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L’hydrogène est présenté comme l’énergie du futur, mais c’est quoi au juste ? – Les Échos Start

Publié le 17 sept. 2020 à 11:05

Sept milliards pour l’hydrogène, bus à hydrogène, pile à hydrogène. Hydrogène par ci, hydrogène par là. Annoncé comme une « révolution industrielle » pour le gouvernement, qu’est-ce que c’est l’hydrogène au juste ?

Pour commencer, précisons d’emblée qu’il s’agit du H de H2O, la molécule de l’eau. Il est donc présent dans les végétaux, dans les hydrocarbures comme le pétrole (composé d’atomes d’hydrogène et de carbone, HC) ou encore dans la biomasse (déchets agricoles et forestiers par exemple). On en parle autant parce qu’il permet de produire de l’énergie, potentiellement de manière quasi illimitée au vu son abondance sur Terre, et pourrait alimenter des systèmes électriques, véhicules, industries, etc.

Objectif : séparer l’hydrogène des molécules

Sauf qu’avant de parler d’énergie générée, il faut d’abord trouver cet hydrogène. Il faut le séparer des autres molécules auxquelles il est toujours collé dans l’eau ou dans les hydrocarbures. Aujourd’hui dans le monde, 95 % de l’hydrogène est « produit » à partir des hydrocarbures mais le processus émet énormément de dioxyde de carbone (CO2). Sa production annuelle équivaut aux émissions du Royaume-Uni et de l’Indonésie réunis, selon l’Agence internationale de l’énergie (IAE). Pas très écolo. C’est pourquoi le gouvernement a insisté dans son plan de relance pour développer l’hydrogène décarboné, c’est-à-dire qui n’utilise, ni ne génère de CO2 dans sa production. C’est possible notamment en extrayant l’hydrogène de l’eau par le procédé d’électrolyse : un courant électrique permet de séparer hydrogène et oxygène. Le gaz obtenu sera décarboné ou vert si l’électricité utilisée provient des énergies renouvelables.

Le gouvernement français espère développer l’électrolyse, qui décarbonera une partie de l’industrie en évitant chaque année l’émission de neuf millions de tonnes de CO2 (3 % des émissions françaises) due à la production d’hydrogène issu des hydrocarbures.

Dans sa « stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné », annoncée la semaine dernière, deux autres objectifs sont fixés : développer l’hydrogène dans la mobilité, surtout pour les véhicules lourds, et construire une filière industrielle créatrice d’emplois (entre 50.000 et 150.000 emplois directs et indirects envisagés en France). Au total sept milliards d’euros seront dépensés d’ici 2030 pour aider le développement de l’hydrogène en France, dont deux milliards au cours des deux prochaines années.

Pour Stéphanie Paysant, responsable administration et communication de l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (Afhypac), les postes d’ingénieur en électrochimie pour la fabrication des électrolyseurs et des piles à combustibles vont se multiplier. ‘Ce sont des métiers déjà en tension, c’est compliqué aujourd’hui de recruter des spécialistes’, explique-t-elle. Des emplois qualifiés seront aussi créés dans les métiers du véhicule électrique, la gestion de chantier ou de projet hydrogène et la maintenance des installations et des véhicules.

Production d’électricité, à partir d’électricité

Si l’Etat mise autant sur l’hydrogène c’est parce qu’il pourrait révolutionner nos sociétés. Car pour l’heure, le problème des énergies renouvelables est celui de l’intermittence : surproduction d’électricité à certaines périodes (l’été où les journées sont plus longues par exemple pour le photovoltaïque) mais insuffisance à d’autres moments (l’hiver où il fait moins beau mais le chauffage nécessite plus d’électricité). En utilisant le surplus d’électricité généré par les panneaux solaires ou éoliennes pour créer de l’hydrogène à partir de l’eau, on évite de perdre de l’énergie et on produit ainsi un nouveau gaz qui est utilisé plus tard pour produire à nouveau de l’électricité grâce à des piles à combustibles.

Rappelons que les réflexions ne datent pas du plan de relance. L’électrochimiste John Bockris a imaginé dès 1970 l’économie potentielle de l’hydrogène avec un monde alimenté par les énergies renouvelables et l’hydrogène, sans dépendance aux énergies fossiles. Puis l’économiste Jeremy Rifkin en a remis une couche en écrivant un livre publié en 2002 et intitulé « L’économie hydrogène » et l’a intégré dans l’un des cinq piliers de sa théorie de la troisième révolution industrielle.

Une fois l’hydrogène isolé, comment fonctionnent ces piles ?

Le principe des piles à combustible est de faire réagir de l’hydrogène avec de l’oxygène pour créer de l’électricité, le tout en émettant uniquement… de l’eau. Zéro carbone, ni particules fines, ni pollution. Usages possibles : absolument tout ce qui fonctionne à l’électricité et surtout les véhicules, voitures, bus, trains, bateaux, et même peut-être les avions. En termes de mobilité, l’objectif du gouvernement pour 2030 est d’économiser plus de six millions de tonnes de CO2, l’équivalent des émissions annuelles de CO2 de Paris. Une transformation de l’hydrogène, associé au dioxyde de carbone, en carburant est aussi à l’étude. Il pourrait aussi être mélangé au gaz naturel dans les réseaux de distribution d’énergie.

« Si on se projette en 2100, je pense qu’il y aura plus de transports en commun et c’est là que l’hydrogène a un rôle à jouer, pour avoir un réseau totalement décarboné », imagine Pierre-Emmanuel Casanova, cofondateur d’Hysilabs qui a créé une solution pour stocker et transporter facilement l’hydrogène sous forme liquide. « Mais je ne suis pas un fervent défenseur du 100 % hydrogène. Il faudra avoir une mixité technologique et énergétique en fonction des usages, pour ne pas retomber dans une force de dépendance. »

Pour l’instant on n’en est pas encore à la généralisation de l’hydrogène dans notre quotidien. Le cofondateur de la startup qui a levé deux millions d’euros en 2018 ajoute que « pour avoir un impact sur la transition énergétique, il faudra produire de l’hydrogène vert », et donc des énergies renouvelables. Il faudra aussi développer les compétences nécessaires à la filière et former les travailleurs. Pour l’instant l’Afhypac recueille les besoins en compétences des entreprises et discute avec les territoires pour créer les formations hydrogène de demain.

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