Essai Toyota Mirai : l'hydrogène en grande série
Depuis 1992, Toyota s’engage à faire de l’hydrogène une technologie accessible à grande échelle. En 2014, cet engagement s’est concrétisé avec la Toyota Mirai, la première voiture de série équipée d’une pile à combustible. Depuis 2021, la deuxième génération repousse encore les limites pour offrir une expérience toujours plus aboutie. Embarquez pour un voyage vers l’avenir au volant de la Toyota Mirai, avec Edenauto Toyota Toulouse.
Toyota, pionnier de l’hydrogène
Les recherches sur la pile à combustible
Chez Toyota, les recherches sur la pile à combustible ont débuté en 1992, soit plus de 30 ans d’innovation. Dès 1996, ces efforts ont donné naissance à plusieurs prototypes, dont le FCEV-1, basé sur le Toyota RAV4. Ces modèles expérimentaux ont permis de perfectionner progressivement la technologie, en explorant diverses solutions techniques pour rendre l’hydrogène viable et fiable dans les transports.
En 2001, Toyota franchit une étape majeure avec une nouvelle génération de prototypes, équipés de piles à combustible quatre fois plus performantes que le FCEV-1. L’un d’eux, le FCHV-4, devient le premier véhicule à hydrogène autorisé à effectuer des tests routiers sur les routes japonaises : un véritable tournant !
L’année suivante, en 2002, les recherches s’intensifient, aboutissant à un premier modèle « commercialisable ». Ce véhicule reçoit l’approbation des gouvernements américain et japonais pour être loué à certains clients, marquant ainsi une avancée significative.
En 2005, Toyota réalise un exploit historique : obtenir une homologation complète pour une voiture à hydrogène, comme tout autre véhicule thermique. Ce jalon ouvre la voie à de nouveaux défis, notamment la réduction des coûts, l’amélioration des performances et la garantie d’une sécurité optimale pour une production en grande série. Les prototypes accumulent alors des centaines de milliers de kilomètres pour valider et fiabiliser l’ensemble du système.
Lors du salon de Tokyo en 2011, Toyota dévoile le concept FCV-R, qui préfigure un véhicule de série. Avec ses composants plus compacts, ses deux réservoirs d’hydrogène et son autonomie prometteuse, le FCV-R donne un avant-goût d’un futur où l’hydrogène serait à la portée de tous.
La première voiture à hydrogène de grande série
En 2013, Toyota dévoile un ultime concept avant la présentation officielle de la Toyota Mirai (signifiant « futur » en japonais) en novembre 2014 au Salon de Los Angeles. Ce modèle devient alors la première voiture à pile à combustible produite en grande série.
Une fois encore, Toyota se positionne en précurseur, comme ce fut le cas en 1997 avec la démocratisation de la technologie hybride grâce à son système révolutionnaire. Pour réduire les coûts, la Mirai partage d’ailleurs plusieurs composants avec les véhicules hybrides essence, notamment la batterie, le moteur électrique et l’unité de commande.
Le fonctionnement de la Mirai repose sur une architecture proche de celle d’une hybride. Son moteur électrique est alimenté de trois façons : exclusivement par la pile à combustible à vitesse constante, par une combinaison de la batterie et de la pile à combustible lors de fortes accélérations, ou uniquement par la batterie à basse vitesse. À noter que la batterie se recharge uniquement grâce au freinage régénératif.
La pile à combustible joue un rôle central en synthétisant l’oxygène de l’air avec l’hydrogène stocké à haute pression pour produire de l’électricité destinée au moteur électrique. Ce système présente un avantage écologique majeur : il ne rejette que de l’eau pure. De plus, le ravitaillement en hydrogène ne prend que cinq minutes, une rapidité qui participe à son attractivité.
