseau de distribution électrique, ce qui n’exclut pas qu’elle puisse l’être aussi par le moteur thermique entraînant un générateur.
Contrairement à un hybride non rechargeable, son hybridation porte non seulement sur la transmission, mais aussi sur la source d’énergie.

Les architectures ne sont pas différentes de celles d’un véhicule hybride non rechargeable, sauf en ceci qu’elles comportent en plus :
  • Au minimum un connecteur DC pour la recharge de la batterie par un chargeur extérieur. Dans ce cas, le chargeur fixe est relié au réseau ERDF 230 V.
  • Au plus un chargeur capable de recharger la batterie à partir d’une prise AC fixe  230 V normalisée.
Contrairement aux hybrides non rechargeables, elles nécessitent une infrastructure pour la recharge des batteries, mais celle-ci pourra être d'abord essentiellement domestique (chargeur ou prise dans le garage), puis s’étendre progressivement aux parkings collectifs d'immeubles d'habitation ou de bureaux, avant de s'étendre au domaine public, ce dernier n’étant pas critique puisque le véhicule dispose d’une large autonomie en mode thermique, et ne risque donc pas de tomber en panne de batterie, contrairement aux véhicules purement électriques.

Les batteries d’accumulateurs

Elles restent le composant critique du véhicule électrique.  La batterie idéale (qui n’existe pas) devrait tout à la fois apporter :
  • Une énergie spécifique élevée, de plus de 150 Wh/kg
  • Une énergie volumique  élevée, de plus de 200 Wh/dm3
  • Une puissance élevée, de plus de 1000 W/kg
  • Une durée de vie d’au moins 2000 cycles
  • Une autodécharge inférieure à quelques % par mois
  • Une gamme de température de fonctionnement de -20 à +60°C
  • Un prix inférieur à 100 € par KWh


La réalité figure dans le tableau ci-dessous, d’origine ADEME qui donne la réalité des technologies (mis à jour 2007). Il est un peu ancien, mais a été publié dans le rapport Syrota sur l’évolution de l’automobile, donc offre des garanties de sérieux. Certaines performances se sont sans doute améliorées, et certains prix ont baissé entretemps, mais les ordres de grandeur demeurent.

                Extrait du rapport Syrota

Ce tableau pourrait avoir une ligne supplémentaire, quotient du coût (dernière ligne) par le nombre de cycles (4ème ligne), qui est le coût du remplacement de la batterie par cycle et par KWh :
  • Plomb : 0,30 à 0,50 €
  • Ni-Cd : 0,30 €
  • Ni MH : 1,00 €
  • Zebra : 1,00 
  • LI-Ph : 0,80 €
  • Li-Ion : 1,40 €
  • Li-Polym : 6,00 €
A 1,00 € par cycle, le coût par cycle de remplacement de la batterie, représente environ 8 fois le coût de l’énergie qu’elle contient (environ 0,12 €/KWh) ! Rappelons que le coût TVA incluse, mais hors TIPP pour être comparable, du gazole au détail est d’environ 1€ par kg, qui donne 12 KWh avant rendement moteur, ou 4KWh après. Si l’énergie électrique est 2,5 fois moins chère que le gazole, la même énergie électrique chargée par le coût du renouvellement de la batterie est 4 fois plus chère…

Par surcroît, quand bien même l’électricité serait-elle verte, ou au moins exempte de CO2, ce coût de batterie est très loin d’être vert.

Tant que ces problèmes ne seront pas résolus, non seulement en laboratoire, mais surtout dans des filières industrielles compétitives, l’avenir du véhicule électrique connectable restera d’autant plus problématique que son autonomie sera élevée.

Autonomie et consommation des accessoires

Les besoins énergétiques d’un véhicule ne se limitent pas, et de loin à sa seule propulsion. Dans un véhicule conventionnel, on trouve notamment les consommateurs suivants :
  • Sous forme mécanique : le compresseur de climatisation (plusieurs Kw)
  • Sous forme thermique : le chauffage alimenté par les pertes thermiques du moteur, donc gratuit
  • Sous forme électrique, alimentés par l’alternateur
    • Eclairage et signalisation (200 à 400 watts)
    • Confort, ventilation et dégivrage lunette arrière (400 watts), rarement sièges chauffants
    • Affichage et sécurité (100 watts)
    • Pour le moteur thermique, sans objet en mode électrique : Ventilateur de refroidissement, allumage, injection, préchauffage, pompe à eau, pompe à carburant…

