samedi 10 avril 2010 - par Xtf17

L’hydrogène, aujourd’hui et demain

L’hydrogène apporte à l’électricité la souplesse d’utilisation qui lui fait défaut. En effet, si l’on sait produire de l’électricité de multiples façons, on ne sait pas la stocker efficacement. Les batteries sont coûteuses et n’offrent qu’une autonomie très limitée. L’hydrogène, lui, peut être stocké. Ainsi, avec une réserve d’hydrogène et une pile à combustible, il devient possible de produire de l’électricité n’importe où et n’importe quand, sans être relié au réseau électrique. Grâce à l’hydrogène et à la pile à combustible, électricité et mobilité deviennent plus aisément compatibles.

Petit historique de l’hydrogène
C’est en 1766 que le chimiste britannique Henry Cavendish parvint à isoler une nouvelle substance gazeuse qui brûlait dans l’air, et qu’il appela pour cela “air inflammable”. Pour arriver à ses fins, il recueillit avec beaucoup de soins, dans des vessies de porc, le gaz produit par l’action de l’acide chlorhydrique sur le fer, le zinc, l’étain, et découvrit qu’au moment où le gaz s’échappait de la vessie il brûlait avec une même flamme bleue pour chacun des échantillons dès qu’on l’allumait.
L’hydrogène doit son nom au chimiste français Antoine-Laurent de Lavoisier, qui effectua peu de temps après en 1781 la synthèse de l’eau. En 1804 le Français Louis-Joseph Gay-Lussac et l’Allemand Alexander von Humboldt démontrèrent conjointement que l’eau est composée d’un volume d’oxygène pour deux volumes d’hydrogène, et c’est en 1839 que l’Anglais William R. Grove découvrît le principe de la pile à combustible : il s’agit d’une réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène avec production simultanée d’électricité, de chaleur et d’eau.
Dans les années 1939-1953 l’Anglais Francis T. Bacon fît progresser les générateurs chimiques d’électricité, qui permirent la réalisation du premier prototype industriel de puissance, et à partir de 1960 la NASA utilisa la pile à combustible pour alimenter en électricité ses véhicules spatiaux (programmes Apollo et Gemini).
 
Une petite molécule pleine d’énergie
La molécule d’hydrogène que nous utilisons le plus couramment est composée de deux atomes d’hydrogène (H2). Incolore, inodore, non corrosive, cette molécule a l’avantage d’être particulièrement énergétique : la combustion de 1 kg d’hydrogène libère environ 3 fois plus d’énergie qu’1 kg d’essence (soit 120 MJ/kg contre 45 MJ/kg pour l’essence). En revanche, comme l’hydrogène est le plus léger des éléments, il occupe, à poids égal, beaucoup plus de volume qu’un autre gaz. Ainsi, pour produire autant d’énergie qu’avec 1 litre d’essence, il faut 4,6 litres d’hydrogène comprimé à 700 bars. Ces volumes importants sont une contrainte pour le transport et le stockage sous forme gazeuse.
Comme de nombreux combustibles, l’hydrogène peut s’enflammer ou exploser au contact de l’air. Il doit donc être utilisé avec précaution. Mais la petitesse de ses molécules lui permet de diffuser très rapidement dans l’air (quatre fois plus vite que le gaz naturel), ce qui est un facteur positif pour la sécurité.
 
