Le 30 juillet dernier, BMW présentait à la presse automobile canadienne sa flotte de voitures à hydrogène.

Le constructeur allemand avait réuni en plein cœur de Toronto plusieurs exemplaires de ses Hydrogen 7 dont les moteurs V12 ont été adaptés pour bruler ce carburant alternatif. En plus de déplacer une équipe technique complète qui veille à l'entretien des voitures, BMW avait aussi installé une station de remplissage spécifiquement conçue pour injecter l'hydrogène liquéfié à des températures ultra-froides dans les réservoirs. Depuis 2007, cette petite caravane effectue une tournée de plusieurs grandes villes nord-américaines afin de communiquer les bienfaits de l'hydrogène en tant que mode de propulsion, sur la sécurité de son emploi à bord des véhicules, sur ses émissions polluantes quasi inexistantes, ainsi que sur ses perspectives de production durable à partir d'énergies renouvelables.

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BMW Hydrogen 7(Photo : BMW)

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Question de viabilité

Pour BMW, la production en petite série de la Hydrogen 7 constitue la continuation d'une démarche entreprise il y a maintenant vingt-cinq ans visant à prouver la viabilité des voitures à hydrogène munies d'un moteur à combustion interne. La marque munichoise a toujours été la championne du plaisir de conduire que procure la combinaison d'un moteur performant et d'un comportement routier dynamique.Quand vint le temps de concevoir des voitures écologiques, il n'était pas question de toucher à ce qui fait le charme des voitures BMW. Et lorsqu'il est question de plaisir de conduite, les ingénieurs de BMW ne jurent que par les bons vieux moteurs à pistons, avec leur sonorité et leur courbe de puissance caractéristique. N'allez surtout pas leur parler de moteurs électriques ou de piles à combustible, ils lèveront les yeux au ciel en poussant un juron en allemand.Bien que l'hydrogène soit l'élément le plus abondant sur Terre (il y a deux atomes d'hydrogène dans chaque molécule d'eau et les hydrocarbures en sont saturés), il a accumulé plus d'un siècle de retard dans sa commercialisation en tant que concurrent de la gazoline ou du diesel.

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Pour l'heure, l'hydrogène n'est vendu qu'en tant que gaz industriel, et aucune infrastructure n'existe pour le distribuer à grande échelle en tant que carburant. Mais, des initiatives comme celle de BMW ont pour objectif d'aider à surmonter les obstacles techniques en développant des véhicules aux performances équivalentes aux voitures à essence, ainsi que des procédures de remplissage qui seront à la fois sécuritaires et compatibles avec les attentes des futurs consommateurs. Tout cela pour nous permettre, un jour, de nous affranchir de notre dépendance au pétrole.

H2O -> 2H2 +O2

Avec la technologie actuelle, on peut obtenir de l'hydrogène de deux façons : en l'extrayant du gaz naturel, ce qui a pour désavantage d'émettre beaucoup de CO2, ou par électrolyse, en faisant circuler un courant électrique dans de l'eau afin de briser les molécules, ceci pour récolter séparément l'oxygène et l'hydrogène. L'électrolyse est un moyen de production très écologique, à condition que l'électricité ne provienne pas d'une centrale thermique où l'on brûle des carburants fossiles, ou d'un réacteur nucléaire.C'est d'ailleurs là le scénario idéal que présente BMW : un monde rêvé où le carburant des voitures serait dérivé de l'énergie du soleil ou du vent, et où aucune émission polluante, ni gaz à effet de serre, ne serait émis. Malheureusement, on en est encore bien loin, car l'hydrogène que l'on peut acheter aujourd'hui n'est pas encore le miracle vert que l'on nous promet.

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Mis à part quelques modifications, la BMW Hydrogen 7 est très largement basée sur une Serie-7 conventionnelle. Il y a une version bi-carburant, qui possède la capacité de fonctionner aussi à l'essence (un simple bouton sur le volant permet d'alterner entre l'essence et l'hydrogène), ainsi qu'une version plus récente de l'Hydrogen 7, dont la motorisation a été optimisée pour l'emploi de l'hydrogène exclusivement.Comme dans l'histoire de l'œuf et de la poule, on ne pourra pas mettre en marché ces voitures si le réseau de distribution de carburant n'existe pas, pas plus que l'on pourra construire un réseau s'il n'y a pas déjà une demande établie. À ce titre, la version bi-carburant serait mise sur le marché pendant la période de transition, alors que l'on densifierait le réseau de distribution. Après, des voitures roulant seulement à l'hydrogène seraient commercialisées. Pour cela, cependant, il faudra accroitre l'autonomie et, donc, la capacité du réservoir.À bord de la voiture, l'hydrogène est stocké sous forme liquide et non pas gazeuse. Cela permet l'utilisation d'un réservoir beaucoup plus compact, mais cela impose aussi que la température intérieure de ce dernier se maintienne sous les -250°C. Construit comme une bouteille thermos à double paroi, et isolé sous vide, le réservoir qui occupe la moitié du coffre de la voiture a été conçu en collaboration avec la compagnie canadienne Magna.