En 2016, la Toyota Mirai reçoit le prestigieux prix Mondial de la Voiture Verte, une reconnaissance de sa technologie innovante et respectueuse de l’environnement. Si moins de 10 000 exemplaires ont été vendus, Toyota reste convaincu du potentiel de l’hydrogène et franchit une nouvelle étape en 2020 avec le lancement de la deuxième génération de la Mirai.
Toyota Mirai 2024 : elle se réinvente
Un design extérieur repensé
Toyota poursuit son ambition de démocratiser la mobilité hydrogène. Pour cette nouvelle génération de la Mirai, le design clivant et avant-gardiste laisse place à une silhouette plus statutaire et élégante.
Yoshikazu Tanaka, ingénieur en chef du projet, avait une vision claire : « Je voulais concevoir une voiture que les clients auront envie de conduire en permanence, avec un design émotionnel et attrayant, et un plaisir de conduite qui leur donnera le sourire. Je souhaite qu’ils disent : J’ai choisi la Mirai simplement parce que je voulais cette voiture, et il se trouve qu’elle est équipée d’une pile à combustible. »
Grâce à l’adoption de la plateforme GA-L, partagée avec les prestigieuses Lexus LS et LC 500, la Mirai repense complètement ses proportions et ses qualités dynamiques.
D’abord, on apprécie le choix d’une berline plutôt qu’un SUV, un parti pris devenu rare et notable. La nouvelle Mirai se distingue par son allure athlétique, son long capot et ses proportions généreuses. Avec un empattement allongé de 140 mm, elle mesure désormais 4 975 mm, flirtant avec la barre des 5 mètres. Elle est également plus large de 75 mm et plus basse de 65 mm, et repose sur des jantes allant jusqu’à 20 pouces.
Son design fluide et sophistiqué est sublimé par une teinte inédite, un bleu Caspien éclatant, qui met parfaitement en valeur ses lignes élégantes. En tant qu’amateur de berlines traditionnelles, difficile de ne pas succomber au charme de cette Mirai nouvelle génération.
Un intérieur cossu
À l’intérieur, la Toyota Mirai mise sur le raffinement plutôt que sur le futurisme outrancier. Son habitacle combine modernité et agencement classique, mettant en valeur des matériaux de qualité. Face au conducteur, on retrouve la dernière génération du système Toyota Smart Connect, équipée de deux écrans personnalisables de 12,3 pouces chacun (nouveauté depuis 2024). Les commandes essentielles restent accessibles via des boutons physiques, idéalement positionnés pour une ergonomie optimale.
Les sièges et le tableau de bord arborent un cuir d’origine non animale, en adéquation avec les valeurs écologiques du véhicule. Comme toute voiture de ce standing, la Mirai regorge de technologies avancées. La finition Lounge, bien que « d’entrée de gamme », est déjà généreusement équipée :
- Stationnement autonome
- Vision 360° et radars de stationnement
- Détecteurs d’angle mort, de circulation et de franchissement de ligne
- Système précollision
- Feux de route automatiques et adaptatifs
- Régulateur adaptatif intelligent avec fonction jusqu’à l’arrêt
- Éclairage d’ambiance
- Chargeur à induction
- Sièges et volant électriques et chauffants
- Système audio JBL à 14 haut-parleurs
La Mirai s’inscrit également dans l’air du temps avec le système MY T, qui permet de contrôler à distance la climatisation ou le chauffage.
Ce niveau de sophistication place la Mirai au rang des berlines premium. Avec un badge Lexus, cela semblerait tout à fait naturel !
Moteur élec
Pile à combustible
BVA – Propulsion
La technologie hydrogène perfectionnée
Si la nouvelle plateforme a permis de réinventer le design de la Mirai, elle a également favorisé une nette amélioration du système à pile à combustible. Bien que le fonctionnement reste fondamentalement identique, l’efficience a été considérablement optimisée.