Une technologie d’avenir déjà ancienne
Le développement de la filière hydrogène repose en grande partie sur la technologie de la pile à combustible (PAC). Son principe n’est pas nouveau mais, s’il paraît simple, sa mise en œuvre est complexe et coûteuse, ce qui a interdit sa diffusion dans le grand public pendant longtemps. Aujourd’hui, des progrès ont été réalisés et les applications envisageables sont nombreuses.
Les enjeux sont immenses, notamment dans le cas des transports, aujourd’hui exclusivement dépendants des énergies fossiles non renouvelables et très polluantes. Des véhicules électriques alimentés par une pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène pourront remplacer avantageusement nos véhicules actuels : de nos voitures ne s’échappera plus que de l’eau ! Les constructeurs automobiles ont déployé depuis 2008 les premières applications de l’hydrogène dans les “flottes captives” : bus et véhicules utilitaires ont en effet un point de passage ou de stationnement obligé, ce qui facilite le ravitaillement. Les premières voitures particulières pourraient, quant à elles, commencer à pénétrer le marché entre 2010 et 2020.
Dejà la micro-PAC produit les quelques watts nécessaires à l’alimentation d’appareils portables (téléphones, ordinateurs…), en multipliant par 5 leur autonomie par rapport aux systèmes actuels et permettant une recharge en un instant et n’importe où.
 Les applications stationnaires d’une PAC capable de produire par exemple 1 MW sont également intéressantes. Elles pourraient être commercialisées à l’horizon 2010. Dans les habitations, l’hydrogène sera ainsi tout à la fois source de chaleur et d’électricité. Il permettra, de plus, d’alimenter en électricité les relais isolés qui ne peuvent être raccordés au réseau (sites montagneux, mer…).
Sur ce terrain, il peut devenir le parfait complément des énergies renouvelables. En effet, les énergies solaire ou éolienne ont l’inconvénient d’être intermittentes. Grâce à l’hydrogène, il devient possible de gérer ces aléas : en cas de surproduction, l’électricité excédentaire peut servir à produire de l’hydrogène ; lorsque la production est insuffisante, l’hydrogène peut à son tour être converti en électricité.
Les potentialités de ce gaz ne se limitent pas à la production d’électricité. Il peut également fournir de l’énergie par combustion. C’est déjà le cas dans le domaine spatial, où il sert à la propulsion des fusées. Il pourrait entrer également dans la composition de gaz de synthèse, ce qui permettrait d’obtenir des carburants plus énergétiques que les carburants actuels.
 
Présent partout… mais disponible nulle part
L’hydrogène est extrêmement abondant sur notre planète. Chaque molécule d’eau (H2O) en contient deux atomes. Or, l’eau couvre 70 % du globe terrestre. On trouve également de l’hydrogène dans les hydrocarbures qui sont issus de la combinaison d’atomes de carbone et d’hydrogène. De même la biomasse (organismes vivants, animaux ou végétaux) est donc une autre source potentielle d’hydrogène.
Mais bien qu’il soit l’élément le plus abondant de la planète, l’hydrogène n’existe pratiquement pas dans la nature à l’état pur. Il pourrait donc être converti en énergie de façon inépuisable… à condition de savoir le produire en quantité suffisante.
Il a heureusement l’avantage de pouvoir être produit à partir des trois grandes sources : fossile, nucléaire, biomasse. Mais pour être économiquement et écologiquement viable, sa production doit répondre à trois critères :
- la compétitivité : les coûts de production ne doivent pas être trop élevés
- le rendement énergétique : la production ne doit pas nécessiter trop d’énergie
- la propreté : le processus de fabrication doit être non polluant sous peine d’annuler l’un des principaux atouts de l’hydrogène.
Plusieurs méthodes sont aujourd’hui opérationnelles, mais aucune ne répond pour l’instant parfaitement à ces trois critères. Les coûts de production restent notamment très élevés, ce qui est un obstacle pour des utilisations massives. De nouvelles voies prometteuses sont en cours d’élaboration.
 
La production actuelle
Si l’hydrogène n’est quasiment pas utilisé dans le domaine de l’énergie, il est une des matières de base de l’industrie chimique et pétrochimique. Il est utilisé notamment pour la production d’ammoniac et de méthanol, pour le raffinage du pétrole ; il est également employé dans les secteurs de la métallurgie, de l’électronique, de la pharmacologie ainsi que dans le traitement de produits alimentaires. Pour couvrir ces besoins, 50 millions de tonnes d’hydrogène sont déjà produits chaque année. Mais si ces 50 millions de tonnes devaient servir à la production d’énergie, elles ne représenteraient que 1,5 % des besoins mondiaux d’énergie primaire. Utiliser l’hydrogène comme vecteur énergétique suppose donc d’augmenter énormément sa production.
 
