Le moteur à combustion hydrogène au banc d’essai

Quelle alternative au diesel pour les bus du transport régional ? Les Transports publics fribourgeois (TPF) et la Haute école d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA-FR) examinent des solutions pour des champs d’application à peine couverts par des bus électriques et mettent, ce faisant, l’accent sur les moteurs à combustion hydrogène.

Bien que l’entreprise de transport TPF exploite les lignes de bus dans les villes de Fribourg et de Bulle, la majorité de ses bus circulent en transport régional. Beaucoup de ces bus sont articulés et circulent toute la journée en desservant des lignes à la topographie souvent difficile et parcourant ainsi entre 300 et 350 kilomètres par jour. Il n’existe pas encore de bus électriques capables de couvrir de telles distances sans recharge intermédiaire, particulièrement coûteuse en zone rurale.

Pour ces zones, les solutions à base d’hydrogène peuvent constituer une alternative intéressante, malgré leur rendement énergétique moindre par rapport aux bus électriques. Les bus à pile à combustible sont déjà disponibles sur le marché depuis quelques années. Les bus équipés d’un moteur à combustion hydrogène sont pour le moment moins développés. Dans deux études cofinancées par l’OFT (P-155 et P-255), les TPF, avec le soutien de l’HEIA-FR et de Fiat Powertrain Technologies, examinent la faisabilité technique et économique de l’utilisation de tels bus. L’étude P-155, déjà terminée, conclut qu’il est en principe techniquement faisable d’équiper des bus d’un moteur à combustion hydrogène et que leur prix est également compétitif sur les zones extra-urbaines.

Compétitif à double titre : premièrement par rapport aux bus électriques dont l’exploitation en transport régional est plus complexe et chère, puis deuxièmement par rapport aux bus à pile à combustible. Un bus équipé d’un moteur à combustion hydrogène s’avère plus efficient à plus grande vitesse ou dans des pentes importantes que ses « demi-frères techniques ».

Le moteur à combustion hydrogène a également ses défauts : la combustion d’hydrogène, à l’instar de la combustion de carburants fossiles, génère des oxydes d’azote : C’est pourquoi le projet P-255 s’intéresse notamment à trouver un moyen de réduire quasi complètement les émissions d’oxydes d’azote.

Les TPF examinent actuellement les quatre alternatives au diesel : les bus à batterie et les trolleybus pour l’utilisation en zone urbaine, les bus à pile à combustible et les bus à moteur à combustion hydrogène pour le transport régional. Deux ou trois bus à pile à combustible seront probablement mis en service dès 2024 dans le cadre d’un projet-pilote. L’hydrogène vert nécessaire à cet égard sera produit localement dans la centrale hydroélectrique de Schiffenen. Du point de vue de l’efficience, les bus équipés d’une grande batterie et d’une petite pile à combustible s’avèrent d’ailleurs particulièrement intéressants : de tels bus roulent alors principalement avec l’énergie plus efficiente de la batterie, tandis que la pile à combustible ne sert qu’à augmenter l’autonomie quotidienne des quelque 150 km manquants.

P-155 Rapport final

P-255 Description brève

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