Par rapport à la première génération, la nouvelle Mirai intègre un réservoir d’hydrogène supplémentaire, augmentant la capacité totale de stockage de 20 %, soit 5,6 kg. Les trois réservoirs sont agencés en forme de T : le principal est placé au centre, dans le tunnel central, tandis que les deux autres se trouvent perpendiculairement, sous les sièges et le coffre.
Ces réservoirs bénéficient d’une conception multicouche innovante, combinant fibre de carbone pour plus de résistance et légèreté. La sécurité du système hydrogène a également été renforcée grâce à des alarmes anti-fuite, des réservoirs orientés vers l’extérieur, et une soupape de décharge pour gérer les hausses de température, des avancées issues de décennies de recherche.
La pile à combustible a été repositionnée sous le long capot avant, une place digne d’une motorisation noble. Elle intègre désormais des composants plus compacts et performants, dont un nouveau convertisseur de puissance. Ce positionnement permet de regrouper les équipements annexes (pompe à eau, échangeur de climatisation, compresseur d’air, pompe de recirculation d’hydrogène) en un seul module, réduisant ainsi le poids total de 2,9 kg et gagnant en espace.
La pile utilise toujours un polymère solide, mais elle est plus compacte avec 330 cellules au lieu de 370. Couplée à un moteur électrique amélioré délivrant 134 kW (182 ch) et 300 Nm de couple, la Toyota Mirai atteint une densité de puissance record de 5,4 kW/l.
Le moteur électrique, accompagné d’une batterie lithium-ion plus compacte, plus dense et offrant un meilleur rendement, est placé au-dessus de l’essieu arrière.
En résumé, le système à pile à combustible est désormais 50 % plus léger, 30 % moins encombrant et permet une réduction de consommation de 10 %. Ces progrès notables se traduisent par une expérience de conduite encore plus agréable sur la route.
Sur la route avec la Toyota Mirai : sérénité et bien-être
Grâce à la nouvelle disposition de la pile à combustible, la Toyota Mirai offre une répartition des masses idéale de 50/50. Associée à une propulsion arrière, cette configuration rappelle celle des voitures de sport et se ressent pleinement au volant. Tout a été pensé pour garantir une expérience de conduite optimale.
La rigidité structurelle a été renforcée, non seulement pour maximiser la sécurité en cas de choc, mais aussi pour affiner le comportement routier. Toyota a utilisé de l’aluminium pour de nombreux composants, ajouté des renforts à des points stratégiques et employé des techniques avancées comme la colle structurelle et le soudage laser.
Côté suspension, la Mirai bénéficie d’un essieu multibras à l’avant et à l’arrière, une configuration rare. Des barres stabilisatrices plus épaisses et des pneus de plus grand diamètre (235/55 R19 sur la finition Lounge) viennent compléter ce dispositif pour une tenue de route impeccable.
Le confort à bord est remarquable, notamment grâce au double vitrage, qui assure une excellente insonorisation. Quelques bruits électriques émanant de la pile à combustible rappellent subtilement son caractère futuriste. Sinon, la conduite est comparable à celle d’un véhicule électrique : souple, réactive et agréable. Le seul détail qui trahit son fonctionnement unique est le bouton H2O, qui permet de purger le système.
Pour illustrer son silence de fonctionnement, la Toyota Mirai a été évaluée selon l’indice d’articulation, qui mesure l’interférence des bruits parasites sur la parole à l’intérieur de l’habitacle. Elle a obtenu un score impressionnant de 99/100, garantissant une communication claire et audible en toutes circonstances, même à haute vitesse.
Une conduite sereine et futuriste, qui allie le plaisir de la propulsion à un confort digne des meilleures berlines.
Ce « Pallas roulant » ne néglige ni le conducteur ni le chauffeur, offrant un comportement routier plaisant. La précision de la direction et l’équilibre naturel de la propulsion arrière rendent cette voiture agréable à conduire, même dans les courbes, malgré son gabarit imposant et un poids avoisinant les 2 tonnes.
