Le transport routier peut-il permettre de libérer de l'hydrogène pour les engins de chantier ?

L’hydrogène a passé des années à graviter autour du marché des engins de chantier – techniquement prometteur, mais freiné par son coût, les infrastructures et le fait que les entrepreneurs ne peuvent pas ravitailler les machines avec un carburant quasiment indisponible.

C’est pourquoi une nouvelle initiative européenne visant à accélérer le développement du transport routier à hydrogène pourrait avoir des répercussions bien au-delà du simple transport de marchandises. Volvo Group, Daimler Truck, Toyota, Bosch, Air Liquide, TotalEnergies, TEAL Mobility et MB Energy s’efforcent de synchroniser les lancements de véhicules avec le développement des infrastructures de ravitaillement et une offre d’hydrogène plus compétitive et disponible. Si le transport routier parvient à atteindre l’échelle et à développer le réseau qui ont jusqu’ici fait défaut à l’hydrogène, le secteur des engins de chantier pourrait être l’un des principaux bénéficiaires.

La question est de savoir si cela suffira à faire passer les machines à hydrogène du stade de prototype à celui d'option pratique.

Comment l'hydrogène pourrait alimenter le secteur de la construction

Pour les engins de chantier, l'hydrogène est exploré à travers deux grandes technologies : les piles à combustible et les moteurs à combustion. Les piles à combustible produisent de l'électricité par réaction électrochimique, laquelle alimente les moteurs et les systèmes hydrauliques. Les moteurs à combustion d'hydrogène utilisent cet hydrogène gazeux dans des moteurs à combustion interne très similaires aux moteurs diesel classiques. Ces solutions hydrogène sont en concurrence avec les véhicules électriques à batteries et les biocarburants sur le marché des émissions nulles ou quasi nulles.

Alors que les constructeurs annoncent régulièrement tester des prototypes à hydrogène, il est révélateur qu'aucun ne soit commercialisé. (La pelle rétro à moteur à combustion d'hydrogène de JCB, illustrée ci-dessus, constitue l'exception qui confirme la règle.)

L'hydrogène présente plusieurs avantages par rapport au diesel : absence d'émissions polluantes à l'échappement (avec les piles à combustible), densité énergétique élevée, ravitaillement rapide, couple élevé et faible niveau sonore. Cependant, de nombreux défis restent à relever. Et ce, avant même de comparer l'hydrogène aux véhicules électriques à batterie et au diesel.

Pourquoi l'hydrogène reste difficile à vendre

Le premier problème est le coût du combustible. L'hydrogène n'est pas une ressource naturelle. Il est produit (de préférence) à partir d'énergies renouvelables comme l'éolien ou le solaire. Convertir cette énergie en hydrogène puis en électricité est très peu efficace comparé au stockage de l'énergie dans une batterie. De plus, les piles à combustible sont onéreuses car elles comprennent des composants coûteux tels que des réservoirs haute pression et des catalyseurs au platine.

Ben Wade, un Britannique de 19 ans, conducteur d'engins de chantier, présente un nouveau prototype de pile à combustible à hydrogène Hyundai au salon Bauma 2025. Outre les expositions, Wade travaille dans le secteur forestier, où il conduit des engins, et crée du contenu pour ses réseaux sociaux. Photo : Mitchell Keller

Deuxièmement, l'infrastructure d'approvisionnement est insuffisante. L'hydrogène (H₂) est peu disponible et son utilisation dans les camions et les bus routiers reste très faible. Actuellement, la quasi-totalité (99 %) de l'hydrogène est utilisée dans des applications industrielles, comme les raffineries, les usines d'engrais et les aciéries. Il ne constitue tout simplement pas une ressource viable pour une entreprise de construction, et l'absence d'infrastructures de ravitaillement à l'échelle nationale rend son utilisation pour alimenter les équipements impossible.

Le troisième point concerne les problèmes liés au véhicule. Le volume des réservoirs impose une limite à la capacité de stockage embarquée. Bien que l'hydrogène possède une densité énergétique élevée, son pouvoir calorifique est bien inférieur à celui du diesel. Il est donc nécessaire d'utiliser de grands réservoirs haute pression sur l'équipement pour obtenir la même autonomie qu'avec un moteur diesel, ou bien des réservoirs plus petits et des ravitaillements plus fréquents. Ce problème semble similaire à celui des véhicules électriques à batterie, à la différence que le ravitaillement d'un véhicule à hydrogène est beaucoup plus rapide. Par ailleurs, la fiabilité des équipements sensibles à hydrogène embarqués reste à démontrer.

Le quatrième obstacle est la sécurité. L'hydrogène est hautement inflammable et sa flamme est invisible. L'industrie devra investir massivement dans la formation et appliquer de nouvelles normes avant de pouvoir utiliser ce nouveau carburant.

Les défenseurs de l'hydrogène s'efforcent de relever nombre de ces défis. L'augmentation des volumes de production devrait contribuer à réduire le coût de l'hydrogène et de la technologie des piles à combustible, tandis que la conversion de l'hydrogène en vecteurs tels que l'ammoniac pourrait faciliter son stockage et son transport. Dans les régions riches en énergies renouvelables à bas coût, comme certaines parties de l'Australie, la production locale d'hydrogène pourrait également s'avérer économiquement avantageuse pour les applications exigeantes telles que les camions miniers et les locomotives. Nous restons convaincus qu'il existe encore un défi majeur à relever pour rendre l'hydrogène efficace sur les engins de chantier, avec un coût total de possession inférieur à celui du diesel et des véhicules électriques à batterie. Si un entrepreneur souhaite acquérir une machine de construction zéro émission, de nombreuses options électriques à batterie sont disponibles. Certes, ces machines présentent leurs propres défis, mais elles sont disponibles à l'achat dès aujourd'hui et parfaitement adaptées aux travaux.

La bouteille d'hydrogène G20 peut être changée manuellement, sans aucun équipement nécessaire. (Image : Niftylift).

Que se passera-t-il si le transport routier de l'hydrogène se met en place ?

Pour l'instant, la motorisation électrique à batterie reste l'option zéro émission la plus pratique pour la plupart des engins de chantier, tout simplement parce que les machines, les solutions de recharge et l'infrastructure nécessaire existent déjà. L'hydrogène a encore un long chemin à parcourir en termes de coût, de disponibilité, de stockage et de fiabilité éprouvée.

Mais le regain d'intérêt pour le transport routier à hydrogène pourrait changer la donne. Si ce secteur parvient à augmenter sa production, à réduire les coûts de carburant et à créer l'infrastructure de ravitaillement qui a jusqu'ici fait défaut à l'hydrogène, les engins de chantier pourraient bénéficier du même écosystème. Le transport routier ne résoudra peut-être pas tous les problèmes liés à l'hydrogène dans le secteur de la construction, mais il pourrait enfin lever certains des principaux obstacles qui ont maintenu cette technologie au stade de prototype.

Reste à savoir si cela suffira à débloquer l'utilisation de l'hydrogène pour les engins de chantier. Mais pour la première fois depuis longtemps, la réponse pourrait dépendre autant de la circulation routière que des chantiers.

Robert Droogleever est consultant pour la société de conseil en engins hors route abcg.