FCEV vs BEV : Automobile du futur, le grand match
Présentation
Je suis Eric Tranchand, j'ai passé 25 ans dans l'automobile et travaille aujourd'hui dans une agence locale de l'énergie et du climat, où j'œuvre à décarboner l'habitat collectif privé. Cette présentation est un travail personnel et n'engage pas l'agence.
Contexte : la fin du thermique
En 2017, Nicolas Hulot annonçait la fin des véhicules thermiques en 2040. Le Parlement européen a depuis avancé cette date à 2035, pour lutter contre le dérèglement climatique.
Il existe aujourd'hui deux types de voitures électriques : les véhicules électriques à hydrogène (FCEV), rechargés avec de l'hydrogène, et les véhicules électriques à batterie (BEV), rechargés avec de l'électricité. Les deux sont relativement lourds et chers. Côté hydrogène, une seule alternative grand public existe : la Toyota Mirai. Côté batterie, l'offre est bien plus large avec des dizaines de marques et de gammes de prix.
Le match du point de vue du conducteur
Temps de recharge
L'hydrogène se recharge en 5 minutes dans une station ressemblant à une station-service classique. La batterie atteint 80 % en 30 minutes au mieux. Victoire hydrogène.
Autonomie
La Tesla de référence consomme 200 Wh/km avec une batterie de 100 kWh, soit 500 km d'autonomie. La Toyota Mirai consomme 1 kg d'H₂ pour 100 km avec un réservoir de 5 kg, soit également 500 km. Égalité.
Autonomie par temps chaud
Selon l'AAA, la climatisation réduit l'autonomie de 33 % pour les deux types de véhicules. Égalité.
Autonomie par temps froid
C'est ici que les deux technologies divergent nettement. Le BEV subit une réduction d'autonomie de 60 % due à la pompe à chaleur. Le FCEV, lui, récupère la chaleur naturellement produite par la pile à combustible en fonctionnement — aucune pénalité d'autonomie. Victoire nette hydrogène.
Prix à l'achat
La Toyota Mirai est chère et peu de modèles existent. Les BEV offrent une gamme bien plus large avec des modèles accessibles. Victoire batterie.
Prix à l'usage
En référence, le diesel coûte environ 1 € pour 10 km (5 L/100 km à 2 €/L). L'hydrogène à 10-15 €/kg pour une consommation d'1 kg/100 km revient à environ 1 € pour 7 à 10 km — proche du diesel. Le BEV rechargé à domicile à 0,20 €/kWh revient à environ 1 € pour 25 km, mais sur autoroute à plus de 0,50 €/kWh, le coût rejoint celui du diesel. Victoire batterie, surtout pour les recharges à domicile.
Infrastructure de recharge
En 2019, la France comptait 25 000 bornes BEV publiques contre seulement 20 stations hydrogène. Aujourd'hui, le réseau BEV dépasse 100 000 bornes, tandis que les stations hydrogène restent très en retard sur l'objectif de 1 000 en 2028. Sans oublier qu'il est impossible de recharger un FCEV à domicile. Victoire batterie.
Synthèse conducteur
L'hydrogène s'impose si vous vivez dans une région aux hivers rigoureux, avec une station à proximité et un besoin de recharge rapide. La batterie s'impose si le coût est la priorité.
Le bilan carbone
Le transport représente 30 % des émissions de gaz à effet de serre en France. La décarbonation est incontournable.
À la fabrication
Produire 1 kWh de batterie émet 100 à 150 kg de CO₂, souvent en Asie avec une électricité très carbonée. Une batterie de 100 kWh émet ainsi 10 à 15 tonnes de CO₂ rien qu'à sa fabrication — l'équivalent de 125 000 à 187 000 km en Toyota Prius hybride (80 g CO₂/km). La batterie du FCEV étant bien plus petite, l'avantage est significatif. Victoire hydrogène à la fabrication.
À l'usage — du puits à la roue
En référence, la Toyota Prius émet 80 g CO₂/km à l'échappement auxquels s'ajoutent 20 g CO₂/km pour produire et distribuer le carburant, soit 100 g CO₂/km du puits à la roue.
Le FCEV avec hydrogène brun — qui représente 95 % de l'hydrogène disponible aujourd'hui — atteint également environ 100 g CO₂/km, car produire 1 kg d'H₂ par vaporeformage émet 10 kg de CO₂. Sans compter le transport, qui nécessite 20 fois plus de camions qu'un carburant liquide. Avec de l'hydrogène vert, les émissions tombent à quasi zéro — mais seulement 5 % de l'hydrogène est vert aujourd'hui.