Le freinage, bien calibré et naturel, repose sur des disques ventilés associés à des étriers performants : 4 pistons à l’avant et 2 à l’arrière.
Le moteur électrique, avec ses 182 chevaux, est parfaitement adapté à une utilisation quotidienne. Le 0 à 100 km/h est réalisé en 9,2 secondes, mais c’est surtout dans les reprises, comme le 50 à 80 km/h, que la réactivité se ressent. Certes, on pourrait souhaiter davantage de puissance, notamment par rapport aux voitures 100 % électriques, mais l’harmonie générale du système procure un réel plaisir de conduite.
Lors d’un essai, j’ai eu l’occasion de la faire tester à des chercheurs du CNRS spécialisés dans l’hydrogène. Bien qu’habitués à des véhicules de taille plus modeste, ils ont rapidement trouvé leurs repères, signe d’un agrément bien pensé.
Au chapitre consommation, la Mirai se distingue par des chiffres mesurés en kilogrammes d’hydrogène par 100 km. Avec une consommation abaissée à 0,8 kg/100 km, la nouvelle Mirai gagne 30 % d’autonomie grâce à son réservoir supplémentaire. Elle est homologuée pour parcourir 650 km avec un plein, bien que dans la pratique, cette distance soit légèrement inférieure. L’un des grands atouts de l’hydrogène reste la recharge ultra-rapide : moins de 5 minutes pour faire le plein.
Cependant, le défi principal reste l’accès aux stations hydrogène, encore rares en France. À Toulouse, nous avons la chance d’avoir la station HYPORT près de l’aéroport de Blagnac. Initialement conçue pour les navettes aéroportuaires, cette station accueille également des véhicules légers et propose des recharges à 350 ou 700 bars. Attention toutefois : à 350 bars, l’autonomie est divisée par deux en raison d’une compression moindre de l’hydrogène.
Un vrai tour de force technologique qui démontre le potentiel de l’hydrogène, tout en rappelant les défis à relever pour démocratiser cette énergie.
Le bilan de la Toyota Mirai : un avenir radieux ?
Avec un peu plus de 2 000 ventes annuelles pour la Mirai, la démocratisation de la voiture à hydrogène semble encore lointaine, tant que les infrastructures nécessaires ne seront pas davantage développées. Toutefois, force est de constater que Toyota est bel et bien en avance sur son temps, parvenant à produire une voiture à la fois séduisante et aboutie, qui fait presque oublier le caractère expérimental de la technologie. On se croirait déjà dans le futur, et Toyota y croit également, dans l’idée d’un mix énergétique pour parvenir à une société décarbonée d’ici 2050.
Les technologies hybrides et hybrides rechargeables ont leur place pour les longs trajets et dans les pays dépourvus d’infrastructures, les voitures électriques sont idéales pour les trajets urbains, et l’hydrogène pourrait bien être la solution pour de grands véhicules légers, ainsi que pour les poids lourds et les bus. D’ailleurs, Toyota teste actuellement des kits de pile à combustible dérivés de la Mirai sur ces types de véhicules en France et en Europe.
Parallèlement, Toyota travaille activement sur le moteur à combustion interne à hydrogène pour apporter davantage d’émotions, notamment dans le cadre de ses programmes sportifs. Les prototypes Toyota GR Yaris H2 et le concept Toyota GR H2 en sont de parfaits exemples, préfigurant ce qui pourrait être la nouvelle ère en Rallye et Endurance.
Définitivement, Toyota ne suit pas la voie tracée par les autres. L’entreprise prouve qu’avec méthode, une technologie peut évoluer pour aboutir à des applications tangibles, tout en ouvrant la voie à de nouvelles perspectives pour l’avenir. À suivre !
Remerciements
Merci à la concession Edenauto Toyota Toulouse et Toyota France pour la découverte de cette voiture d’une nouvelle ère. Si vous êtes intéressés par la technologie n’hésitez pas à les contacter :
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