{"id":737,"date":"2016-02-04T17:41:12","date_gmt":"2016-02-04T16:41:12","guid":{"rendered":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=737"},"modified":"2016-02-29T17:12:56","modified_gmt":"2016-02-29T16:12:56","slug":"lavenir-de-la-filiere-hydrogene-entre-promesses-anciennes-et-serieuses-incertitudes","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=737","title":{"rendered":"L’avenir de la fili\u00e8re hydrog\u00e8ne: entre perspectives optimistes et s\u00e9rieuses incertitudes"},"content":{"rendered":"

La capitaine N\u00e9mo, le h\u00e9ros du roman de Jules Verne, vingt mille lieues sous les mers, <\/em>vantait les performances de son sous-marin, le Nautilus, qui \u00e9tait motoris\u00e9 avec une pile \u00e0 combustible fonction avec de l\u2019hydrog\u00e8ne produit par \u00e9lectrolyse de l\u2019eau de mer\u00a0(cf.la figure repr\u00e9sentant le Nautilus et le capitaine N\u00e9mo prenant le frais au P\u00f4le sud). A l\u2019\u00e9poque son principe \u00e9tait connu depuis une cinquantaine d\u2019ann\u00e9e (une premi\u00e8re pile avait \u00e9t\u00e9 construite en 1839 par un avocat gallois W. Grove). Aujourd\u2019hui, les d\u00e9bats sur la transition \u00e9nerg\u00e9tique et sur les \u00e9nergies \u00e0 \u00ab\u00a0bas carbone\u00a0\u00bb (notamment lors de la Cop 21) ont redonn\u00e9 une certaine actualit\u00e9 \u00e0 la fili\u00e8re hydrog\u00e8ne<\/strong> que Jeremy Rifkin, il y a dix ans d\u00e9j\u00e0, consid\u00e9rait dans son livre, L\u2019\u00e9conomie hydrog\u00e8ne<\/em>, comme la fili\u00e8re \u00e9nerg\u00e9tique qui se \"Nautilus\"<\/a>substituerait au p\u00e9trole quand celui-ci serait \u00e9puis\u00e9. En f\u00e9vrier (les 4 et 5) les premi\u00e8res journ\u00e9es europ\u00e9ennes HyVolution 2016 <\/em>devaient faire le point, \u00e0 Paris, sur les perspectives de la fili\u00e8re.<\/p>\n

L\u2019hydrog\u00e8ne<\/strong> a l\u2019avantage d\u2019\u00eatre le compos\u00e9 mol\u00e9culaire le plus simple et le plus l\u00e9ger (constitu\u00e9 par deux atomes d\u2019hydrog\u00e8ne), aux propri\u00e9t\u00e9s \u00e9nerg\u00e9tiques remarquables ce qui explique son int\u00e9r\u00eat.Il est le vecteur \u00e9nerg\u00e9tique avec la plus grande densit\u00e9 massique<\/strong> (2,2 fois plus d\u2019\u00e9nergie par kg que le gaz naturel), 1kg d\u2019hydrog\u00e8ne est \u00e9quivalent \u00e0 3,8 l d\u2019essence (2,75 kg). Toutefois, c\u2019est un gaz l\u00e9ger, ne se liqu\u00e9fiant qu\u2019\u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature (- 253 \u00b0C) et il faut d\u00e9penser en pratique 10-13 kWh\/kg pour le liqu\u00e9fier. Par ailleurs, sa plage d\u2019inflammabilit\u00e9 avec l\u2019air est tr\u00e8s \u00e9tendue (5 fois plus que celle du gaz naturel) et avec une \u00e9nergie d\u2019inflammation tr\u00e8s faible (14 fois moins \u00e9lev\u00e9e que celle du gaz naturel). Enfin, comme il est tr\u00e8s l\u00e9ger il diffuse tr\u00e8s facilement, notamment dans les m\u00e9taux qu\u2019il peut fragiliser, son utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle exige donc des r\u00e8gles de s\u00e9curit\u00e9 importantes pour le stocker et le transporter (un stockage dans des r\u00e9servoirs m\u00e9talliques peut \u00eatre dangereux).<\/p>\n

