Il faudra une gamme de solutions pour réaliser les opérations neutres en carbone que de nombreux constructeurs automobiles, dont BMW, se sont engagés à atteindre d’ici le milieu de ce siècle. Les véhicules électriques à batterie (BEV) supporteront l’essentiel de la charge d’énergie propre à l’avenir, mais le constructeur allemand n’est pas le seul à croire que les véhicules à pile à combustible (FCV) à hydrogène seront un élément essentiel du mix. Honda, Hyundai et Toyota partagent également ce sentiment avec leurs modèles FCV actuels et à venir. Après avoir conduit un nouveau prototype iX5 FCV en Belgique, nous sommes repartis en pensant que BMW pourrait être sur quelque chose, même si ce quelque chose ne se concrétisera probablement pas avant une décennie ou deux.
Moins de 100 iX5 seront construits cette année dans le cadre d’une flotte de démonstration pour divers organismes de réglementation et efforts de marketing. Seule une petite poignée viendra aux États-Unis, où, contrairement à l’Europe centrale et à certaines parties de l’Asie, les infrastructures d’hydrogène sont pratiquement inexistantes en dehors de la Californie. La production implique l’expédition d’un X5 de son berceau de Spartanburg, en Caroline du Sud, au centre de recherche et d’innovation BMW à Munich. Là, ils installent un nouveau plancher pour accueillir les deux réservoirs d’hydrogène cylindriques en fibre de carbone de l’iX5 nichés dans son tunnel central et sous le siège arrière. La capacité de carburant s’élève à environ 16 livres d’hydrogène gazeux pressurisé à 10 150 psi, ce qui est bon pour environ 310 miles d’autonomie estimée selon la méthodologie optimiste WTLP de l’Europe (ce qui équivaut à environ 260 miles d’autonomie aux États-Unis, selon les cycles de l’EPA). Contrairement à un BEV, le remplissage de l’iX5 dans l’une des stations d’hydrogène autour d’Anvers ne prend que quelques minutes et sera familier à tous ceux qui ont déjà pompé leur propre essence.
Sous l’espace de chargement de l’iX5 se trouve un essieu moteur arrière et un moteur synchrone excité par le courant d’une BMW iX. Au sommet se trouve une batterie lithium-ion de 400 volts avec environ 2,0 kWh de capacité utilisable, qui sert de tampon de puissance à la pile à combustible pour faciliter l’accélération et également pour récupérer l’énergie au freinage. La pile à combustible elle-même réside sous le capot de l’iX5 et comprend des éléments de cellule de base du partenaire FCV de longue date de BMW, Toyota. BMW a développé le reste de l’assemblage, y compris le refroidisseur et l’humidificateur de la pile qui optimisent la qualité de l’air du système, ainsi qu’un puissant compresseur pour pousser rapidement l’oxygène dans les membranes des cellules, où se produit la principale réaction chimique. Selon BMW, ces améliorations se traduisent à la fois par une réponse rapide aux sollicitations de l’accélérateur et par la capacité de la pile à combustible à fonctionner en continu à la puissance maximale. Comme pour tous les FCV, l’électricité et la vapeur d’eau sont les seuls sous-produits, avec une puissance totale du système d’une puissance respectable de 395 chevaux.
Vous pourrez repérer l’iX5 par ses nombreux accents bleus et les autocollants qui parcourent son capot et ses flancs. Derrière le volant, l’expérience est totalement sans incident, ce qui est le point. Ce véhicule se conduit exactement comme on s’attendrait à ce qu’un X5 électrique soit fluide, silencieux et raffiné. Sa direction est agréablement directe, et ses ressorts pneumatiques et ses amortisseurs adaptatifs renvoient des mouvements de carrosserie bien équilibrés. Le confort de conduite sur les pneus d’hiver à affaissement limité de 20 pouces de notre exemple de voiture était bon, bien que les Pirelli P Zeros standard de 22 pouces le dégraderont sûrement un peu. Plusieurs modes de conduite font varier la sportivité de l’iX5 en conséquence, tandis que des palettes sur son volant ajustent le freinage régénératif de peu à beaucoup. Appuyez sur la pédale droite et le Bimmer accélère rapidement avec le coup de poing bas de gamme d’un BEV, en partie grâce à la capacité des piles à combustible à fournir simultanément de l’énergie au moteur de traction et à maintenir un état de charge élevé pour la batterie. Les embouteillages pendant notre trajet ne nous ont fourni aucune opportunité de nous amuser, mais les affirmations de BMW d’une accélération à 62 mph en environ six secondes et d’une vitesse de pointe de 115 mph sont tout à fait crédibles.
