Hydrogène : le carburant de l’avenir ?

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Dessin de Jiho publié dans Marianne le 1er juin 2018

Contrairement à ce que certains médias laissent parfois entendre, et malgré toutes les couleuvres qu’il a dû avaler, depuis qu’il est ministre de la transition écologique et solidaire, comme d’ailleurs tous ses prédécesseurs à ce poste, Nicolas Hulot est toujours au gouvernement… Il n’a certes pas réussi à convaincre le ministre de l’agriculture à inscrire dans la loi l’interdiction du glyphosate et il n’en est pas à sa première renonciation depuis qu’il est devenu ministre, mais gouverner en démocratie nécessite forcément des compromis

En tout cas, Nicolas Hulot vient de faire beaucoup parler de lui en annonçant vendredi 1er juin 2018 un plan ambitieux doté de 100 millions d’euros pour soutenir la production d’hydrogène décarboné, le stockage électrique et déployer des flottes de véhicules fonctionnant à l’hydrogène. « Ça fait des lustres que j’entends parler d’hydrogène, accompagné par cette phrase : « c’est bien, mais ça ne marchera jamais » ou « c’est bien, mais c’est trop cher ». Mais aujourd’hui ma raison est faite : l’hydrogène pourra jouer un rôle dans la transition énergétique », tel est le credo du ministre, expliqué aux médias dont Actu-environnement.

Loïk Le Floch-Prigent (photo © DR)

Selon lui, l’hydrogène serait un véritable « couteau suisse de la transition énergétique » et il importe donc que la France pour une fois ne passe pas à côté d’un tel enjeu technologique. Une déclaration qui a fait méchamment ricaner le toujours vert (si l’on peut dire) Loïk Le Floch-Prigent, ancien PDG de Rhône-Poulenc, d’Elf Aquitaine, de Gaz de France et de la SNCF, passé un temps par la case prison, condamné à plusieurs reprises et encore sous le coup d’une procédure judiciaire en cours, mais toujours donneur de leçon malgré tout.

Qu’en est-il donc de ce fameux hydrogène et que peut-on donc bien en attendre ? Une des pistes évoquées dans ce fameux plan dévoilé par Nicolas Hulot est de développer les véhicules fonctionnant avec des moteurs à hydrogène. Le procédé n’est pas totalement révolutionnaire puisqu’un brevet, déposé en 1799 par un certain Lebon, prévoyait déjà que son « gaz hydrogène » pourrait fournir « une force applicable à toutes espèces de machine ».

En 1970, Paul Dieges dépose à son tour un brevet concernant une modification des moteurs à combustion interne qui autorise la consommation d’hydrogène, dans le but d’en supprimer la pollution, puisque la réaction de combustion de l’hydrogène en présence d’oxygène, outre l’énergie qu’elle libère, ne rejette que de l’eau (d’où l’expression de « moteur à eau ») et en tout cas pas de CO2, ce qui est bon pour la planète ! Techniquement, l’utilisation de tels moteurs est au point et il existe déjà une voiture de série commercialisée depuis 2006, la BMW Hydrogen 7, mais vendue seulement à une centaine d’exemplaires et arrêtée depuis, tandis que des bus à hydrogène circulent déjà dans certaines villes.

Bus expérimental électrique à hydrogène testé à Cherbourg (source © projet européen CHIC)

Une autre approche permettant d’utiliser l’hydrogène comme carburant est la pile à combustible, autrement dit un moteur électrique alimenté par une pile dans laquelle le réducteur est l’hydrogène et l’oxydant l’oxygène. Un système tout simple en apparence et qui ne rejette que de l’eau, mais très coûteux dans l’état actuel de la technologie car exigeant beaucoup de platine (catalyseur) et des membranes échangeuses d’ions particulièrement sophistiquées.

Là aussi, il existe déjà des véhicules électriques commercialisés avec ce type de pile à combustible, dont la Honda Clarity, vendue en Europe depuis 2016. La société basque Pragma commercialise elle des vélos électriques fonctionnant selon ce même principe et dont les premiers exemplaires ont été mis en circulation fin 2017 à Saint-Lô, une ville qui possède déjà une flotte de 17 véhicules à hydrogène, comme l’a relaté Le Monde. Ces vélos présentent l’avantage de se recharger en 2 mn seulement alors qu’il faut 3 heures avec un vélo électrique classique et l’autonomie est de 200 km.

Vélo électrique à hydrogène en service dans la ville de Saint-Lô (photo © DR)

Que ce soit pour les moteurs à combustion directe ou pour les véhicules électriques alimentés par une pile à combustible, les difficultés liées à l’utilisation de l’hydrogène sont multiples. Un des problèmes majeurs du procédé vient du stockage de l’hydrogène et de son transport via des réseaux de distribution et, plus encore, à bord d’un véhicule. L’hydrogène gazeux est en effet explosif et inflammable, ce qui incite à le transporter plutôt sous forme liquide, mais sa liquéfaction à basse température consomme beaucoup d’énergie… D’autres solutions sont donc testées, y compris la cryo-compression ou des réservoirs gazeux sous forte pression, mais le sujet n’est pas si simple !

Une autre difficulté provient de la fabrication de l’hydrogène nécessaire, lequel est pour l’instant essentiellement produit par transformation soit par gazéification du charbon soit par vaporeformage du gaz naturel, principalement composé de méthane : au-delà de 700 °C et sous forte pression, la vapeur d’eau réagit avec le méthane pour donner de l’hydrogène. Mais cette réaction libère également de grosses quantités de CO2 (13 tonnes pour 1 t d’hydrogène produit !), ce qui n’est guère favorable pour notre environnement. C’est la raison pour laquelle le plan Hulot insiste sur la nécessité de développer des filières de production d’hydrogène décarboné, issu non pas des hydrocarbures mais obtenus soit à partir de biogaz produits par méthanisation, soit par électrolyse de l’eau en utilisant comme source d’énergie de l’électricité verte d’origine éolienne ou solaire.

Nicolas Hulot présentant son plan hydrogène le 1er juin 2018 (source © MTES)

Une proposition qui fait s’étrangler Loïk Le Floch-Prigent dans l’article publié sur Atlantico. Selon lui en effet, produire de l’hydrogène par électrolyse est une hérésie car les rendements sont trop faibles et le procédé bien trop coûteux par comparaison avec la filière pétrochimique classique. Au passage, il considère que seul un régime quasi-totalitaire comme la Chine, qui ambitionne de faire rouler 50 000 véhicules électriques à hydrogène d’ici 2025, est en mesure d’imposer à sa population une telle révolution : sans coercition, point de salut face au défi du changement climatique !

Ce n’est certes pas le pari de Nicolas Hulot qui estime que la forte baisse du prix des piles à combustible permet désormais d’envisager le développement progressif d’une production d’hydrogène par électrolyse. Dans cette hypothèse, le recours à cette filière pourrait apporter des solutions de stockage de l’électricité, en particulier dans les secteurs non desservis par le réseau national. Cela pourrait surtout permettre d’améliorer sensiblement les capacités des véhicules électriques actuels, y compris pour les poids-lourds voire pour des trains sur le réseau non électrifié.

Utopie absurde ou pari technologique audacieux ? L’avenir le dira…

L.V. 

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