Alstom a récemment annoncé que son prototype de train à hydrogène, baptisé Coradia iLint, avait été homologué par les autorités fédérales allemandes. Ce train, destiné au transport des voyageurs, représente une première mondiale. Il devrait également circuler en France, si les tests s’avèrent concluants.
Le constructeur Alstom vient de recevoir le feu vert de l’Autorité ferroviaire allemande (EBA) pour lancer le service commercial de son train à hydrogène sur le réseau ferré d’outre-Rhin. Des pistes se dégagent actuellement pour faire rouler le Coradia iLint en France. En effet, un rapport de la mission parlementaire sur le train à hydrogène sera remis fin septembre à Matignon. Ne rejetant ni CO2 ni particules fines, les moteurs à hydrogène s’imposent comme une solution technique idéale. Ce premier rapport vise à étudier le potentiel de cette technologie en vue de l’expérimenter d’ici à 2022.
De la vapeur d’eau et de l’eau condensée pour seules émissions
Vu de l’extérieur, le Coradia iLint s’apparente à un train tout à fait banal. Toutefois, un petit détail le différencie des trains régionaux : cette locomotive ne rejette pas un gramme de CO2. Propulsée par une pile à combustible, elle est basée sur le Coradia Lint 54, un modèle Diesel conçu par Alstom. Ces trains, destinés aux voies non électrifiées, sont très répandus sur les lignes régionales allemandes, mais également en France où ils représentent encore la moitié du parc. Mais contrairement au Coradia Lint 54, ce nouveau modèle est silencieux et engendre pour seules émissions de la vapeur d’eau et de l’eau condensée.
Le fonctionnement du train à hydrogène est relativement simple : l’hydrogène stocké dans les réservoirs se mélange à l’oxygène de l’air dans la pile à combustible. Cela entraîne la production d’électricité permettant d’alimenter le train, et d’eau rejetée dans l’atmosphère. Dans le détail, ce processus est un peu plus compliqué. En effet, l’électricité produite peut être utilisée par les moteurs ou stockée dans les batteries. Par ailleurs, un système de convertisseur/inverseur vérifie que l’électricité alimente correctement le moteur et assure la récupération de l’énergie de freinage contenue dans les batteries. Ce système complexe fonctionne grâce à des algorithmes créés pour optimiser l’utilisation de ces flux d’énergie.
Selon le constructeur Alstom, le Coradia iLint permettrait de réduire de 45 % les émissions de CO2 lorsque l’hydrogène provient d’hydrocarbures. Mais l’hydrogène peut aussi être produit grâce aux énergies renouvelables. La réduction de CO2 par rapport à un train Diesel serait alors de 100 %. L’entrée en service commercial de ce nouveau train en Allemagne puis en France marque une étape cruciale pour Alstom qui y voit une révolution dans la mobilité sans émissions.
Où en est le projet français du train à hydrogène ?
Le Coradia iLint sera inauguré le 16 septembre 2018 en Allemagne. En France, une mission parlementaire a été lancée afin d’étudier le projet développé par Alstom. Cette mission a été confiée par le Premier ministre à Benoît Simian, député LREM de la Gironde, qui devrait remettre un prérapport fin septembre avant le rapport final fin novembre. En France, le train à hydrogène circulerait sur des lignes non électrifiées, c’est-à-dire dans les zones classées parcs naturels régionaux ou proches des métropoles, et viendrait donc remplacer les trains Diesel.
Le rapport doit notamment trancher la question de la fourniture de l’hydrogène (hydrogène issu d’une production solaire ou éolienne, ou hydrogène produit à partir d’hydrocarbures). Celle du transport et du stockage de l’énergie est également posée. Actuellement, plus de 95 % de la production provient de ressources fossiles (gaz, pétrole, charbon). La production d’hydrogène génère donc une quantité importante de gaz carbonique (CO2). Les 5 % restants sont produits par électrolyse de l’eau, une solution moins répandue, car elle est plus coûteuse. Dans ce cas, la source d’hydrogène est l’eau et la source d’énergie est l’électricité. Cette piste devra être nécessairement creusée pour répondre aux enjeux climatiques actuels et futurs.
Deux régions du Sud-Ouest se portent déjà candidates
Les régions Occitanie et Nouvelle-Aquitaine ont manifesté leur intérêt pour expérimenter les premiers trains à hydrogène. Selon Benoît Simian, le Sud-Ouest dispose d’atouts indéniables avec la présence de sociétés comme Stelia Aerospace Composites, spécialisée dans la fabrication de réservoirs à hydrogène, ou Hydrogène de France (HDF), qui souhaite déployer la fabrication d’une pile à combustible. Plusieurs lignes sont actuellement envisagées pour une expérimentation, dont Macau-Soulac, en Gironde, et Pau-Bedous, en vallée d’Aspe. Le site Ford Aquitaine, à Blanquefort, pourrait remplir toutes les conditions, précise le député dans les colonnes de 20 Minutes. Ford a indiqué que l’arrêt de la production de boîtes de vitesses dans cette usine était prévu pour 2019. Mais l’avenir du site reste encore incertain. En effet, si les salariés réclament le maintien de l’activité, la question de la reconversion n’est pas écartée. Ce site industriel situé près de la gare de Blanquefort peut également accueillir une centrale solaire, ce qui permettrait de mutualiser les bornes de recharge.
