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Les trains à hydrogène à l’essai dans l’Ouest canadien

Une locomotive sur un chemin de fer.

La compagnie Southern Railway of British Columbia (SRY) collabore au développement d’une locomotive de manœuvre à l'hydrogène.

Photo : Fournie par: Southern Railway of British Columbia

Camille Vernet

Les projets de trains à hydrogène sont de plus en plus nombreux au Canada. Des technologies, qui sont à l'essai en Colombie-Britannique et en Alberta, suscitent de l’engouement dans le secteur ferroviaire pour le transport de marchandises.

Moderniser les locomotives

La Southern Railway of British Columbia (SRY), une compagnie de chemin de fer basée à New Westminster, en Colombie-Britannique, a annoncé l'an dernier qu'elle convertissait une de ses locomotives de manœuvre du diesel à l'hydrogène.

Gordon Lovegrove, professeur associé à l’École d'ingénierie de l’Université de la Colombie-Britannique, campus de l'Okanagan, collabore au projet de transformation de la locomotive surnommée la chèvre Hydro. L'objectif est que elle-ci ne produise aucune émission de gaz à effet de serre.

Au lieu d'un moteur diesel qui maintient la charge des piles, nous utilisons une pile à combustible à hydrogène sans émissions [de CO2]. Elle émet de la vapeur d'eau, de l'électricité et de la chaleur , explique-t-il.

Une image de synthèse d'une locomotive.

La chèvre Hydro est la locomotive de manœuvre à pile à combustible à hydrogène de la Southern Railway of British Columbia.

Photo : Fournie par : Gordon Lovegrove

Cette locomotive transformée sera à l’essai dans les prochains mois et pourrait potentiellement être en service dans les deux prochaines années, affirme Gordon Lovegrove. Ce type de locomotive a déjà fait ses preuves en Allemagne où des trains de passagers à hydrogène sont en activité depuis 2018.

Des trains de marchandises

Certains défis propres au Canada peuvent expliquer son retard quant à la transition vers des locomotives électriques. Au Canada, il y a beaucoup moins de liaisons régionales ferroviaires pour passagers. Le plus gros du trafic au Canada, c'est le fret, le transport de marchandises, explique Nicolas Pocard, vice-président marketing et partenariats stratégiques pour Ballard Power Systems.

L’entreprise basée à Burnaby, dans la région métropolitaine de Vancouver, développe des solutions qui utilisent la technologie des piles à combustible. En janvier, ils ont livré les piles à combustible au Canadien Pacifique (Canadien Pacifique) à Calgary, pour la première locomotive de marchandise à hydrogène en Amérique du Nord.

Une pile à combustible.

La pile à combustible va générer le courant électrique qui va servir à alimenter le moteur électrique du véhicule.

Photo : Fournie par : Ballard Power Systems

Cette pile est un élément clé, car elle permet d'envoyer l'électricité à partir d'une réaction électrochimique entre l'hydrogène et l'air, explique Nicolas Pocard. L'hydrogène étant l'élément le plus léger du tableau périodique, ces locomotives ont aussi l'avantage d'utiliser un combustible moins lourd transporter.

D’autres projets d'électrification des trains se penchent sur les locomotives à piles, utilisant un principe similaire aux voitures électriques. Mais ces piles sont lourdes et n'offrent pas assez d'autonomie, maintient Nicolas Pocard. La seule option sur ces gros véhicules, que ce soit un navire ou une locomotive, c'est vraiment l'hydrogène.

En Colombie-Britannique, le manque de production d'hydrogène est un frein à l’adoption de cette technologie. Si on a ce projet avec le Canadien Pacifique en ce moment, et qu'ils ont choisi l'Alberta, c’est parce qu'il y a de l'hydrogène qui est disponible, indique Nicolas Pocard.

Des projets de production d'hydrogène sont en cours en Colombie-Britannique, mais aucun règlement provincial ou fédéral n'oblige les exploitants ferroviaires à atteindre des objectifs de zéro émission.

Le gouvernement californien quant à lui exige, dans la mesure du possible, que toutes les activités des véhicules moyens et lourds soient totalement sans émission d'ici 2045.

Potentiel énergétique, mais degré de propreté variable

Si l'hydrogène n’émet pas de gaz à effet de serre quand il est utilisé, sa production peut avoir une empreinte carbone non négligeable. Le procédé choisi détermine le degré de propreté de l’hydrogène.

Actuellement, 95 % de l'hydrogène utilisé dans le monde est produit avec des énergies non renouvelables, comme le gaz naturel.

Toutefois, l'utilisation de carburant alternatif, comme l'hydrogène à faibles émissions, doit faire partie des moyens utilisés pour atteindre les cibles de l’Accord de Paris, selon le sixième rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur les changements climatiques (GIEC).

Plusieurs locomotives un pont ferroviaire.

Le CN a choisi la locomotive électrique à batterie Wabtec (rouge et grise). Elle fait partie d'un groupe de plusieurs locomotives lors d'un essai avec BNSF Railway en Californie. Le CN souhaite tester la locomotive dans des conditions climatiques plus proches de celles d'un hiver canadien.

Photo : Fournie par : Wabtec

Il est important de comprendre que les réglementations imposent un coût plus élevé pour faire des affaires, explique Gordon Lovegrove. Un coût qui pourrait entraver la compétitivité des compagnies de transport ferroviaire canadiennes en Amérique du Nord.

Dans un courriel, Transports Canada souligne mener des recherches qui contribuent aux connaissances de l’industrie au sujet des systèmes de locomotives à hydrogène, leurs capacités, avantages potentiels et risques pour la sécurité.

Malgré les défis, décarboner la chaîne d'approvisionnement des marchandises, dont le transport ferroviaire est un maillon important, est important pour Nicolas Pocard. Développer des technologies vertes est une véritable mission pour lui. C'est ce qui me motive tous les jours. C'est cette mission qu'on a de pouvoir contribuer à protéger la planète et à trouver des solutions aux problèmes qu'on a aujourd'hui, conclut-il.

Camille Vernet

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