Matériel roulant • Traction • Trains à hydrogène
Définition succinte: La propulsion à hydrogène désigne la manière dont l’hydrogène (Dihydrogène en réalité) est utilisée comme source d’énergie pour alimenter le moteur ou les batteries d’un véhicule. L’hydrogène, contenu dans des réservoirs, se combine à l’oxygène de l’air dans une pile à combustible. La réaction produit, d’une part, l’électricité qui alimente un moteur et, d’autre part, de l’eau rejetée dans l’atmosphère.
Depuis plusieurs années, l’hydrogène semble être devenu le carburant miracle pour contrer la pollution générée par la propulsion diesel. Si au départ on en parlait pour l’automobile, l’hydrogène est maintenant utilisée dans le secteur ferroviaire. Dans un contexte de transition écologique, la propulsion à hydrogène est en effet un sujet qui intéresse de nombreux acteurs pour décarboner les transports lourds : les navires, les poids-lourds, et donc aussi les trains.
L’utilisation de l’hydrogène comme solution aux problèmes énergétiques et environnementaux mondiaux a été proposée par les scientifiques il y a 30 ans. La combustion de l’hydrogène ne produit que de l’eau, ce qui n’entraîne pratiquement pas de pollution.
Historiquement, les premières « piles à combustible » qui combinent l’eau et l’hydrogène pour produire de l’électricité ont été découvertes au début des années 1800. Dans la seconde moitié du XXe siècle, elles furent fortement utilisées dans les programmes d’exploration spatiale comme propulseur de fusée. Mais pourquoi cet engouement pour l’hydrogène seulement maintenant ?
Trois éléments entrent en jeu. D’une part, ces dernières années, alors que la réalité de la crise climatique commençait enfin à toucher les décideurs politiques du monde entier, l’hydrogène renouvelable s’est imposé comme une solution énergétique à fort potentiel pour les secteurs difficiles à décarboniser, comme les transports lourds et la fabrication industrielle. Il convient d’ajouter que les progrès technologiques ont également rendu la fabrication de l’hydrogène moins coûteuse.
Ensuite, il y a l’intervention des États à travers la stratégie de la Commission européenne, qui implique des fonds publics pour lancer ce nouveau secteur, et cela ne peut qu’intéresser l’industrie.
Et enfin, au niveau ferroviaire, l’idée de ne plus avoir à électrifier les lignes de chemin de fer qui n’ont pas un trafic très important pourrait également séduire. La stratégie consiste à montrer que le rail peut être un élément clé pour aider les États à atteindre leurs objectifs climatiques. Et cela intéresse évidemment les responsables politiques, qui pourraient plus facilement ouvrir le robinet à subventions.
Ce grand engouement pour l’hydrogène suscite cependant certaines questions liées à la production et surtout à son rendement global. Une étude de 2022 d’un ingénieur allemand l’estimait à à peine 27%, contre 75% pour un engin électrique pur. Le débat n’est pas clos et ne semble pas refroidir les promoteurs de cette propulsion.
Les projets à hydrogène engagés à des degrés variés
Alstom fut la première à se lancer, dans le cadre du plan hydrogène de l’Allemagne. Elle sortit une version H2 de son autorail LINT, rebaptisé iLINT. 14 rames iLint roulent en service commercial depuis 2022 en Basse-Saxe, et 27 rames sont prévues autour de Francfort. La gamme Coradia a aussi sa version H2 avec des exemplaires commandés en France et d’autres vendus en Italie.
BCRRE / Porterbrook (UK)
Class 319 modifiée
2019 – …
HydroFLEX, premier train à hydrogène au Royaume-Uni, est un projet du Centre de recherche et d’éducation ferroviaire (BCRRE) de l’Université de Birmingham et du loueur Porterbrook. Il consistait en l’installation d’un pack hydrogène sur une rame Class 319 existante. En 2022, une commission parlementaire minimisait le rôle de l’hydrogène sur le réseau ferré britannique.
Stadler a également proposé sa gamme FLIRT en rame à hydrogène. Elle a vendu les premiers FLIRT H₂ en 2019 aux États-Unis, devenant ainsi le premier train à hydrogène américain pour le transport de voyageurs. Une de ces rames était présentée à l’Innotrans de Berlin en 2022. Ce train devrait être lancé dans le cadre du service Metrolink de Redlands à San Bernardino fin 2024.
CAF, Renfe, Adif
Civia H2 type 463
2021 – …
En 2021, Adif, Renfe et CAF annonçaient le projet FCH2RAIL. L’Institut aérospatial allemand (DLR), Toyota, le Centre national de l’hydrogène (CNH2), l’Infrastructure du Portugal (IP) et Stemmann Technik (STT) y participent également. Les premiers essais se déroulèrent en 2023 entre Saragosse et Canfranc, puis sur la ligne Torralba-Soria.
St Andrews University, Angel Trains, Transport Scotland
Class 314 modifiée
2021 – …
Un accélérateur d’hydrogène a été créé à l’université de St Andrews avec l’aide du gouvernement écossais en juillet 2020. Le projet vise à soutenir la décarbonisation du transport ferroviaire d’ici 2035, dans une région où les trains sont majoritairement diesel. Angel Trains a fourni une rame Class 314 modifiée qui fut présentée lors de la COP26 en novembre 2021 à Glasgow.
CRRC
Loco de manoeuvre
Rame Fuxing
2021 – …
En 2021, CRRC Datong et State Power Investment Corporation (SPIC) sortait une machine de manoeuvre à hydrogène, première du genre. Une machine de 1000kW a été vendue en Bolivie à Equipo FCAB. Une rame à hydrogène basée sur le Fuxing et développée par Chengdu Rail Transit et Changchun Railway Company (CRRC) a été présenté à l’été 2023.
Siemens
Mireo Plus H
2022 – …
Siemens, en collaboration avec la société canadienne Ballard Power Systems, a développé une variante Mireo fonctionnant à l’hydrogène. Une pile à combustible de 200 kW de Ballard Power Systems permet une vitesse allant jusqu’à 160 km/h. Le train a été présenté au public à Krefeld début mai 2022 et 7 rames entraient au centre d’essais de Wildenrath fin 2023.
Ballard / CPKC
3 types de locos
2022 – …
En 2022, Ballard fournissait à l’opérateur fret CPKC (fusion du Canadian Pacific et du Kansas City), 20 moteurs à pile à combustible d’une puissance combinée de 4 MW, testés sur trois types de locomotives en 2022 et 2023. CPKC signait en 2023 pour 18 Ballard Power Systems supplémentaires. L’utilisation réelle de ces engins n’était pas encore connu.
Iarnród Éireann / DIGAS
Locomotive Class 071
2023 – …
DIGAS, start-up spécialisée dans la mobilité urbaine et pionnière mondiale en matière de solutions instantanées de décarbonisation pour le secteur ferroviaire, et Iarnród Éireann Irish Rail, ont signé en septembre 2023 un contrat pour la modernisation d’une locomotive diesel de fret afin de la faire passer du diesel à l’hydrogène, à titre de validation de principe.
Talgo
Talgo Hympulso
2023 – …
Dix entreprises espagnoles ont uni leurs forces pour concevoir, construire et installer, pour la première fois au monde, un système de propulsion basé sur des piles à hydrogène renouvelables sur un train à grande vitesse. Dans le cadre du projet Hympulso, les entreprises développeront un ensemble de technologies pouvant être appliquées au train Talgo 250.
🟧
[TOP]
Matériel roulant • Traction • Lexique