Production d’hydrogène à partir des énergies fossiles
 Aujourd’hui, 95 % de l’hydrogène est produit à partir des combustibles fossiles par reformage : cette réaction chimique casse les molécules d’hydrocarbures sous l’action de la chaleur pour en libérer l’hydrogène. Le vaporeformage du gaz naturel est le procédé le plus courant : le gaz naturel est exposé à de la vapeur d’eau très chaude, et libère ainsi l’hydrogène qu’il contient.
Mais la production d’hydrogène par reformage a l’inconvénient de rejeter du gaz carbonique (CO2) dans l’atmosphère, principal responsable de l’effet de serre. Pour éviter cela, la production d’hydrogène à partir de combustibles fossiles supposerait donc d’emprisonner le gaz carbonique par des techniques qui doivent faire l’objet de développements (on envisage, par exemple, de réinjecter le gaz carbonique dans les puits de pétrole épuisés).
L’hydrogène produit à partir du gaz naturel est le procédé le moins cher. Mais son prix de revient reste le triple de celui du gaz naturel. Comme ce mode de production est polluant et que les ressources en énergies fossiles sont appelées à décroître, diversifier les modes de production s’avère indispensable.
 
Production de l’hydrogène par décomposition de l’eau
Une voie possible consiste à dissocier les atomes d’oxygène et d’hydrogène combinés dans les molécules d’eau (selon la réaction H2O —> H2 + 1/2 O2). Cette solution est la plus intéressante en termes d’émission de gaz à effet de serre…
à condition toutefois d’opérer cette dissociation à partir de sources d’énergie elles-mêmes non émettrices de CO2.
Parmi les procédés envisageables, deux sont actuellement à l’étude : l’électrolyse et la dissociation de la molécule d’eau par cycles thermochimiques.
L’électrolyse permet de décomposer chimiquement l’eau en oxygène et hydrogène sous l’action d’un courant électrique. La production d’hydrogène par électrolyse peut se faire dans de petites unités réparties sur le territoire national. Pour être rentable, ce procédé exige de pouvoir disposer de courant électrique à très faible coût. Actuellement, la production d’hydrogène par électrolyse coûte 3 à 4 fois plus cher que la production par reformage du gaz naturel. Elle souffre de plus d’un mauvais rendement global. L’électrolyse à haute température, qui est une amélioration de l’électrolyse classique, permettrait d’obtenir de meilleurs rendements.
L’autre procédé de décomposition de la molécule d’eau par cycles thermochimiques permet d’opérer la dissociation de la molécule à des températures de l’ordre de 800° à 1000 °C. De telles températures pourraient être obtenues par le biais de réacteurs nucléaires à haute température de nouvelle génération, actuellement à l’étude, ou de centrales solaires.
 
Production directe à partir de la biomasse
La biomasse est une source de production d’hydrogène potentiellement très importante. Elle est constituée de tous les végétaux (bois, paille, etc.) qui se renouvellent à la surface de la Terre. L’hydrogène est produit par gazéification, laquelle permet l’obtention d’un gaz de synthèse (CO + H2). Après purification, celui-ci donne de l’hydrogène. Cette solution est attrayante car la quantité de CO2 émise au cours de la conversion de la biomasse en hydrogène est à peu près équivalente à celle qu’absorbent les plantes au cours de leur croissance ; l’écobilan est donc nul.
Un jour, il sera peut-être possible de produire de l’hydrogène à partir de bactéries et de micro-algues. On a en effet découvert récemment que certains de ces organismes avaient la particularité de produire de l’hydrogène sous l’action de la lumière. Mais ce procédé n’en est aujourd’hui qu’au stade du laboratoire.
Pour que l’hydrogène puisse réellement devenir le vecteur énergétique de demain, il faut qu’il soit disponible à tout moment et en tout point du territoire. Mettre au point des modes de transport, de stockage et de distribution efficaces représente donc un enjeu crucial.
 
Les réseaux de distribution
Dans les schémas actuels, la logique de distribution industrielle est en général la suivante : l’hydrogène est produit dans des unités centralisées, puis utilisé sur site ou transporté par gazoducs. Ce transport permet de connecter les principales sources de production aux principaux points de son utilisation.
 Des réseaux de distribution d’hydrogène par gazoducs existent déjà dans différents pays pour approvisionner les industries chimiques et pétrochimiques (environ 1 050 km en France, en Allemagne et au Bénélux sont exploités par Air Liquide). La réalisation de ces infrastructures industrielles démontre que l’on dispose d’une bonne maîtrise de la génération et du transport d’hydrogène. Un bémol cependant : le coût du transport est environ 50 % plus élevé que celui du gaz naturel et une unité de volume d’hydrogène transporte trois fois moins d’énergie qu’une unité de volume de gaz naturel.
Pour distribuer l’hydrogène, des infrastructures de ravitaillement devront être développées.
La mise au point de stations-service ne semble pas poser de problèmes techniques particuliers. Une quarantaine de stations pilotes existent d’ailleurs déjà dans le monde, en particulier aux États-Unis, au Japon, en Allemagne et en Islande. Il faudra cependant du temps pour que ces stations-service couvrent tout le territoire, ce qui risque de freiner le développement de l’hydrogène dans les transports.
Pour pallier cette difficulté, certains constructeurs automobiles envisagent d’utiliser, plutôt que l’hydrogène lui-même, des carburants qui en contiennent. Dans ce cas, l’étape de reformage a lieu à bord du véhicule. L’intérêt du procédé est alors réduit puisque le reformage produit du dioxyde de carbone, principal responsable de l’effet de serre.
 