Au vu de ces ordres de grandeur, en mode électrique :
  • La climatisation est pratiquement exclue en mode électrique, sauf à pénaliser lourdement l’autonomie.
  • Le chauffage d’habitacle doit être fortement réduit, au profit de sièges chauffants qui chauffent le passager, pour les seuls sièges occupés, et faire appel à des pompes à chaleur aérothermiques.
  • Le désembuage de pare-brise à l’air chaud doit être remplacé par un désembuage électrique.
  • L’éclairage doit rechercher des solutions plus économes, type LEDs.
En dépit d’une régression évidente du confort, l’ensemble des consommateurs viendra réduire significativement l’autonomie en hiver ou par temps très humide.

Niveaux d’électrification des véhicules connectables

Minimum :

C’est un « full hybrid » auquel on a simplement ajouté un chargeur intégré ou extérieur sans augmenter la capacité de batterie. Son intérêt est minime, car le coût du chargeur ne pourra pas être amorti par l’économie résultant de la recharge partielle de la batterie par le réseau, et la contrainte de mise en charge n’est pas justifiée par l’enjeu. Basée sur une capacité de batterie de l’ordre de 1,5 KWh, pesant environ 30 kg, son autonomie électrique est très réduite, typiquement 2 ou 3 kilomètres. Chaque recharge d’une batterie aux ¾ vide ne stockera que moins de 0,15 € d’énergie électrique remplaçant 0,3 litre de carburant valant 0,45€, ce qui est insignifiant.

Urbain :

Ce véhicule principalement thermique reste proche du précédent, mais sa capacité de batterie est portée autour de 5 KWh, pesant environ 150 kg, et assurant une autonomie de 20 à 30 km à vitesse urbaine. Son architecture restera hybride parallèle ou à dérivation de puissance. La future Toyota Prius connectable (ci-dessous) rentrera typiquement dans cette catégorie. Elle conserve en mode thermique l’autonomie d’un véhicule normal et la capacité d’alimenter des auxiliaires, notamment le chauffage, sans réduire l’autonomie.


Cette augmentation de la capacité de batterie peut, selon les caractéristiques des machines électriques, améliorer les avantages issus de l’hybridation, indépendamment de la recharge par le réseau :
  • meilleure récupération d’énergie au freinage ou en descente.
  • fonctionnement électrique prolongé en encombrements et trafic urbain lent évitant l’usage du moteur thermique à puissance mécanique basse ou nulle, donc à mauvais rendement.
  • autonomie électrique « zéro émission au tuyau d’échappement » permettant, le cas échéant, l’accès à des centres-villes interdits aux véhicules thermiques.
 L’économie résultant de la recharge, c'est-à-dire du remplacement d’environ 1,5 litre de carburant, soit 2,40 € par 4 KWh, soit environ 0,50 € reste très faible. L’avantage de ce véhicule résulte donc plus d’une hybridation accrue que de la capacité de recharge qui fait figure d’alibi.

La recharge nocturne de la batterie d’un véhicule urbain dont la capacité est typiquement de 5 KWH dans un box ou parking privé ne pose aucun problème : il suffit d’une prise ordinaire 230 V 16 A qui, utilisée au ¼ de sa puissance, soit 4 ampères, assurera la recharge en 6 heures compte tenu du rendement. Aucune modification d’installation domestique n’est à prévoir. Tout abonné disposant d’un contrat, même minimum de 3 KW, peut y procéder, d’autant que cette charge, qui n’est pas prioritaire par rapport à d’autres utilisations, peut fort bien être délestée, c'est-à-dire mise temporairement hors service quand les autres consommateurs absorbent toute la puissance disponible selon le contrat.

Ce type de véhicule peut assez facilement se passer d’infrastructure publique, les recharges pouvant être limitées au domicile et au lieu de travail. Il bénéficie de l’autonomie normale d’un véhicule thermique quand il utilise ce mode.

L’augmentation de l’autonomie électrique nécessitant une augmentation de la capacité de batterie au-delà de 5 KWh,  qui n’apporterait plus d’avantages supplémentaires de l’hybridation, se heurtera au problème du coût de renouvellement des batteries dont on a vu que la quote-part par recharge était largement supérieure au coût de l’énergie électrique stockée, voire même au coût actuel de carburant taxé équivalent.   

