Voitures à hydrogène: comment fonctionnent-elles – et ont-elles un avenir?

Seules trois voitures à hydrogène ont été immatriculées en Suisse au premier semestre 2025, et pas par jour, mais au total (source:voiture-suisse). Pour situer ce chiffre: durant la même période, les concessionnaires automobiles suisses ont vendu 23 203 voitures de tourisme à batterie électrique. Les voitures à hydrogène et l’hydrogène comme carburant sont donc actuellement loin de s’imposer sur le marché. Cela peut-il changer?

Comment fonctionne une voiture à hydrogène

Les voitures à hydrogène actuelles sont également appelées voitures à pile à combustible. Elles sont propulsées par un moteur électrique et font donc partie des véhicules électriques, comme l’indique le terme anglais «fuel cell electric vehicle» (FCEV).

Qu’est-ce qui différencie une voiture à hydrogène d’une voiture électrique conventionnelle? Elle ne charge pas l’électricité pour le moteur électrique à une borne de recharge et ne possède donc pas de connecteur. Au lieu de cela, la voiture à hydrogène produit l’électricité nécessaire directement pendant le trajet à l’aide de sa pile à combustible.

Celle-ci fonctionne comme une centrale électrique petit format: au cours d’un processus chimique, l’hydrogène dont on a fait le plein réagit avec l’oxygène. Il en résulte de l’électricité, de la chaleur et de l’eau. Seule de la vapeur d’eau s’échappe du pot d’échappement.

L’électricité produite est consommée directement par le moteur électrique ou stockée temporairement dans une petite batterie, en fonction de la puissance actuelle du moteur. De plus, une voiture à hydrogène peut, tout comme une voiture électrique à batterie, récupérer et stocker l’énergie de freinage.

Qu’est-ce que l’hydrogène et comment est-il produit?

L’hydrogène est un gaz incolore, insipide et inodore. Dans la nature, il n’est généralement pas présent sous forme pure, mais seulement lié en tant que composant de molécules plus grandes. Le composé d’hydrogène le plus connu et le plus courant est l’eau (source:www.wasserstoffostschweiz.ch).

L’hydrogène peut être produit de différentes manières. Les deux méthodes les plus courantes aujourd’hui sont les suivantes:

• Le vaporeformage: le gaz naturel est chauffé et mélangé à de la vapeur d’eau. Il en résulte de l’hydrogène et du CO₂.

• L’électrolyse: l’eau est décomposée en hydrogène et en oxygène grâce à l’utilisation d’électricité. Si de l’électricité renouvelable est utilisée, on parle aussi d’hydrogène vert.

Dans les véhicules à pile à combustible, l’hydrogène gazeux est stocké sous haute pression dans le réservoir. En effet, ce n’est que grâce à cette pression qu’il atteint une densité énergétique élevée, de sorte qu’il est possible de stocker dans le réservoir compact suffisamment d’énergie pour une autonomie adaptée à un usage quotidien. Pour les voitures de tourisme, la pression est de 700 bars, alors qu’elle n’est que de 350 bars pour les véhicules utilitaires. En effet, dans les camions, il y a suffisamment de place pour loger un réservoir plus grand dans le véhicule. Par conséquent, l’hydrogène doit être moins comprimé.

Les modèles de voitures à hydrogène actuellement sur le marché

En Suisse, une seule voiture à hydrogène est actuellement proposée: la Toyota Mirai (source:www.verbrauchskatalog.ch/fr/, état août 2025). Ce modèle de classe moyenne supérieure est produit depuis 2020.

Actuellement, la Hyundai Nexo n’est plus vendue. Sur son site Internet, Hyundai annonce toutefois déjà une nouvelle génération de cette voiture à hydrogène (source:www.hyundai.com/fr).

BMW a également annoncé à l’automne 2024 la commercialisation en 2028 d’un premier véhicule à pile à combustible produit en série. Il sera développé en collaboration avec Toyota (source:www.bmw.com/fr).

Les avantages et les inconvénients des voitures à hydrogène

Avantages:

• Sans émissions locales: les voitures à hydrogène n’émettent pas de CO₂ ni de gaz d’échappement nocifs lorsqu’elles sont en service (source:www.h2mobilitaet.ch/fr/). Leur bilan écologique global dépend en premier lieu de la manière dont l’hydrogène nécessaire est produit (voir «Le bilan écologique des voitures à hydrogène»).

• L’hydrogène comme moyen de stockage: dans le système énergétique durable de l’avenir, avec beaucoup d’énergie hydraulique, d’électricité solaire et d’énergie éolienne, il arrive qu’un excédent d’électricité soit produit. L’hydrogène vert constitue une solution de stockage intermédiaire qui permet d’utiliser cette énergie pour la mobilité (source:www.h2mobilitaet.ch/fr/).