Le stockage de l’hydrogène
Concevoir des réservoirs à la fois compacts, légers, sûrs et peu coûteux est déterminant puisque c’est précisément cette possibilité de stockage qui rend l’hydrogène particulièrement attractif par rapport à l’électricité.
 
Stockage sous forme liquide
Conditionner l’hydrogène sous forme liquide est une solution a priori attrayante. C’est d’ailleurs sous cette forme qu’il est utilisé dans le domaine spatial. Mais c’est, après l’hélium, le gaz le plus difficile à liquéfier. Cette solution entraîne une dépense énergétique importante et des coûts élevés qui rendent son application plus difficile pour le grand public.
 
Stockage gazeux sous haute pression
Le conditionnement sous forme gazeuse est une option prometteuse. Les contraintes sont toutefois nombreuses.
Léger et volumineux, un tel gaz doit être comprimé au maximum pour réduire l’encombrement des réservoirs. Des progrès ont été faits : de 200 bars, pression des bouteilles distribuées dans l’industrie, la pression est passée à 350 bars aujourd’hui, et les développements concernent maintenant des réservoirs pouvant résister à des pressions de 700 bars. Mais cette compression a un coût. De plus, même comprimés à 700 bars, 4,6 litres d’hydrogène sont encore nécessaires pour produire autant d’énergie qu’avec 1 litre d’essence.
Le risque de fuite gazeuse doit également être pris en considération compte tenu du caractère inflammable et explosif de ce gaz dans certaines conditions. Or, en raison de la petite taille de sa molécule, l’hydrogène est capable de traverser de nombreux matériaux, y compris certains métaux. Il en fragilise, de plus, certains en les rendant cassants.
L’étude du stockage haute pression consiste donc, pour l’essentiel, à éprouver la résistance des matériaux à l’hydrogène sous pression. Ces matériaux doivent être résistants mais relativement légers (mobilité oblige). Les réservoirs métalliques, utilisés actuellement, se révèlent encore coûteux et lourds au regard de la quantité de gaz qu’ils peuvent emporter. Des réservoirs non plus métalliques mais en matériaux polymères sont en cours d’élaboration pour répondre à ces contraintes.
 
Stockage sous basse pression
Une autre solution consisterait à stocker l’hydrogène dans certains matériaux carbonés ou dans certains alliages métalliques capables d’absorber l’hydrogène et de le restituer lorsque cela est nécessaire. Ce mode de stockage fait actuellement l’objet de nombreuses études.
 
Les différentes filières technologiques
Il existe plusieurs types de piles à combustible qui se différencient par leur électrolyte. Ce dernier définit la température de fonctionnement de la pile et, de fait, son application. Il y a aujourd’hui deux obstacles majeurs au développement des applications commerciales des piles : des difficultés d’ordre technologique (compacité insuffisante, usure des matériaux trop rapide, rendements énergétiques perfectibles) et les coûts de fabrication.
Actuellement, les recherches visent à diminuer les coûts tout en améliorant les performances. Elles tournent principalement autour de deux familles de piles à électrolytes solides.
• La pile à membrane échangeuse de protons P.E.M.F.C. (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) fonctionne à 80°C avec un électrolyte en polymère. C’est la plus prometteuse pour les transports. Les prototypes actuels pour les automobiles reviennent à 7 600 euros/kW. L’enjeu des recherches est de faire passer leur coût en dessous de 50 euros/kW.
Une variante, la pile à méthanol direct D.M.F.C. (Direct Methanol Membrane Fuel Cell) ou à éthanol direct D.E.F.C. (Direct Ethanol Membrane Fuel Cell), consomme directement l’hydrogène contenu dans l’alcool. Très compacte, elle est promise à l’alimentation de la micro-électronique et de l’outillage portatif.
• La pile à oxyde solide S.O.F.C. (Solid Oxide Fuel Cell), est séduisante pour les applications stationnaires, car sa température de fonctionnement très élevée (de l’ordre de 800°C) permet d’utiliser directement le gaz naturel sans reformage. De plus, la chaleur résiduelle peut être exploitée à son tour directement, ou servir à produire de l’électricité par le biais d’une turbine à gaz. Dans ce cas, le rendement global pourrait atteindre 80%.
 
