3 septembre 2013

Commercialisation d’une berline à pile à combustible Toyota à partir de 2015

Toyota estime que les solutions apportées par le véhicule à pile à combustible (PAC) aux problèmes d’énergie et de pollution le rapprochent au plus près de l’éco-voiture ultime, l’hydrogène étant une source d’énergie idéale car ultra-propre. Ce type de véhicule à hydrogène sera commercialisé par le constructeur à partir de 2015 en Europe, au Japon et aux États-Unis.

Le FCV-R Concept – dévoilé au Salon de l’Automobile de Tokyo 2011 – témoignait d’avancées en termes de performances, de consommation de carburant et d’encombrement par rapport au FCHV-adv, concept plus ancien d’un véhicule à PAC basé sur le SUV Highlander et présenté en 2008. Mesurant 4,745 m de long, 1,510 m de haut et 1,790 m de large, la berline FCV-R Concept dispose d’une autonomie d’environ 700 km (Selon le cycle d'essais japonais JC08) tout en n’émettant localement aucun rejet de CO2 et de gaz polluants. Parallèlement, des progrès ont aussi été accomplis sur la pile à combustible elle-même et sur les réservoirs d’hydrogène.

Projet Toyota FCV-R en 2012

L'augmentation notable de son efficacité énergétique s’est traduite par une nette diminution de taille des réservoirs d’hydrogène. Ceux-ci ne sont plus au nombre de quatre mais de deux et leur conception nouvelle a permis l'emploi d’autres matériaux, la modification de leur procédé de fabrication et, en fin de compte, la réduction des coûts. Ces deux réservoirs et la pile sont installés sous le plancher, ce qui préserve le volume de l’habitacle et du coffre afin de créer une berline familiale très pratique. Une batterie d’une puissance de 21 kW sert à stocker l’énergie récupérée au freinage.

Selon Toyota, la pile qui équipera le modèle appelé à sortir en 2015 affiche actuellement le record mondial de densité de puissance, avec 3 kW par litre – soit plus du double de la densité de celle du FCHV-adv présenté en 2008. Dans notre dossier L’essor de la voiture à pile à combustible publié en 2012, nous avions écrit : « La PAC développée par le CEA atteint actuellement les 2,1 kW/litre alors que le prototype GENAPACV développé en 2006 avec PSA Peugeot Citroën était encore qu’à 1,5 kW/l (volume complet sans le stockage d’hydrogène et l’éventuel échangeur thermique extérieur). La meilleure du marché est probablement celle de Nissan avec un 2,5 kW/l. »

La mise au point d’un survolteur à haut rendement a permis d’augmenter suffisamment la tension du système pour diminuer à la fois la taille du moteur électrique et le nombre d’éléments de la pile. Conséquence : le nouveau système est à la fois moins coûteux et plus performant, tandis que la pile elle-même est deux fois plus légère et plus petite que la version antérieure installée sur le concept FCHV-adv de 2008. Pour donner la mesure des progrès accomplis en matière d’efficacité énergétique depuis 1992, l’autonomie est passée de 330 km à 830 km (cycle d'essais japonais 10-15). Simultanément, la plage opérationnelle de la pile à combustible s’est considérablement accrue, le démarrage par très grand froid étant désormais possible jusqu’à -30 °C grâce à l’adoption de nouveaux matériaux de fabrication.

Parallèlement, les efforts se sont concentrés sur l’indispensable réduction des coûts. Ainsi, le prix du système (comprenant la pile à combustible et les réservoirs d'hydrogène comprimé) a été divisé par 10 par rapport à celui du FCHV-adv. Mais pour que le système soit commercialement viable, Toyota compte le réduire encore de moitié et atteindre ainsi le 1/20ème de ce coût initial. S’il semble aujourd’hui réaliste de parvenir à un tarif véhicule inférieur à 10 millions de yens (80 000 €), TMC compte poursuivre cette baisse des coûts pour commercialiser le futur modèle à un prix plus abordable.

Toyota estime qu’à partir des années 2020, les FCHV auront atteint le stade de grande diffusion et compte en vendre des milliers chaque année. Plusieurs facteurs viendront doper ce marché : l’apparition de nouvelles évolutions techniques, l’implantation progressive de stations-service d’hydrogène et la réduction des coûts liée à l’arrivée à maturité de cette technologie.

  Yvonnick Gazeau

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