Electrique à prolongateur :

Contrairement aux précédents, c’est un véhicule principalement électrique, à architecture hybride série: le moteur électrique est le plus puissant, typiquement 60 KW, et le seul à assurer la propulsion. La batterie est portée à au moins 20 KWh pour une autonomie électrique réelle de 100 à 150 Km selon la vitesse et le type de trafic.

En première approche, pour une berline moyenne, les performances en mode électrique sont approximativement les suivantes :
  • vitesse maximum : 165 km/h avec autonomie de 20 minutes ou 50 km, plus probablement bridée à 130 km/h, voire moins
  • autonomie à 130 km/h :           ½ heure ou                  60 km
  • autonomie à 110 km/h :           ¾ heure ou                  80 km
  • autonomie à 90 km/h :             1 heure ou                   90 km
  • autonomie à 70 km/h :             1 heure 30 ou            100 km
  • autonomie à 50 km/h :             2 heures 20 ou          120 km
Ses capacités d’accélération restent correctes, comparables à celles d’un véhicule thermique d’entrée de gamme, mais pénalisantes pour l’autonomie. Le freinage récupératif électrique assure la quasi-totalité des ralentissements pour un conducteur anticipant suffisamment, sauf en freinage d'urgence.

Inutile de souligner que le mode électrique ne peut satisfaire qu’à des applications urbaines. Il permet par exemple un aller et retour au centre de Paris à partir d’une des villes nouvelles (Cergy, Evry, St Quentin-en-Yvelines, Marnes-la-Vallée), mais pas à  partir des villes les plus éloignées de l’Ile-de-France, et ce, à condition de rester bien en-deçà des vitesses autoroutières.

La recharge de la batterie en station-service est difficilement envisageable, au vu de ses inconvénients :
  • Sa durée, qui dépend de la technologie des batteries, sera sans doute de l’ordre d’une heure, sauf à force la charge au détriment de la durée de vie.
  • La surface nécessaire pour recharger des véhicules en 60 minutes tous les 80 km, alors que le plein de carburant se fait en 6 minutes tous les 800 km, soit un facteur 100 ! En d’autres termes, le véhicule électrique passerait autant de temps en charge qu’en trajet, ce qui supposerait une surface des stations peu inférieure (moitié? quart?) à celle… des autoroutes !
  • Rien ne dit que le prix de vente de l’énergie électrique en station serait celui d’ERDF : il faudrait bien amortir les installations crées à cet effet, contrairement aux prises de parkings !
  • La problématique de la quote-part par recharge du coût de remplacement de la batterie jouerait ici à plein, et ne serait plus masqué par les avantages de l’hybridation. Elle fait de l’électricité stockée dans des batteries une énergie très coûteuse et fort peu verte.
Un groupe électrogène embarqué, dit « prolongateur » de puissance limitée, typiquement 30 Kw, assure une charge partielle ou permanente de la batterie si nécessaire, et évite ainsi la panne pour batterie vide, mais sans assurer la pleine puissance, ni la vitesse maximum déjà basse, et avec un assez mauvais rendement lié aux éléments en série : moteur thermique, alternateur, batterie si la consommation est différée, moteur électrique dont les pertes s’additionnent.

En mode thermique avec prolongateur de 30 Kw, la vitesse maxi permanente atteint 120 km/h sur sol plan, sans auxiliaires et sans recharge de batterie. En revanche l’autonomie ne dépend plus que de la capacité du réservoir de carburant. Sa consommation routière ne sera pas inférieure à celle d’un véhicule thermique conventionnel, et pourra même être supérieure si le rendement de batterie intervient, c'est-à-dire si le prolongateur n’est pas utilisé en permanence. Ses capacités transitoires d’accélération et en côte restent bonnes, car le moteur électrique peut, en tirant brièvement sur la batterie, développer une puissance largement supérieure à celle du prolongateur. La capacité d'optimiser le point de fonctionnement du moteur thermique du prolongateur n'existe que si la puissance requise ne dépasse pas environ 1/3 de la puissance maximum, soit 10 Kw dans cet exemple, soit encore 80 km/h.