• Faire le plein rapidement: comparé aux temps de charge actuels des voitures électriques à batterie, le ravitaillement en hydrogène nécessite beaucoup moins de temps. La BMW iX5 Hydrogen (véhicule pilote), par exemple, fait le plein en seulement trois à quatre minutes (source:www.bmw.com/fr).

• Autonomie élevée: l’autonomie pratique des voitures à hydrogène est similaire à celle des voitures à essence. Pour la Toyota Mirai, par exemple, l’autonomie est de 650 km (source:www.toyota.ch). De plus, contrairement aux voitures électriques conventionnelles actuelles, l’autonomie des voitures à hydrogène est indépendante de la température extérieure et ne diminue donc pas en cas de températures basses (source:www.bmw.com/fr).

• Confort de conduite élevé: comme toutes les voitures électriques, les voitures à hydrogène convainquent par une expérience de conduite calme et une accélération quasi silencieuse.

• Charge utile élevée: cet avantage ne concerne que les véhicules utilitaires. En effet, pour eux, c’est la charge utile qui détermine l’aptitude à l’utilisation quotidienne. Alors qu’elle est généralement plus faible pour les camions électriques à batterie en raison de la lourdeur de la batterie, l’hydrogène utilisé pour faire le plein n’a pas d’influence significative sur la charge utile (source:www.h2-mobility.de).

Inconvénients:

• Offre de modèles minimale: actuellement, une seule voiture de tourisme équipée d’une pile à combustible est disponible en Suisse.

• Prix d’achat élevé: avec un prix à partir de CHF 68 000, la Toyota Mirai n’est pas une option pour de nombreuses personnes souhaitant acheter une voiture (source:www.verbrauchskatalog.ch/fr/, état août 2025).

• Coût élevé du carburant: pour la Toyota Mirai, par exemple, le coût de l’hydrogène pour un trajet de 100 km est d’environ CHF 15.45 (consommation: 0,79 kg d’hydrogène pour 100 km, prix moyen de l’hydrogène en Suisse: CHF 19.55 par kg, sources:www.toyota.ch et www.glpautogas.info, état août 2025). A titre de comparaison: pour la Toyota bZ4X à batterie électrique, les coûts de recharge aux bornes de recharge rapide pour 100 km de trajet sont inférieurs d’environ 40%, soit CHF 9.40 (consommation: 15,9 kWh d’électricité pour 100 km, prix aux bornes de recharge rapide Gofast: 59 ct./kWh, sources:www.toyota.ch et gofast.swiss/fr, état août 2025). Si la voiture électrique conventionnelle est rechargée à la maison, l’avantage en termes de coûts est encore plus important.

• Faible rendement: tandis que la voiture électrique à batterie atteint un rendement global d’environ 80%, celui de la voiture à hydrogène n’est que de 25 à 35% (source: Bundesverband der Deutschen Industrie,www.bdi.eu). Le véhicule à pile à combustible n’est donc pas une technologie efficace sur le plan énergétique.

Le bilan écologique des voitures à hydrogène

Afin d’évaluer le bilan écologique des voitures, il faut prendre en compte toutes les émissions de gaz à effet de serre pendant tout le cycle de vie, de la fabrication du véhicule et du carburant au recyclage, en passant par l’exploitation.

Dans le cas de la voiture à hydrogène, c’est surtout la production de l’hydrogène qui détermine l’ensemble des émissions. C’est ce que montre une étude de l’International Council on Clean Transportation (ICCT) datant de 2025. Voici sa conclusion: si l’hydrogène est produit avec de l’électricité renouvelable, les émissions de gaz à effet de serre tout au long du cycle de vie sont jusqu’à 79% inférieures à celles d’un véhicule à essence comparable, soit 50 g/km. En revanche, si l’hydrogène provient de gaz naturel fossile, la voiture à hydrogène fait toujours mieux, mais avec 175 g/km, les économies ne s’élèvent qu’à 26% environ (source:ICCT).

Une étude comparable réalisée en 2022 par la société de recherche autrichienne Joanneum Research aboutit à des valeurs similaires. Celle-ci a déterminé les émissions de gaz à effet de serre pour le cycle de vie d’une voiture à hydrogène de classe compacte: pour l’hydrogène issu d’énergie éolienne, la valeur obtenue est de 67 g/km, pour l’hydrogène issu de gaz naturel, la valeur obtenue est de 179 g/km (source:www.adac.de).

Y a-t-il suffisamment de stations-service pour les voitures à hydrogène?