En plus d’être plus facile à faire le plein, l’iX5 met en évidence les avantages supplémentaires des FCV par rapport aux BEV comparables. D’une part, les véhicules à pile à combustible ont tendance à être plus légers, principalement parce qu’ils ne nécessitent qu’une batterie de taille modeste ; BMW affirme que le poids à vide de l’iX5 est similaire à celui de l’hybride rechargeable X5, dont le dernier que nous avons testé pesait 5627 livres. Bien sûr, l’iX électrique de taille similaire, avec son gros pack de 105,2 kWh, est à peine plus lourd, mais sa structure utilise des matériaux plus légers que les X5 qui valent une réduction de poids de quelques centaines de livres. Un autre avantage pour les FCV est que leur batterie plus petite signifie qu’ils nécessitent beaucoup moins d’éléments qui sont maintenant très demandés pour être produits, tels que le lithium, le cobalt et le nickel, bien que de petites quantités de platine soient nécessaires pour la pile à combustible elle-même. Les performances des piles à combustible sont également plus stables à des températures extrêmes, en particulier par temps froid. Alors que le gel des émissions d’eau à l’intérieur d’une pile à combustible peut en effet être un problème, BMW affirme que l’iX5 surmonte ce problème en utilisant de l’air comprimé pour expulser l’eau résiduelle de ses cellules et dans les circuits de drainage. Quant à ceux qui se demandent ce qui est arrivé aux travaux antérieurs de BMW sur les moteurs à combustion interne à hydrogène, les problèmes techniques et les similitudes inhérentes entre les FCV et les BEV ont tué cette analyse de rentabilisation.
Les partisans des FCV affirment qu’en raison de leurs atouts, en particulier de leur masse réduite et de leur besoin réduit en matériaux exotiques, les piles à combustible s’adaptent bien aux applications plus importantes, telles que les camions lourds et les navires avec suffisamment d’espace pour abriter des réservoirs de stockage de grande taille. De grandes industries telles que la transformation de l’acier commencent également à utiliser l’hydrogène, et BMW parie que ces applications seront essentielles au développement futur des FCV. En effet, la stratégie de l’entreprise repose sur le fait que l’hydrogène devient plus pratique (et abordable) pour les transports à mesure que sa popularité dans d’autres secteurs augmente. « Tout est une question de timing », déclare Oliver Zipse, président du conseil d’administration de BMW, comparant un point de déclenchement à venir de l’adoption plus large attendue de l’hydrogène à ce que les batteries lithium-ion ont fait pour les BEV.
Mais ne vous attendez pas à voir un iX5 dans votre entrée de sitôt. BMW considère ce programme pilote FCV comme son déploiement initial limité de BEV, qui comprenait la première Mini E en 2009 et la BMW ActiveE en 2012. Pourtant, même si la société développe des architectures de véhicules polyvalentes pour prendre en charge les groupes motopropulseurs à pile à combustible, les FCV seront principalement une technologie complémentaire – et probablement subventionnée – sur des marchés qui sont prêts à s’attaquer aux aspects économiques compliqués de l’acheminement de l’hydrogène vers les consommateurs. Les perturbations continues de l’approvisionnement en Europe, par exemple, ont considérablement augmenté le coût de l’hydrogène bien au-dessus de celui de l’essence et du carburant diesel par mile. Bien sûr, rien de tout cela ne contribue à la durabilité à long terme à moins que l’hydrogène ne soit produit à l’aide de sources d’énergie propres telles que l’éolien, le solaire et le nucléaire, entre autres. En bref, aussi convaincante que puisse être la technologie de l’hydrogène de BMW, ce n’est qu’une petite pièce du futur puzzle énergétique.
Rédacteur technique
Mike Sutton est un éditeur, un écrivain, un pilote d’essai et un passionné de voitures qui a contribué à Voiture et chauffeurLa passion respectueuse et irrévérencieuse de pour l’automobile depuis 2008. Originaire du Michigan de la banlieue de Detroit, il aime le plein air et se plaint du temps, a une affection pour les véhicules tout-terrain et croit en la protection fédérale des moteurs à aspiration naturelle.