Le « spacetrain », un nouveau projet à l’étude dans le Loiret
Dans le Loiret, un groupe d’ingénieurs travaille actuellement sur un projet de train fonctionnant à l’hydrogène. Celui-ci a été lancé par une start-up française spécialisée dans l’ingénierie des transports. Son objectif : concevoir un train pouvant rouler jusqu’à 720 km/h sans faire de bruit ni polluer, et peu coûteux. Il s’agirait d’un train circulant à deux millimètres du sol, dont le principe repose sur une propulsion par moteurs à induction sur un monorail créant un champ magnétique. Cette navette sans roues, sur coussins d’air, doit avoir un impact limité sur l’environnement. Ses moteurs silencieux seront alimentés par de l’hydrogène. Avec une vitesse maximale prévue de 720 km/h, le « space-train » écraserait la concurrence. En effet, le Maglev, au Japon, est pour le moment le train le plus rapide, avec une vitesse maximale de 603 km/h.
Des tests sont prévus pour la fin de l’année 2019 ou début 2020 pour une commercialisation en 2025. D’ici là, 30 millions d’euros doivent encore être récoltés pour remettre en état la voie de l’Aérotrain située à six mètres de hauteur. Selon la start-up, la construction des voies du « space-train » devrait être bien plus compétitive que celles du TGV, environ deux fois et demie moins chère. Affaire à suivre.
Le plan de la France pour soutenir la filière hydrogène
Ces deux projets révèlent un intérêt croissant pour les solutions hydrogène. Ainsi, début juin 2018, le gouvernement a annoncé son plan de soutien à la filière hydrogène. Son ambition : faire de la France un leader mondial de cette technologie encore émergente. L’ancien ministre de la Transition écologique et solidaire, Nicolas Hulot, affirmait alors que l’hydrogène pourrait devenir une solution majeure pour le mix énergétique de demain. Ce plan prévoit une enveloppe de 100 millions d’euros dès 2019, pilotée avec l’ADEME, consacrée aux premiers déploiements de l’hydrogène dans l’industrie, la mobilité et l’énergie.
Plus concrètement, ce plan de soutien à la filière hydrogène prévoit sept mesures clés. Tout d’abord, il fixe une trajectoire dans l’utilisation des objectifs d’hydrogène vert pour les usages industriels : 10 % d’hydrogène décarboné dans l’hydrogène industriel d’ici à 2023 ; entre 20 à 40 % d’ici à 2028. Ensuite, un système de traçabilité de l’hydrogène devrait être mis en place en 2020. Le plan présenté a également pour objectif de mettre en évidence l’impact environnemental de l’hydrogène dans la réglementation relative aux gaz à effet de serre afin de différencier l’hydrogène selon son mode de production.
Troisième mesure : le lancement d’expérimentations de production d’hydrogène par électrolyse à partir d’énergies renouvelables dans les territoires reculés. Le plan prévoit aussi une meilleure identification des services rendus par l’hydrogène, en matière de stockage notamment. Cela devrait permettre aux collectivités de prévoir dans leurs programmations pluriannuelles de l’énergie (PPE) des mesures et objectifs spécifiques s’appliquant au stockage de l’hydrogène. Il sera par ailleurs important de préparer l’arrivée des Power-to-Gas permettant de procéder à la conversion de l’électricité issue des énergies renouvelables. Ainsi, les transporteurs et distributeurs de gaz devront déterminer les conditions techniques et économiques d’injection d’hydrogène dans le réseau.
La cinquième mesure porte sur le déploiement des écosystèmes territoriaux de mobilité hydrogène, basés notamment sur les flottes de véhicules professionnels. Le plan prévoit la production de 5 000 véhicules utilitaires légers et de 200 véhicules lourds, et la construction de 100 stations, alimentés en hydrogène. À l’horizon 2028 : 20 000 à 50 000 véhicules utilitaires légers, 800 à 2 000 véhicules lourds et 400 à 1 000 stations. Il vise à accompagner le développement d’une gamme de véhicules lourds routiers, mais aussi d’autres modes de transport comme les bateaux et trains aéronautiques. Enfin, un cadre réglementaire doit être créé pour les stations-service distribuant de l’hydrogène. La création d’un centre international de qualification – certification de composants H2 haute pression pour la mobilité routière, l’aéronautique, le fluvial, le ferroviaire et le maritime – est également envisagée.
Ainsi, en France, à l’horizon 2050, l’hydrogène pourrait répondre à 20 % de la demande d’énergie finale et faire diminuer les émissions annuelles de CO2 de 55 millions de tonnes. Les piles à combustible et l’hydrogène permettront alors la création d’une industrie à part entière pouvant représenter un chiffre d’affaires d’environ 40 milliards d’euros et plus de 150 000 emplois. L’arrivée du premier train à hydrogène sur les rails en France s’inscrit dans cet objectif. L’hydrogène possède effectivement des atouts qui deviendront indispensables à la transition énergétique.