L’hydrogène en toute sécurité
Bien que couramment utilisé dans l’industrie, l’hydrogène est souvent considéré comme un gaz dangereux. Cette image est essentiellement liée à l’accident du ballon dirigeable Hindenburg en 1937, même si nous savons aujourd’hui que la cause réelle de l’incendie n’était pas liée à l’hydrogène, mais à la nature extrêmement inflammable du vernis qui recouvrait l’enveloppe.
Au début du XXe siècle, l’hydrogène était utilisé couramment par le grand public dans le gaz de ville. Si ce mélange d’hydrogène et d’oxyde de carbone a été délaissé, c’est en raison de l’extrême toxicité de l’oxyde de carbone et non à cause de l’hydrogène.
Certes, l’hydrogène doit être utilisé avec précaution, mais il n’est pas plus dangereux que le gaz naturel : les risques sont simplement différents. Pour assurer une utilisation de l’hydrogène en toute sécurité, il faut essentiellement éviter tout risque de fuite, car l’hydrogène est inflammable et explosif, et toute situation de confinement peut s’avérer dangereuse. Ceci suppose l’utilisation de dispositifs de sécurité adéquats (ventilateurs, détecteurs…). De nombreuses études sont menées à chaque étape de la filière pour pallier ces risques. Le C.E.A. effectue, par exemple, des tests d’éclatement de chute et de perforation sur les réservoirs haute pression qu’il met au point.
Il est important de définir également des règles d’utilisation communes. La mise en place d’une économie hydrogène ne pourra se faire sans une harmonisation des normes et des réglementations au niveau européen et international. En 1990, l’International Standard Organisation (ISO), organisation internationale de normalisation, a ainsi créé un comité technique pour élaborer des normes dans le domaine de la production, du stockage, du transport et des diverses applications de l’hydrogène ; à titre d’exemple, le projet européen E.I.H.P. (European Integrated Hydrogen Project) émet des propositions de réglementation pour les véhicules à hydrogène et les infrastructures de distribution.
 
Inépuisable, respectueux de l’environnement, souple dans son utilisation, l’hydrogène offre de nombreux avantages. Combiné à l’électricité, il devrait permettre de satisfaire les principaux besoins en énergie de l’homme. Face à la pénurie des énergies fossiles qui se profile, l’intérêt de la filière hydrogène est incontestable. Mais avant que l’hydrogène n’entre dans notre vie quotidienne, des progrès doivent être faits à chaque étape de la filière : production, transport, stockage, utilisation.
 

12 réactions

  • cubrad 10 avril 2010 10:23

    Article intérressant et très complet, merci.

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  • hunter hunter 10 avril 2010 12:09

    Merci,

    Enfin un papier clair, pédagogique, qui présente les faits.
    Un très bon travail, dans un véritable esprit scientifique.

    Bravo !

    H /

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  • zelectron zelectron 10 avril 2010 12:16

    Dans les années 75 j’avais un copain qui avait a base d’un récipient épais en céramique rempli de poudre d’aluminium versait goutte à goutte de l’acide chlorhydrique et injectait l’hydrogène ainsi obtenu dans le moteur d’un velosolex. La pauvre bête a réussi à faire 10 kilomètres avant de fumer, fondre et quelques hoquet plus tard rendre l’âme. Ça c’était de l’expérience véritable !
    Aujourd’hui ce serait à renouveler avec des matériaux plus fiables et surtout utiliser H² ainsi obtenu pour une pile.

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  • finael finael 10 avril 2010 13:31

    Il reste nombre de progrès à faire pour rendre l’emploi de l’hydrogène plus sûr.

