Hydrogène
L’hydrogène est l’élément le plus fréquent dans l’univers et il est également présent en abondance sur la Terre, mais (presque) uniquement en combinaison avec d’autres éléments. En brûlant, l’hydrogène se combine avec l’oxygène pour former de l’eau et libère ainsi beaucoup d’énergie.
Cette énergie peut entraîner un piston ou une turbine dans un moteur thermique, ou produire de l’électricité dans une pile à combustible. L’hydrogène est également un ingrédient important des e-carburants. Outre son utilisation comme carburant, l’hydrogène joue un rôle central dans de nombreuses autres industries, comme la production d’ammoniac pour les engrais ou la fabrication d’acier.
La méthode la plus simple pour produire de l’hydrogène est l’électrolyse. L’électricité permet ainsi de décomposer l’eau en ses deux composants que sont l’hydrogène et l’oxygène. Ce processus est certes énergivore et donc coûteux, mais il est entièrement renouvelable. En réalité, l’hydrogène est aujourd’hui produit à 95 % à partir de sources d’énergie fossiles, majoritairement du gaz naturel. Le carbone qu’il contient est alors rejeté dans l’atmosphère sous forme de CO2.
L’hydrogène est également coûteux à manipuler et à transporter. Pour liquéfier le gaz, il doit être refroidi à -250°C, ce qui coûte extrêmement cher en énergie. En tant que gaz, l’hydrogène prend beaucoup de place. C’est pourquoi, les voitures à pile à combustible stockent le carburant à 700 bars dans des réservoirs en fibres de carbone. De plus, l’hydrogène étant très volatile et réactif, cela génère de nombreux autres obstacles techniques lors du transport et du ravitaillement.
Gaz naturel
Les voitures fonctionnant au gaz naturel ont, en plus de leur réservoir d’essence, un réservoir sous pression pour le gaz naturel comprimé, ou CNG (Compressed Natural Gas). Les moteurs à essence traditionnels sont en grande partie compatibles avec le gaz naturel et peuvent même souvent être modifiés ultérieurement.
Le gaz naturel est un carburant fossile non renouvelable, composé en grande partie de méthane. Comme le méthane contient moins de carbone que l’essence, les émissions de CO2 des moteurs thermiques fonctionnant au gaz naturel sont inférieures de 20 %, mais le méthane est lui-même un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le CO2.
Gaz de pétrole liquéfié
Le gaz de pétrole liquéfié, également appelé GPL ou LPG (Liquified Petroleum Gas), est utilisé comme carburant pour les moteurs à essence, tout comme le gaz naturel, mais les deux technologies ne sont pas compatibles entre elles.
Composé majoritairement de propane et de butane, le GPL est obtenu en partie lors de l’extraction du gaz naturel et du pétrole, et en partie lors du raffinage du pétrole. Contrairement au gaz naturel, qui est stocké sous haute pression, le GPL se liquéfie à moins de 10 bars. En tant que carburant, le GPL occupe la troisième place dans le monde après l’essence et le diesel, mais il ne s’est jamais imposé en Suisse d’autant que les voitures équipées d’un kit GPL à leur sortie d’usine n’y ont pas été importées.
De plus, la garantie d’usine n’est plus valable lorsqu’on équipe ultérieurement son véhicule avec un kit GPL pour environ 4’000 francs, ce qui est cher, et les propriétaires de parkings souterrains peuvent lui refuser l’accès.
Biogaz
Comme le gaz naturel, le biogaz est principalement composé de méthane et peut être utilisé dans les mêmes véhicules. Mais contrairement au gaz naturel fossile, il est obtenu à partir de la fermentation de la biomasse et est donc un carburant renouvelable.
La valorisation des eaux usées et des déchets biologiques en biogaz est déjà courante dans de nombreux pays et n’offre qu’un faible potentiel de croissance. Il est également possible de cultiver des plantes directement pour la production de biogaz, mais cela n’aurait pas beaucoup de sens en raison de la consommation énergétique élevée de l’agriculture ainsi que de son utilisation du sol.
Bioéthanol
L’éthanol est surtout connu sous le nom d’alcool ordinaire ou d’alcool à brûler. Outre ses propriétés de stupéfiant et de solvant, l’éthanol sert également de carburant pour les moteurs à essence.
Dans de nombreux pays, il est courant de mélanger de petites quantités de bioéthanol à l’essence. Mais les mélanges avec un taux élevé d’éthanol, comme le E85 (85 %), voire avec 100 % d’éthanol (E100) sont également répandus. En Europe, la plupart des voitures à essence supportent jusqu’à 10 % d’éthanol, tandis que les véhicules à carburant modulable peuvent rouler avec n’importe quel mélange.
Le bioéthanol est certes un carburant renouvelable à base de plantes, mais des produits tels que le maïs, la betterave à sucre ou la canne à sucre sont souvent utilisés comme matière première. Leur culture nécessite une grande quantité d’énergie et entre souvent en concurrence avec la culture de denrées alimentaires.
E-carburants: des carburants sans pétrole
Des carburants non polluants, produits à partir d’électricité, d’eau et de gaz d’échappement: les e-carburants semblent ouvrir la voie à une alternative idéale aux voitures électriques.
Mais que sont exactement ces carburants? Comment sont-ils produits et quand seront-ils disponibles à la pompe?
Les e-carburants appelés aussi carburants synthétiques sont des substituts de synthèse de l’essence et du diesel fossiles. Ils sont fabriqués à partir d’électricité au lieu d’être extraits du sol. En fonction de l’utilisation prévue, ces carburants de synthèse peuvent être fabriqués avec les mêmes propriétés que l’essence, le kérosène ou d’autres produits pétroliers raffinés.
Les avantages des e-carburants tombent donc sous le sens: du stockage, au transport jusqu’à la station-service, ils peuvent utiliser les mêmes infrastructures que les carburants traditionnels, être utilisés dans les mêmes réservoirs et alimenter les mêmes moteurs à combustion. Toutefois, ils génèrent aussi des gaz d’échappement et des émissions sonores.