En Suisse, 18 stations-service à hydrogène sont actuellement en service et une autre est en construction (source:www.h2mobilitaet.ch/fr/, état août 2025). 16 de ces stations-service se trouvent en Suisse alémanique, pour la plupart sur le Plateau. Dans de nombreuses régions de Suisse, il n’existe donc actuellement aucune station-service d’hydrogène à une distance praticable pour les voitures de tourisme.

L’association Mobilité H2 Suisse a pour objectif de mettre en place un réseau de stations-service à hydrogène couvrant de larges portions du territoire suisse. L’accent est mis sur les stations-service à 350 bars pour les véhicules utilitaires. En effet, selon l’association, l’utilisation de dix véhicules utilitaires lourds ou bus suffit pour exploiter de manière rentable une station-service à hydrogène (source:www.h2mobilitaet.ch/fr/). A l’inverse, l’objectif prioritaire que s’est fixé l’association signifie aussi qu’un réseau de stations-service à 700 bars couvrant de larges portions du territoire pour les voitures de tourisme ne semble pas se profiler en Suisse.

L’avenir des voitures à hydrogène

Pour que les voitures à hydrogène soient commercialisables à l’avenir, il faudrait que plusieurs grands groupes automobiles continuent à développer intensivement la technologie des piles à combustible. Or, parmi les quelques constructeurs ayant misé sur les véhicules à pile à combustible jusqu’à présent, un acteur important vient de se retirer de cette technologie: le groupe Stellantis (Citroën, Fiat, Opel, Peugeot, etc.) a annoncé à l’été 2025 qu’il mettait fin à son programme de développement de piles à combustible et qu’il ne construirait pas les camionnettes à hydrogène légères prévues. Le groupe justifie sa décision par le fait que le marché de l’hydrogène reste un segment de niche sans perspective de viabilité économique à moyen terme (source:media.stellantis.com).

Actuellement, c’est surtout BMW qui se montre plus optimiste quant aux voitures à hydrogène. Sur son site Internet, l’entreprise écrit ainsi qu’elle est convaincue «que l’hydrogène, en complément des véhicules à batterie, a un rôle moteur croissant à jouer dans la mobilité durable». BMW cite deux conditions pour cela: premièrement, une infrastructure d’hydrogène appropriée avec un prix de l’hydrogène avantageux et deuxièmement, une baisse du prix des véhicules (source:www.bmw.com/fr).

En raison de la faible demande pour la Mirai, Toyota, de son côté, se concentre pour l’instant davantage sur le développement des piles à combustible pour véhicules utilitaires, au détriment des voitures particulières (source:www.ecomento.de). En raison notamment de la technologie à 350 bars plus avantageuse, les chances d’avenir des véhicules à pile à combustible semblent en effet meilleures dans ce segment.

Conclusion

Les voitures à hydrogène ont-elles un avenir? D’un point de vue technique, la propulsion par pile à combustible présente un grand potentiel pour la mobilité durable. Toutefois, il faudrait pour cela que plusieurs conditions soient remplies:

• davantage de modèles de voitures;

• plus d’hydrogène vert à partir d’électricité renouvelable;

• plus de stations-service à hydrogène.

Mais c’est justement avec ces dernières que se pose le problème de l’œuf et de la poule, déjà rencontré avec l’infrastructure de recharge publique pour les voitures électriques conventionnelles. Avec toutefois deux différences majeures:

1. les investissements par site pour les stations-services à hydrogène sont plus élevés que pour les bornes de recharge publiques.

2. Et la combinaison d’infrastructures privées et publiques, qui a été déterminante pour la percée des voitures électriques conventionnelles, n’existe pas pour les voitures à hydrogène.

Pour avoir malgré tout un avenir, les voitures à hydrogène ou les stations-service à hydrogène devraient donc être subventionnées par l’Etat. Mais cette perspective ne se profile pas, du moins pas en Suisse. Dans sa stratégie en matière d’hydrogène de décembre 2024, le Conseil fédéral n’a esquissé qu’une mesure secondaire pour la mobilité à l’hydrogène: la mise à disposition de la surface nécessaire pour les stations-service à hydrogène le long des routes nationales.

Compte tenu de cette situation initiale tout porte à croire que c’est la voiture électrique conventionnelle, et non la voiture à hydrogène, qui s’imposera parmi les voitures à propulsion électrique. Ou comme l’a dit le célèbre expert automobile Ferdinand Dudenhöffer à la chaîne de télévision NTV à l’été 2025: «La voiture à hydrogène est tout simplement inférieure à la voiture électrique à batterie sur tous les plans: technique, bilan environnemental, efficacité énergétique, coûts et infrastructures» (source:www.n-tv.de).