Les trains à hydrogène sont conçus pour les lignes non électrifiées. À bord, l’hydrogène réagit avec l’oxygène dans une pile à combustible et produit l’électricité qui entraîne les moteurs de traction. L’hydrogène est stocké dans des réservoirs haute pression installés sur le toit.
Les piles et l’électronique de puissance se trouvent dans la caisse, tandis qu’une batterie de traction absorbe les pointes lors des accélérations et emmagasine l’énergie récupérée au freinage. En service quotidien, l’objectif est de conserver une réactivité proche des rames électriques classiques et d’assurer une exploitation sur toute la journée sans caténaires.
En circulation, le seul sous-produit au point d’usage est l’eau. Cette caractéristique fait de l’hydrogène un remplaçant crédible des autorails diesel sur les dessertes régionales. Les voies et les gares existantes peuvent être utilisées, ce qui permet aux exploitants d’intégrer ces rames sans bouleverser les grilles horaires ni les routines de maintenance, surtout sur les lignes rurales où l’électrification intégrale serait complexe ou coûteuse.
À titre d’exemple, la Mireo Plus H de Siemens a obtenu en décembre 2024 l’autorisation de transport de voyageurs pour Berlin Brandebourg et la Bavière, puis est entrée en service régulier lors du changement de service de décembre.
Les opérateurs évaluent les flottes selon des critères familiers comme la vitesse maximale, l’accélération, l’autonomie entre ravitaillements, le temps de ravitaillement en terminus et la disponibilité sur l’ensemble de la journée.
Pour la Mireo Plus H, les informations publiques signalent un ravitaillement d’environ quinze minutes, un stockage d’hydrogène en toiture et des cycles d’exploitation calés sur les horaires régionaux.
Les bénéfices sont immédiats au point d’usage. Zéro émission locale, davantage de silence dans les gares et les quartiers riverains, évitement de longues électrifications en milieu rural. Les compromis sont tout aussi tangibles. Un investissement initial supérieur à un remplacement diesel équivalent, de nouvelles chaînes d’approvisionnement pour les réservoirs, les compresseurs et les piles, et une empreinte carbone dépendante du mode de production de l’hydrogène.
D’où un mouvement croissant vers l’hydrogène vert, même si les rapports de la filière ont souligné jusqu’au milieu des années 2020 des freins liés aux coûts et aux infrastructures.
Les projets réussissent lorsque le matériel roulant et le système énergétique sont pensés ensemble dès le départ. Il faut planifier la production, la compression, le stockage, la sécurité et une capacité de ravitaillement dimensionnée sur le horaire.
À Berlin Brandebourg, sept rames Mireo Plus H de deux caisses sont associées à un contrat de service et à un plan de ravitaillement conçu pour de courts stationnements en terminus, avec du matériel mobile en appui des stations fixes.
La première ligne à hydrogène en Europe a connu des problèmes de fiabilité et d’approvisionnement en pièces avec les iLint d’Alstom sur le réseau du Taunus en Hesse, ce qui a imposé des remplacements temporaires par du diesel et des améliorations de flotte.
La leçon essentielle tient à la pensée système. La disponibilité ne dépend pas du seul véhicule. Elle résulte du bon fonctionnement conjoint des rames, des installations de ravitaillement, des modules de rechange et de la chaîne logistique.
Bayerische Regiobahn a engagé le service voyageurs en Mireo Plus H le 16 décembre 2024, pour un pilote d’environ deux ans et demi. L’objectif est de collecter des données d’aide à la décision sur les pentes, les temps de stationnement, les variations de température, la fréquentation, l’autonomie et le comportement au ravitaillement, afin d’éclairer l’extension à d’autres corridors.
De nouveaux pilotes se déploient sur le continent. En Italie, la Valcamonica adoptera des trains à hydrogène avec électrolyseurs sur site pour l’approvisionnement, une option retenue en alternative à l’électrification d’un tronçon montagneux d’environ cent dix kilomètres, avec un soutien financier régional et des fonds européens de relance.
Les trains à hydrogène constituent une option réaliste pour remplacer le diesel sur les lignes régionales non électrifiées, à condition de concevoir l’horaire, le ravitaillement et la maintenance comme un système unique. Ils réduisent les polluants locaux et peuvent diminuer l’empreinte climatique si l’hydrogène est bas carbone, mais ils exigent des investissements coordonnés et une exploitation disciplinée.
À mesure que les coûts reculent et que les infrastructures mûrissent, réussiront surtout les programmes qui alignent dès le premier jour le matériel, l’approvisionnement énergétique et les modèles de service.