    Bon, j’imagine que vous n’avez jamais vu le documentaire sur le drame du dirigeable « Hidenburg ».

    Non plus que celui, beaucoup plus récent, de l’explosion d’une fusée « Proton » sur son pas de tir (au moins 200 mort).

    Cela fait presque 40 ans que j’ai l’occasion de suivre de près les études concernant l’emploi de l’hydrogène ... mais c’est toujours pour « plus tard ».

    Votre article est intéressant, mais il ne montre qu’un aspect de la question.

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  • Corbeau 10 avril 2010 15:19

    Très bonne synthèse mais le ton est (hélas !) un peu trop optimiste à mon sens.

    Le principal effort de recherche (soutenu par de grands plans de financement nationaux ou européens) porte sur les PEMFC. Hors le gros problème (outre le coût que vous mentionnez et qui est lié à l’emploi de platine, très cher) c’est la durabilité de ce type de batteries. Avec le temps, les électrodes se polluent au CO et le rendement chute. De plus, la gestion de l’humidité dans les membranes (la pile rejette de l’eau) est également un gros problème. Parmi d’autres...

    C’est pour cela, comme l’a souligné un lecteur, que c’est encore et toujours « pour demain ».

    Notre gouvernement, qui recherche une solution plus rapidement apte à permettre le remplacement d’une partie du parc automobile à essence par des véhicules plus propres, mise depuis peu d’avantage sur les batterie lithium... qu’il faudra charger avec de l’électricité produite par des centrales nucléaires. Donc il faudra générer d’avantage de déchets nucléaires, on épuisera plus vite les réserves d’uranium et il faudra résoudre le problème de l’approvisionnement en lithium...

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  • Karash 10 avril 2010 20:33

    Bon résumé, on sent que pour une fois c’est un vrai scientifique qui parle.

    Néanmoins, j’ai l’impression que l’engouement pour cet technologie n’a pas de réel fondement.

    Quand vous dites « Inépuisable, respectueux de l’environnement, souple dans son utilisation, l’hydrogène offre de nombreux avantages », je ne suis pas d’accord. Ce que vous décrivez c’est la filière hydrogène qui existe dans les rêves des scientifiques, pas celle que nous avons sous les yeux actuellement.

    Parce que soyons réalistes : actuellement cet technologie n’a la capacité de résoudre AUCUN de nos problèmes, et tout tourne des possibilités qu’elle AURAIT.

    Vous le dites vous même, les PAC sont restés dans les cartons des chimistes pendant un bon moment. Elles ont connu leur apogée avec les missions apollo, mais jusqu’à la récente fièvre écolo des politiques qui promettent des solutions qui n’existent pas, elles étaient restées dans des labos de recherche.

    Bref, beaucoup d’investissements ne reposant que sur de belles promesses. Vous allez me dire, c’est comme ça que la recherche fonctionne et que l’on avance mais il faut aussi avoir conscience que le risque qu’on ne puisse tout simplement pas se servir de cette filière EXISTE, vus tous les défis technologiques à relever. Le cas échéant, il faudra avoir le courage de s’en apercevoir.

    Je pense notamment à l’application aux véhicules, qui a déjà pris un grand coup de la part de l’administration obama.

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  • CARDO 10 avril 2010 22:17

    merci pour cet article clair, complet et qui nous rend une certaine forme d’optimisme

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  • Xtf17 xtf17 10 avril 2010 22:24

    Bonsoir aux lecteurs et merci pour vos réactions.

    Je suis d’accord avec l’impression très « optimiste » que donne le ton de l’article, qui traduit en effet la filière hydrogène de « rêve ». J’aurai pu prendre un ton plus neutre, mais j’avais aussi envie sur ce thème de voir le bon côté des choses.

    Karash résume très bien cette pensée en écrivant que la recherche avance comme ça, sans rien promettre.
    Et en effet la filière hydrogène est très loin d’être viable en l’état actuel.

    Mais c’est aussi ça la beauté de la science à mon sens, qui est que comme rien n’existe de tel, tout est à inventer, et l’optimisme a donc sa place à côté du pragmatisme. Il faut voir aussi que rien ne se perd dans les résultats de recherche, et que même si cette filière ne voit pas le jour telle que je l’ai décrite, de tous les travaux émergent de toute façon toujours des choses concrètes.

    Le rêve ne sert qu’à tirer vers le haut en somme.