Ce type de véhicule peut avoir un intérêt réel pour des applications spécifiques : messagerie urbaine, taxis de centre-ville, véhicules urbains en libre service, véhicules touristiques mais n’a pas vocation à faire des trajets interurbains, la capacité de batterie ne le permettant pas, et son architecture n’y étant pas favorable. L’économie sur l’énergie proprement dite peut monter à environ 3 € par recharge, soit 1000 € par an avec une recharge par jour, ce qui est significatif, rapporté à un kilométrage de l‘ordre de 30 000 km, mais ceci pour des raisons essentiellement fiscales, l’énergie électrique n’étant pas soumise à la TIPP et ne supportant que la TVA au taux réduit. Ce raisonnement ne prend pas en compte le coût de renouvellement des batteries, qui devra être réduit pour autoriser cette architecture.

lundi 19 mars 2012

Véhicules à hydrogène

Table des matières de ce blog


Vecteurs d’énergie : hydrogène et/ou électricité

La nécessité de réduire les émissions de CO2 s’ajoutant à la raréfaction des carburants liquides ou gazeux pose le problème du remplacement à moyen ou long terme des carburants actuels : essence, gazole, GPL. Ces derniers sont des énergies primaires, c'est-à-dire disponibles dans la nature, directement utilisables après raffinage, dans les moteurs thermiques des automobiles. Comment les remplacer ?

Une solution possible, mais limitée et contestée non sans raisons, est le recours au bioéthanol ou au biodiesel issus de l’agriculture. Nous n’en traiterons pas ici.

A défaut d’hydrocarbures, les énergies primaires restant disponibles sont :
  • Le charbon et le lignite, dont l’utilisation est très émettrice de CO2, qui servent pour une large part à produire de l’électricité.
  • La biomasse et les déchets, chimiquement proches du charbon à ceci près qu’étant renouvelables, leur émission de CO2 est compensée par leur renouvellement qui fixe la même quantité de CO2.
  • L’énergie hydraulique, importante mais de très faible potentiel d’accroissement en France pour des raisons géographiques, immédiatement convertie en électricité pour pouvoir être transportable,
  • L’énergie nucléaire thermique, pratiquement illimitée, mais souvent fortement contestée,  elle aussi immédiatement convertie en électricité pour la même raison,
  • L’énergie éolienne, très marginales, également contestée, toujours convertie en électricité, mais surtout « fatale » en ceci que l’on ne maîtrise pas sa survenance ou son absence dues au vent,
  • L’énergie photovoltaïque, électrique par nature et anecdotique, ou solaire thermique, à l’état de projet, tout aussi fatales, et même le plus souvent à contre-cycle,
  • L’énergie géothermique qui, malheureusement, n’est en France que rarement disponible, et ce à une température trop basse pour pouvoir être facilement utilisée pour de la production électrique.
L’électricité est donc le premier et le principal vecteur d’énergie : elle n’existe pas à l’état natif (si ce n’est dans la foudre, difficile à utiliser !). Elle a presque toutes les qualités, sauf une : elle est très difficile de la stocker. A l’échelle d’un réseau, la capacité des batteries est insignifiante et hors de prix. Ce qui n’a que peu d’inconvénient pour les consommateurs reliés à un réseau devient très problématique quand cette énergie est destinée à un véhicule automobile, ou pire, à un avion.

On a donc recherché quels vecteurs pourraient remplacer les carburants des véhicules et avions, ou même permettre de stocker l’énergie d’un réseau de distribution électrique.

Si on élimine tous les produits contenant du carbone pour les raisons figurant dans l’introduction,  et que l’on se limite à des produits liquides ou gazeux, la liste se réduit très vite et on arrive à l’hydrogène, qui peut être envisagé sous deux formes :
  • L’hydrogène H2
  • L’ammoniac anhydre NH3, à éliminer tout de suite (toxique, faible pouvoir calorifique et sa combustion produit des oxydes d’azote).

D’où vient l’hydrogène ?