Le BEV avec électricité verte émet zéro. Dans le monde réel, avec un mix électrique mondial à 500 g CO₂/kWh et une consommation de 200 Wh/km, on arrive également à 100 g CO₂/km — soit autant que la Prius. En France, grâce au nucléaire (100 g CO₂/kWh), on descend à environ 20 g CO₂/km.
Bilan usage : égalité dans le monde réel, avantage BEV en France.
Impact sur le réseau électrique
Hypothèse 2050 : 40 millions de véhicules, 13 500 km/an, 100 % électriques. Production française actuelle : 500 TWh/an, puissance installée : 135 GW.
En énergie
Le BEV consomme 200 Wh/km × 13 500 km = 2,7 MWh/an par véhicule, soit 108 TWh pour 40 millions de véhicules — environ 20 % de la production nationale, autant que la Belgique.
Le FCEV consomme bien davantage. Pour produire 1 kg d'H₂ vert, il faut 65 kWh. Sa consommation réelle atteint 650 Wh/km, soit 8,8 MWh/an par véhicule et 352 TWh pour 40 millions de véhicules — environ 60 % de la production nationale.
Cet écart s'explique par le rendement catastrophique de la chaîne hydrogène : électrolyse à 70 %, compression et transport avec pertes supplémentaires, pile à combustible à 50 % de rendement. Au final, selon l'ADEME, seulement 23 % de l'électricité initiale se retrouve à la roue, contre environ 80 % pour un BEV.
En puissance
Le FCEV se recharge en station-service sans aucun impact sur le réseau électrique. Le BEV en revanche appelle 160 kW par véhicule lors d'une recharge rapide. Si seulement 1 % du parc se recharge simultanément — ce qui peut arriver lors des grandes migrations estivales — cela représente 64 GW de puissance appelée, soit près de la moitié de la capacité totale du parc français.
Conclusion réseau : avantage hydrogène pour la puissance, avantage batterie pour l'énergie.
La vraie question : peut-on équiper 40 millions de véhicules ?
Non — ni en batterie, ni en hydrogène. Les contraintes sur les matières premières sont réelles : lithium, cobalt et graphite pour les BEV en volumes exponentiels, platine pour les FCEV en quantités certes limitées mais bien recyclables.
La solution : la frugalité
Plutôt qu'équiper 40 millions de véhicules lourds, il faut repenser la mobilité en profondeur.
Les vélos-cargo d'abord : une batterie Tesla permet d'en équiper 250. Capacité de charge jusqu'à 150 kg. Et pédaler 30 minutes par jour réduit de 30 % le risque de maladie toutes causes confondues, selon l'OMS.
Les quadricycles électriques lents ensuite — Citroën Ami, Renault Twizy, Fiat Topolino — avec une autonomie d'environ 200 km et une faible consommation.
Le train, bien sûr, qui reste imbattable en efficacité énergétique. Un avion à hydrogène consommerait 10 fois plus.
Les bus hydrogène, déjà une cinquantaine en France avec plus de 200 en déploiement — un usage pertinent pour les longues distances sans électrification.
Et enfin les VELI ou VEPH — Véhicules Électriques Légers Intermédiaires ou à Propulsion Humaine. Leur poids est divisé par 20, leur consommation par 10 par rapport au BEV le plus efficace. Soutenus par l'ADEME via le programme Extreme Défi, ils restent fragiles économiquement sans soutien public, comme l'illustre la faillite du Biohybride allemand.
La panoplie de mobilité pour 2050
Quelques FCEV pour les taxis, ambulances, utilitaires et l'autopartage. Quelques BEV pour les grands véhicules. Des bus hydrogène pour le transport interurbain. Des quadricycles électriques lents. Des VELI et VEPH. Des vélos-cargo. Et surtout le train.
Questions-réponses
Sur la recharge rapide — La majorité des utilisateurs rechargent à domicile. Les grands rouleurs planifient leurs recharges sur le trajet, avec environ 50 % de recharges hors domicile pour les usages intensifs.
Sur les VELI — Ils nécessitent un soutien public pour décoller. La réduction de la vitesse en ville et sur les routes départementales est une condition essentielle à leur sécurité et à leur développement.
Sur les biocarburants — La production mondiale de bioéthanol ne pourrait jamais couvrir les besoins d'un parc mondial d'environ 1 milliard de véhicules sans entrer en concurrence directe avec l'alimentation.
Sur l'hydrogène rose — L'hydrogène produit par électrolyse avec de l'électricité nucléaire est techniquement de l'hydrogène rose, distinct de l'hydrogène vert issu des renouvelables.
