MIRAI signifie en japonais : AVENIR. En appelant sa première voiture à Hydrogène par ce nom, TOYOTA propose sa vision de la mobilité de demain. Cette voiture fonctionne grâce à une pile à combustible qui produit de l’électricité et ne rejette que de la vapeur d’eau. Rappelons que la pile à combustible a été découverte par l’Allemand Christian Schönbein en 1839. Le premier modèle, réalisé en laboratoire, a été fabriqué par W. Grove 3 années plus tard, mais ce n’est qu’en 1889 que Mond et Langer donnent à cette invention le nom de pile à combustible et sa forme actuelle. Cependant, ce n’est qu’en 1932 que l’ingénieur anglais Francis T. Bacon reprend cette invention et réalise un prototype de 1kW en 1953, puis un de 5 kW en 1959. Ce prototype servira de modèle pour les futures piles à combustible utilisées lors des missions spatiales APOLLO à la fin des années ‘60. En effet, il a fallu attendre l’arrivée d’autres inventions notamment de nouveaux types de générateurs d’énergie électrique. 

Pour le dire simplement, la pile à combustible utilisée dans les transports est un générateur dans lequel la fabrication de l’électricité se fait grâce à l’oxydation sur une électrode d’un combustible réducteur : ici le dihydrogène, couplée à la réduction sur l’autre électrode d’un oxydant : le dioxygène de l’air ambiant. La réaction d’oxydation de l’hydrogène est accélérée par un catalyseur qui est d’ordinaire du platine, et donc un métal rare, polluant et coûteux. Un article complet et détaillé sur l’hydrogène et le fonctionnement de la pile à combustible sera disponible d’ici quelques jours. L’utilisation de piles à hydrogène pour les automobiles se fait en « Full Power ». C’est une pile à hydrogène dont on fait varier la puissance de sortie qui alimente directement le ou les moteurs électriques de propulsion (en anglais FCEV). 

A partir de 2001, Toyota présente ses premiers programmes de pile à hydrogène, mais c’est en 2009 que le constructeur annonce le développement de voitures électriques entièrement fondées sur les piles à combustion et en juin 2014, le constructeur confirme pour avril 2015 la commercialisation de sa première voiture à pile à combustible : la MIRAI. Bien sûr, dès le début des années ’90, d’autres constructeurs : BMW, Ford, Mercedes-Benz, General Motors, Honda, Hyundai, Mazda, Michelin, PSA, Renault-Nissan ou Suzuki (avec GM) s’intéressent à cette technique. Des chercheurs et des ingénieurs de Toyota, parviennent à remplacer le platine par une membrane échangeuse de protons ou autre. Ces membranes sont notamment fabriquées par la société belge SOLVAY. Et autre frein à cette technique, c’est la production d’hydrogène vert alors qu’aujourd’hui nous ne disposons encore que d’hydrogène noir ou -rarement- gris. C-à-d qu’il est obtenu par l’hydrolyse de l’eau avec grande consommation d’électricité ou à partir de méthane : CH4 qui est pire que le CO2 pour notre climat (25 fois plus nocif !). Cependant, de nombreux chercheurs, notamment de nos Universités de Louvain, mais aussi des industries chimiques comme Solvay ou Inéos en Grande-Bretagne, mais aussi bien d’autres sont en train de tout mettre en œuvre pour obtenir du l’Hydrogène vert !

Pour construire cette première voiture à pile à combustible, Toyota reprend de nombreux éléments techniques de ses voitures existantes. Ainsi, le constructeur a pris la plateforme de la Prius, le moteur électrique de la Lexus RX 450h et la batterie nickel-métal hydrure de la Camry. La pile à combustible et son convertisseur de 650V sont logés sous les sièges avant et la console centrale alors que les 2 réservoirs d’hydrogène sont situés sous la banquette arrière, juste devant l’essieu arrière. Ces sièges n’offrent que 2 places et ne sont donc pas modulables. De même, la capacité du coffre est très modeste avec un volume 321 litres pour une voiture de 4,89 m de long et d’1,82 m de large. Cependant, l’habitacle qui offre 4 vrais places très confortables est spacieux avec un tableau de bord très futuriste avec toutes les informations regroupées au centre juste sous le pare-brise et une grande console centrale qui reprend l’infodivertissement, le GPS, la connectivité, le levier de vitesse et toutes les fonctions de la climatisation et du confort. 

Cette première voiture électrique à pile à combustible est équipée d’un moteur électrique synchrone à aimants permanents de 154 ch (113 kW) et 335 Nm. Son électricité vient bien sûr de la pile à combustible, mais aussi d’une batterie tampon NiMh qui compense le retard avec lequel la pile transforme l’hydrogène en courant électrique (grâce à l’oxygène ambiant). Le moteur électrique entraine les roues avant via un réducteur à rapport unique. Ceci permet un entrainement très doux, mais permet, aussi, de rouler à bonne cadence malgré le poids de la voiture qui est de 1925 kg ! Les démarrages (aux feux rouges) peuvent être très vifs et le dynamisme de cette voiture est étonnant même si le but de ce genre de voiture est de rouler le plus calmement possible pour garder une autonomie suffisante. Elle ne possède pas vraiment un tempérament sportif. Il lui manque malheureusement un frein moteur, bien qu’il soit possible de mettre, en roulant, le levier de vitesse sur la fonction « br » qui offre un léger frein moteur, mais qui ne reste pas enclenché après un arrêt (au feu rouge…).

Très agréable à conduire, elle est particulièrement silencieuse et se révèle très confortable. Sur route, elle est à l’aise sur petites routes ou sur autoroutes où elle roule à son aise aux vitesses autorisées. Seul bémol, les routes enneigées. Comme toutes les voitures électriques, le couple maximum est instantané et le très faible frein moteur rendent sa conduite très délicate sur routes glissantes d’autant qu’elle est très lourde ! 

En conduite calme et régulière, il est possible de consommer entre 0,9 et 1,2 kg d’H2 aux 100 km, mais pour notre part, nous avons fait beaucoup de trajets en ville et, donc, de nombreux démarrages aux feux rouges et avons consommé 1,126 kg aux 100 kms de moyenne. Nous avons, ainsi, pu disposer d’une autonomie de 380 km . Le coût étant de 9,99 le kg d’H2, nous avons dépensé 12,60 Euros pour faire 100 km ce qui est comparable à un véhicule diesel de même poids et volume. Concernant l’autonomie annoncée au tableau de bord nous avons eu l’agréable surprise de voir que celle – ci correspondait assez bien au kilométrage réellement parcouru (à 20 kms près), ce qui est plutôt bien pour une voiture à moteur électrique ! A noter également que le remplissage des 2 réservoirs se fait en 5 ou 6 minutes comme pour n’importe quelle voiture thermique. Malheureusement, les points de ravitaillement sont encore très rares : 2 en Belgique à proximité de Bruxelles, mais Il devrait y avoir 5 nouveaux points au cours de cette année 2021. (+- 20 stations en France et environ 200 en Allemagne…) 

Bien sûr, le prix de cette première voiture à Hydrogène est de 79 900 Euros et elle a essentiellement été disponible en leasing. Ainsi, cette première Mirai n’a été acquise que par 800 automobilistes en Europe et environ 11 000 dans le monde entier. En 2019, Toyota annonçait la seconde génération de la Mirai. Elle vient d’arriver sur notre marché. Nous vous en parlerons dans quelques semaines.   

LUC VANDERSLEYEN

Mise en page : Nicolas Vandersleyen

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