Pour des raisons de coût de l’énergie électrique, il ne vient pas de l’électrolyse à froid d’une solution alcaline telle qu’on la montre dans l’enseignement. Cinq procédés principaux sont utilisables :
  1. Le vaporeformage du méthane selon la réaction endothermique (= qui absorbe de la chaleur) aboutissant à : CH4 + 2 H20 -->; CO2 + 4 H2  . Le méthane utilisé ne fournit que le ½ de l’hydrogène produit, le reste venant de l’eau : il y a un « effet de levier » d’un facteur 2.
  2. L’oxydation partielle d’hydrocarbure fait appel à de l’oxygène pur, selon la réaction exothermique suivante, établie pour du méthane : 2 CH4 + O2 + 3 H20 -->; 2 CO2 + 6 H2. Le méthane fournit les de l’hydrogène : l’effet de levier est réduit à 1,5.
  3. Le reformage autothermique est une combinaison des deux précédentes, thermiquement neutre : 3 CH4 + O2 + 4 H20 -->; 3 CO2 + 10 H2  . Le méthane fournit les 3/5 de l’hydrogène : l’effet de levier est de 1,67
  4. Par le cycle iode / soufre en trois réactions successives à températures élevées (200 à 900°C) qui aboutissent à :  H2O -->; H2 + ½ O2. Tout l'hydrogène vient de l'eau.
  5. Par électrolyse d’acide sulfureux (H2 SO3) selon cycle de Westinghouse à chaud aboutissant à :  H2O --> H2 + ½ O2 . Comme précédemment, tout l'hydrogène vient de l'eau.
Les 3 premiers procédés ont le gros inconvénient pour l’avenir d’utiliser pour une part l’hydrogène du méthane, donc une ressource fossile dont il faudra précisément à se passer un jour ! Les procédés 1, 4 et 5 nécessitent un apport de chaleur extérieure qui pourrait être nucléaire primaire, à condition d’installer cette opération près d’une centrale, et d'accepter cette énergie pour l'avenir. L’énergie électrique secondaire produit par la centrale nucléaire pourrait être utilisée pour le 5ème procédé, sous la même condition.

L’évolution du prix d’achat du méthane, du prix de revient de la chaleur nucléaire primaire disponible à une température suffisante, et du prix de vente de l’hydrogène pouvant se substituer aux carburants actuels, déterminera la part relative de ces différents procédés. Il doit être clair que cette substitution ne sera viable qu’avec des prix des hydrocarbures largement supérieurs aux prix actuels, mais, n’en doutons pas, cette condition se réalisera un jour !

L’hydrogène

Il a des qualités considérables :
  • disponible sous forme d’eau H2O en quantité illimitée,
  • pouvoir calorifique extrêmement élevé : 120 MJ/Kg, à comparer aux hydrocarbures (44 MJ/Kg),
  • sa combustion n’émet que de la vapeur d’eau, neutre, non polluante,
  • peut être utilisé dans une pile à combustible qui produit de l’énergie électrique avec un rendement significativement supérieur à celui d’un moteur thermique à combustion interne, mais très loin des 100%.
Mais aussi quelques sérieux inconvénients :
  • A l’état gazeux, sous la pression atmosphérique :
    • sa masse volumique n’est que de 89 g/m3, soit 10 MJ/m3,
    • à comparer avec le gaz naturel « G20 » (méthane) à 37,8 MJ/m3
    • ou avec le GPL « G31 » (propane) à 95,6 MJ/m3. 
Il faut donc le comprimer pour réduire son volume, jusqu’à des pressions très élevées de 700 bars, voire 1400 bars, qui réduisent le volume du facteur d’augmentation de la pression, mais qui augmentent le poids du réservoir dans des proportions considérables de l’ordre de 2,5 kg par litre à 700 bars ou 5 kg/litre à 1400  bars, soit, dans les deux cas, 5 kg de réservoir pour 125 g d’hydrogène, un facteur 40 !
  • A l’état liquide :
    • L’hydrogène bout à -253°C (20°K). Sa masse volumique est très basse, 71 kg/m3, 11 fois  inférieure à celle de l’essence. Le réservoir doit rester ouvert pour permettre l’évacuation de l’hydrogène gazeux, ce qui impose de le stocker à l’air libre. Sa liquéfaction est difficile et énergivore. Par comparaison :
    • Le méthane bout à -162°C (111°K). Sa masse volumique est de 423 kg/m3. Sa liquéfaction est plus facile, mais pas gratuite. Pour lui aussi, le réservoir doit rester ouvert.
    • Le propane bout à -42°C (231°K) à la pression atmosphérique, mais reste liquide sous une pression de  8 à 10 bars à température ambiante. Sa masse volumique est de 510 kg/m3. On peut donc le stocker dans un réservoir clos sous une pression raisonnable.
Seul le propane est utilisable à l’état liquide à température ambiante dans un véhicule routier. Les autres ne peuvent être utilisés qu’en l’état de gaz comprimé.