    Et comme la nuit est là, je vous souhaite de faire de beaux rêves !

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  • robin robin 11 avril 2010 19:47

     smiley merci pour cet article complet et très intéressant.
    Je reste toutefois dubitatif en ce qui concerne le rendement complet d’une pile à hydrogène.
    En effet, pour faire de l’hydrogène on va utiliser des énergies et produire de l’hydrogène avec un rendement PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) au maximum de 30 %.
    La pile à hydrogène a quant à elle un rendement de 50 % PCI en électricité jusqu’à 90 % (+ 40 % de chaleur) si on travaille en cogénération par l’utilisation de la chaleur.
    Finalement le rendement global PCI ne sera donc que de 15 % maximum en production d’énergie électrique (30 *50 %).
    Dés lors quel intérêt d’utiliser l’hydrogène au lieu d’utiliser directement l’énergie qui a servie à la fabriquer avec un rendement 2 fois plus important ?

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    • Karash 12 avril 2010 17:38

      Le problème, c’est de stocker.

      Imaginez un immeuble qui voudrait devenir énergétiquement indépendant grâce à des panneaux solaires photovoltaïques et une paire d’éoliennes.

      Problème : même avec des installations bien dimensionnées, la production est erratique.Et même en faisant des efforts, il est impossible de synchroniser totalement la consommation avec la production. Donc il faut un moyen de stocker l’énergie produite en surplus, par exemple en produisant du H2 et en l’utilisant au besoin grâce à une PAC.

      C’est à peu près la seule utilité que je vois au procédé.(En admettant qu’il n’y aie pas d’autre alternative plus rentable)

      (Car au niveau des voitures .. j’y crois pas du tout, quand on voit l’état de pas mal de voitures, j’ai beaucoup de mal à voir des millions de bagnoles se balader avec des réservoirs de H2 à 700 bar dans le bide.)

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  • thomthom 12 avril 2010 14:21

    l’article est bien écrit, mais je ne peux m’empêcher d’être extrêmement sceptique quant à l’avenir de cette technologie.
    La pile à combustible est une véritable une usine à gaz et le restera même si dans les années à venir sont « industriabilité » s’améliore

    Il faudra bien qu’un jour on arrive à produire des batteries réellement performantes pour stocker l’énergie. Ca fait des années que des spécialistes travaillent dessus, pour l’instant les progrès sont notables mais encore très très insuffisants (ce qui pousse à explorer d’autres voies telles que l’hydrogène), mais le domaine des nanotechnologies nous offre des pistes très sérieuses pour les années à venir pour améliorer les perfs des batteries « sans combustible » ( des perfs peut être multipliées par 10... dans une dizaine d’années si tout va bien).

    J’ai bien peur, et même je souhaite, que la pile à combustible ne soit au mieux qu’une solution de transition, en attendant d’avoir de meilleures batteries... et si ce n’était pas le cas, ça vaudrait dire qu’on aurait été infoutu de trouver mieux, et franchement ça serait assez inquiétant.

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  • Pierrot Pierrot 14 avril 2010 12:35

    Bonjour,

    il faut cependant rappeler que le cycle complet électrolyse de l’eau/stockage de l’hydrogène sous haute pression/combustion en pile à hydrogène ne permet au mieux actuellement que de récupérer 40 % de l’énergie fournie.

    En effet l’électrolyse de l’eau est très énergivore ainsi que le stockage de l’hydrogène.
    Ce cycle n’est donc pas rentable techniquement ni bien sûr économiquement.

    je ne parle pas des risques liés à la manipulation/transport de l’hydrogène : explosion, incendie.

    Des améliorations techniques sont au stade de R&D sans électrolyse de l’eau ni utilisation d’hydrocarbure mais c’est assez incertain (via iode/H2SO4 ou voie microbiologique/OGM ...).
    Mais il est pas encore possible d’évaluer l’intérêt de ces voies potentielles.

    Actuellement la voie : véhicules électriques (batteries) est le voie la plus plausible avec des progrès accessibles sur les nouvelles batteries sans lithium etc...(autonomie augmentée, recharge plus rapide ...)

    A revoir dans 20 ans au mieux.

    Il faudra cependant construire environ 15 réacteurs de type EPR 1650 MW pour faire circuler un parc de 36 millions de véhicules en France.

    Réaliste ?

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