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Ainsi stocké, l'hydrogène peut maintenir sa température pendant plus d'un mois. Puis, s'il se réchauffe, il sera évacué par une soupape spéciale sur le toit de la voiture. Pour le moment, il faut près de huit minutes pour faire le plein d'une Hydrogen 7, et cela se fait à l'aide d'un embout similaire à ceux qui sont utilisés en course automobile. Les 8 kg embarqués -équivalent à 27L d'esssence- procurent une autonomie de 200 km. Les ingénieurs travaillent déjà à un système de remplissage entièrement robotisé qui rechargera le réservoir par le dessous du véhicule.Un gaz rebellePour être brulé par le moteur, l'hydrogène liquide est décompressé puis injecté sous forme gazeuse près de la soupape d'admission de chaque cylindre. Puisque l'hydrogène est extrêmement léger et volatil, et qu'il s'enflamme spontanément plus facilement que l'essence, le plus grand défi technique pour les ingénieurs qui ont développé le moteur de l'Hydrogen 7 fut la circulation de l'air et le contrôle de l'adjonction d'hydrogène dans la tubulure d'admission; le gaz ayant tendance à circuler à contre-courant et à causer d'impressionnants retours de flamme. BMW envisage l'emploi de la turbo-compression dans le futur, mais on comprend bien qu'en raison des propriétés de l'hydrogène, cela soit particulièrement délicat. Un autre défi consiste à concevoir des têtes de moteur qui se dispense de l'effet lubrifiant de l'essence sans subir une usure accélérée.

BMW Hydrogen 7(Photo : BMW)

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L'usage de l'hydrogène réduit la puissance d'un moteur d'environ 20 % par rapport à son équivalent fonctionnant à l'essence. Pour maintenir un bon niveau de performance, BMW a préféré utiliser un V12 de 6.0L à bord de l'Hydrogen 7. J'ai pu constater que la puissance était amplement suffisante lors d'un court essai routier accompagné d'un ingénieur responsable de la conception du système à hydrogène. Fier de sa création, il me conseilla de tester l'accélération impressionnante du véhicule. Un sympathique membre de la force constabulaire de Toronto, embusqué près de là, cinémomètre laser au poing, fut beaucoup moins impressionné par la performance. Cela me vaut maintenant l'honneur douteux d'être un des très rares automobilistes sur cette planète à s'être fait prendre pour excès de vitesse au volant d'une voiture à hydrogène.

Vers le futur

Alors que la nouvelle génération de la BMW de Série 7 fera son apparition d'ici quelques semaines, on peut penser que l'Hydrogen 7 terminera sa carrière à la fin de cette phase de recherche qui consistait à valider des voitures de ce type dans des conditions réelles d'utilisation. Pour BMW le futur de ce programme passera assurément par un nouveau type d'architecture de véhicule, où le réservoir sera situé au centre, et disposé longitudinalement. Sa capacité sera augmentée et il sera conçu en fonction d'une production en grande série ce qui fera diminuer les coûts.

BMW Hydrogen 7(Photo : BMW)

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Il y a fort à parier que la prochaine génération de voiture à hydrogène de BMW se réincarnera sous la forme du futur coupé/berline de Série-8 (connu sous le nom de Gran Turismo et dérivé du Concept CS présenté en 2007) qui devrait se pointer le bout du museau en 2010. En effet, quoi de mieux qu'une grande voiture à quatre place pour loger un grand réservoir sous le tunnel central sans que cela n'ait d'impact sur le confort de l'habitacle ou sur le volume du coffre?Les plus sceptiques affirment que l'hydrogène a toujours été le carburant du futur, et qu'il le restera toujours... BMW est un des rares constructeurs à tenter de leur prouver qu'ils ont tort avec une technologie qui soit viable et applicable dès aujourd'hui.