L’hydrogène utilisé en vecteur d’énergie doit donc être utilisé :
  • Dans un véhicule routier, en l’état de gaz comprimé à 700 ou 1400 bars dans un réservoir (hypothèse : fibre de verre et résine époxy) qui pèse 100 kg pour 2,5 kg d’hydrogène équivalents à 7,1 kg de gazole, avec un avantage supplémentaire de rendement de l’ordre de 40%, soit 10 kg de gazole si l’hydrogène est utilisé dans une pile à combustible. Son autonomie sera limitée par la masse du réservoir !
Additif du 28 septembre 2013: Les chiffres pessimistes ci-desssus se trouvent confirmés par un communiqué trimphant de GM publié le 26 mai 2014, qui a testé 30 Opel HydroGen4 qui "ont fait plus de 2700 fois le plein d'hydrogène et ont parcouru 350000 km" en Allemagne. Ces véhicules ont donc parcouru en moyenne 350000 km / 30 = 12700 km : aucun conclusion ne peut en être tirée sur la longévité des piles à combustible. L'autonomie moyenne pratique de ces véhicules a été de 350000 km / 2700 pleins = 130 km, à peine supérieure à celle d'un véhicule électrique. On est loin de performances qui justifieraient le coût de l'hydrogène qui, selon toutes les hypothèses, restera très élevé, et l'investissement colossal dans le déploiement du réseau correspondant.
  • Dans un avion dont on fait le plein d’hydrogène liquide juste avant le décollage dans des réservoirs 4,4 fois plus grands, mais dont le contenu sera malgré tout 3 fois plus léger, par rapport au kérosène.
Les architectures de véhicules à hydrogène

1- Hydrogène – électrique : Réservoir haute pression d’hydrogène comprimé + pile à combustible + moteur électrique. La pile à combustible améliore le rendement qui pourrait atteindre 50% au lieu de 40% pour un moteur thermique. Un réservoir de 200 kg, contenant 5 kg d’hydrogène, ici équivalents à 23 litres de gazole assurant une autonomie sur autoroute de 300 km, est un minimum. Le développement, le coût et la maintenance de la pile à combustibles sont encore des inconnues majeures et nécessitent des investissements considérables.

2- Mixte électrique : Réservoir haute pression d’hydrogène comprimé + pile à combustible + batterie + moteur électrique. Cette architecture qui diffère de la précédente par l’adjonction d’une batterie également très lourde, aboutit à réduire l’autonomie à poids égal, mais sa mixité permet deux types de recharge : on peut penser que les bornes de recharge électriques, plus faciles à installer et reliées à un réseau électrique existant, seront plus nombreuses que les stations service à hydrogène. La recharge électrique est en revanche beaucoup plus lente. Il est peu probable que cette architecture se développe.



3 -Hydrogène thermique : Réservoir haute pression d’hydrogène comprimé + moteur thermique. Un réservoir de 200 kg est ici équivalent à seulement 16 litres de gazole, inférieure à celle de l’architecture 1 à cause du moindre rendement du moteur thermique. Elle a néanmoins l’énorme avantage d’un développement simple et peu coûteux : le moteur est peu différent d’un moteur au GPL, lui-même très proche d’un moteur à essence. 


4 - Mixte thermique : Réservoir haute pression d’hydrogène comprimé + réservoir basse pressions de GPL + moteur thermique. Il ne diffère de l’architecture 3 ci-dessus que par l’adjonction d’un réservoir supplémentaire de GPL (liquide, comme son nom l’indique, sous une pression modérée), qui intervient comme prolongateur après épuisement de l’hydrogène. Un double dispositif d’alimentation en gaz permet au moteur fonctionner indifféremment avec l’un ou l’autre. Rien ne s’oppose à un réservoir de GPL assurant une autonomie assez importante, par exemple 50 litres équivalents à 30 litres de gazole. Moins « verte » que les précédentes, puisqu’elle recourt encore au gaz de pétrole en prolongateur, cette architecture est la plus probable dans l’hypothèse « hydrogène », comme facile à développer et acceptable pour l’utilisateur. Elle pourrait aussi se faire à l’essence, mais avec moins d’éléments communs (Essence en injection directe, alors que le gaz est aspiré par dépression dans un venturi). 

5 - Hydrogène – Trolley : Identique aux architectures 1 ou 2, avec adjonction d’un trolley pour connexion aux lignes aériennes d’autoroutes électrifiées.  L’autonomie autoroutière est illimitée grâce au trolley qui fournit l’énergie de propulsion et peut en plus recharger la batterie (cas 2). Mais l’hydrogène et son indispensable pile à combustible sont-il encore justifiés ?