BMW s’apprête à ajouter une version fonctionnant avec des piles à combustible à hydrogène à la cinquième génération du X5, misant sur une technologie qui n’est jusqu’à présent pas parvenue à se généraliser parmi les voitures particulières. L’entreprise a déclaré que le modèle iX5 à hydrogène arriverait en 2028, sans préciser dans quels pays il serait disponible.
BMW proposera la nouvelle génération du X5 avec cinq systèmes de propulsion, comprenant des moteurs hybrides essence et diesel, une version hybride rechargeable, une version entièrement électrique, ainsi que la version à hydrogène. Le modèle à hydrogène est apparu lors du lancement du véhicule dans une livrée blanche avec des lignes bleues, signalant la différence de son groupe propulseur par rapport aux autres versions du véhicule.
Un pari qui dépasse le cadre automobile
Les voitures à hydrogène font face à un problème évident par rapport aux voitures électriques à batterie. Les réseaux de recharge rapide pour voitures électriques se développent, tandis que les chaînes d’approvisionnement des batteries ont gagné en maturité. Les stations de ravitaillement en hydrogène, elles, restent peu nombreuses et concentrées sur un nombre limité de marchés.
Aux États-Unis, les 47 stations publiques existantes se trouvent toutes en Californie, selon le département américain de l’Énergie. À l’échelle mondiale, plus de 80 % des stations à hydrogène se trouvaient l’an dernier dans seulement cinq pays : la Chine, le Japon, la Corée du Sud, la France et l’Allemagne. Cette pénurie contribue à expliquer les difficultés rencontrées par des modèles comme la Toyota Mirai, la Honda CR-V e:FCEV et la Hyundai Nexo pour réaliser des ventes importantes.
Mais BMW ne considère pas l’hydrogène uniquement comme un carburant pour les voitures. Philipp Kohn, directeur de la gamme de véhicules chez BMW Group, a déclaré que le développement de l’économie de l’hydrogène parallèlement aux sources d’énergie renouvelable pourrait ouvrir la voie au développement de l’infrastructure nécessaire au ravitaillement. Il a ajouté que l’hydrogène pouvait stocker d’énormes quantités d’énergie.
L’idée consiste à utiliser l’électricité excédentaire produite par l’énergie éolienne et solaire pour alimenter des électrolyseurs et produire de l’hydrogène, puis à le stocker dans des réservoirs afin de l’utiliser ultérieurement pour produire de l’électricité ou faire fonctionner des voitures, des camions et des applications industrielles, comme les chariots élévateurs.
Comment fonctionne le système à hydrogène de l’iX5 ?
La voiture comprendra sept réservoirs permettant de stocker au total sept kilogrammes, soit 15,4 livres, d’hydrogène. Les piles à combustible combinent l’hydrogène stocké avec l’oxygène provenant de l’air extérieur, au moyen d’un processus électrochimique, afin de produire l’électricité qui alimente les moteurs.
BMW a développé le système de piles à combustible en coopération avec Toyota, qui a été pionnière dans l’utilisation de cette technologie avec la Mirai. BMW affirme que l’iX5 offrira une autonomie pouvant atteindre 750 kilomètres selon la norme WLTP, soit environ 400 miles selon la norme EPA, et que son réservoir pourra être rempli d’hydrogène en moins de cinq minutes, une durée proche de celle nécessaire pour ravitailler une voiture à carburant traditionnel.
Selon BMW, l’iX5 sera la première voiture particulière équipée d’un groupe propulseur à hydrogène et de quatre roues motrices. La Hyundai Nexo et la Honda CR-V e:FCEV utilisent une transmission aux roues avant, tandis que la Toyota Mirai transmet sa puissance uniquement aux roues arrière.
Avantages du stockage et limites de l’efficacité
Des études estiment que l’hydrogène peut compléter le stockage de l’énergie par batteries plutôt que lui faire directement concurrence. Les systèmes à batteries sont généralement adaptés aux cycles rapides de charge et de décharge qui contribuent à équilibrer les fluctuations du réseau, mais ils ne restent pas complètement chargés pendant de longues périodes sans perdre une partie de leur énergie au fil du temps.
En revanche, l’hydrogène peut être stocké pendant des mois grâce à un taux d’autodécharge très faible. Il s’agit d’un avantage important lorsqu’il est nécessaire de conserver l’énergie pendant de longues périodes, notamment avec l’augmentation de la production d’électricité à partir de sources renouvelables variables comme le vent et le soleil.
Mais cet avantage se fait au détriment de l’efficacité. Des études ont estimé l’efficacité du cycle complet de l’hydrogène — c’est-à-dire la quantité d’électricité pouvant être récupérée après sa conversion en hydrogène, puis sa reconversion en électricité — entre 35 % et 55 %. Dans les systèmes de stockage par batteries, ce taux atteint 80 % à 90 %, en plus de bénéficier d’une chaîne d’approvisionnement plus solidement établie.
En outre, environ 95 % de l’hydrogène actuellement produit aux États-Unis provient de combustibles fossiles, selon le département américain de l’Énergie, ce qui affaiblit ses arguments environnementaux. Des sources telles que le soleil et le vent peuvent soutenir la production de ce que l’on appelle l’hydrogène vert, fabriqué à partir de sources plus propres.
L’infrastructure suffira-t-elle à changer la donne ?
Les prix des voitures à piles à combustible à hydrogène restent très élevés, et BMW n’a pas annoncé le prix de l’iX5. Le problème de l’endroit où faire le plein n’est pas non plus résolu, ce qui limite l’attrait de ces voitures même si leurs réservoirs se remplissent rapidement.
BMW parie sur le fait que la généralisation de l’hydrogène dans le stockage de l’énergie entraînera finalement l’expansion des stations de ravitaillement. Parallèlement, les technologies de stockage par batteries évoluent elles aussi : les batteries au lithium-fer-phosphate, moins coûteuses et plus durables, remplacent progressivement les cellules au nickel, au manganèse et au cobalt, plus onéreuses, tandis que les cellules sodium-ion apparaissent comme une autre option.
BMW affirme que l’iX5 sera similaire à sa sœur électrique sur les autres aspects, notamment avec l’ordinateur « Heart of Joy », responsable de la fluidité des virages et du freinage, ainsi que l’architecture de batterie haute tension de sixième génération.
L’expérience de BMW dans l’hydrogène ne se limite pas aux voitures particulières : l’entreprise utilise depuis plus d’une décennie des centaines de chariots élévateurs et de trains de transport fonctionnant à l’hydrogène dans son usine de Spartanburg. Hyundai Motor Group utilise également des camions Xcient de classe 8 équipés de piles à combustible dans son usine de l’État de Géorgie pour transporter des charges sur de courtes distances.
La viabilité du pari de BMW reste liée au développement de l’économie de l’hydrogène au-delà du secteur automobile. Toyota n’a vendu que 210 exemplaires de la Mirai aux États-Unis l’an dernier, tandis que Honda a lancé la CR-V e:FCEV en Californie en 2024. Hyundai travaille quant à elle au lancement d’une nouvelle génération de Nexo sur des marchés étrangers, tandis que sa disponibilité aux États-Unis reste actuellement incertaine. Ainsi, l’avenir de l’hydrogène dans le stockage de l’énergie pourrait déterminer si l’iX5 trouvera un environnement favorable à sa croissance ou si elle restera une expérience coûteuse à la diffusion limitée.