L\u2019hydrog\u00e8ne est un gaz tr\u00e8s utilis\u00e9 dans l\u2019industrie<\/strong> (notamment pour la d\u00e9sulfuration de carburants, dans la chimie et l\u2019\u00e9lectronique) mais, n\u2019existant pas \u00e0 l\u2019\u00e9tat naturel (sauf dans les \u00e9missions gazeuses de certaines dorsales sous-marines profondes), on doit le produire par un proc\u00e9d\u00e9 industriel.<\/strong> Le principal (95%) est le \u00ab\u00a0vapo-reformage\u00a0\u00bb d\u2019hydrocarbures (majoritairement le gaz naturel) avec de la vapeur d\u2019eau, on le produit aussi par \u00e9lectrolyse de l\u2019eau avec une \u00e9lectricit\u00e9\u2026.qui est souvent produite par des centrales thermiques. Le rendement de l\u2019\u00e9lectrolyse de l\u2019eau alcaline n\u2019est, en moyenne, que de 70%. Les couts de production sont assez diff\u00e9rents\u00a0: – par reformage il \u00e9tait, en 2014, de 1,5 \u00e0 2,5 \u20ac\/kg\u00a0 <\/em><\/strong>(il d\u00e9pend du prix du gaz naturel), soit environ 50 \u20ac par MWh thermique – par \u00e9lectrolyse de l\u2019eau (avec un prix industriel de 70\u20ac\/MWh pour l\u2019\u00e9lectricit\u00e9), il s\u2019\u00e9tablirait dans une fourchette de 4 \u00e0 8 \u20ac\/kg soit plus du double de celui par reformage. (France Strat\u00e9gie, Etienne Beeker, \u00ab\u00a0Y a-t-il une place pour l\u2019hydrog\u00e8ne dans la transition \u00e9nerg\u00e9tique?\u00a0\u00bb, note No 15, ao\u00fbt 2014, www.sgtrategie.gouv.fr<\/a> ).<\/p>\n

Les partisans de la fili\u00e8re hydrog\u00e8ne mettent en avant deux perspectives possibles\u00a0: l\u2019utilisation comme carburant dans les v\u00e9hicules, le stockage de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9. <\/strong>L\u2019hydrog\u00e8ne peut \u00eatre utilis\u00e9 directement comme carburant, au lieu de l\u2019essence, dans un moteur thermique classique. Ainsi BMW a-t-il mis en service \u00e0 Berlin une flotte d\u2019automobiles \u00e0 hydrog\u00e8ne, Hydrogen7, fonctionnant avec de l\u2019hydrog\u00e8ne liquide (un r\u00e9servoir avec 8 kg d\u2019hydrog\u00e8ne liquide permettant une autonomie de 200 km). Cette solution n\u2019a probablement pas d\u2019avenir car elle est peu \u00e9conomique, la liqu\u00e9faction de l\u2019hydrog\u00e8ne consommant le tiers de l\u2019\u00e9nergie stock\u00e9e dans le liquide et son stockage n\u00e9cessite un r\u00e9servoir cryog\u00e9nique. De fait la tr\u00e8s grande majorit\u00e9 des efforts techniques sont consacr\u00e9s \u00e0 la motorisation \u00e9lectrique utilisant l\u2019hydrog\u00e8ne dans des piles \u00e0 combustible<\/strong>. Les premi\u00e8res piles op\u00e9rationnelles, outre celle du capitaine N\u00e9mo, n\u2019ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es que dans les ann\u00e9es 1960 par la NASA sur les vols Apollo. Sch\u00e9matiquement, une pile \u00e0 combustible fait le travail inverse de l\u2019\u00e9lectrolyse de l\u2019eau<\/strong>\u00a0: on produit dans une\u00a0 cellule un courant \u00e9lectrique en recombinant l\u2019hydrog\u00e8ne et l\u2019oxyg\u00e8ne. L\u2019hydrog\u00e8ne gazeux introduit \u00e0 l\u2019anode est ionis\u00e9, les ions transitent \u00e0 travers un \u00e9lectrolyte constitu\u00e9 par une membrane (un polym\u00e8re fluor\u00e9 du type du t\u00e9flon) imperm\u00e9able aux \u00e9lectrons, les ions se recombinant \u00e0 la cathode avec l\u2019oxyg\u00e8ne de l\u2019air, la r\u00e9action produit de l\u2019eau et de la chaleur. Le flux d\u2019\u00e9lectrons peut alimenter un moteur \u00e9lectrique. Ce type de piles est appel\u00e9e PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, cf. figure,Source\u00a0<\/strong>: Nature<\/em>, L.Schlapbach, vol. 460, p. 810, 2009). Elles fonctionnent \u00e0 temp\u00e9rature proche de l\u2019ambiante (40 \u00e0 85\u00b0C) mais avec le s\u00e9rieux inconv\u00e9nient de n\u00e9cessiter \"Pile<\/a>l\u2019utilisation d\u2019un m\u00e9tal noble comme catalyseur dans les \u00e9lectrodes, le platine est le plus efficace. Une pile est constitu\u00e9e par l\u2019assemblage de plusieurs cellules (200 pour une puissance de 50 kW) et son rendement est excellent, il est de 80 \u00e0 90% (dans les conditions nominales de fonctionnement d\u2019un moteur \u00e0 plus basse puissance il\u00a0 n\u2019est que de 55 %), elle alimente un moteur \u00e9lectrique dont le rendement est proche de 90%. L\u2019utilisation du platine comme catalyseur est le point critique\u00a0pour ces piles<\/strong> car c\u2019est un m\u00e9tal rare et donc co\u00fbteux<\/strong> (28 \u20ac\u00a0\/g) et elles doivent fonctionner avec de l\u2019hydrog\u00e8ne exempt d\u2019impuret\u00e9s (et notamment de monoxyde de carbone qui peut \u00eatre un r\u00e9sidu de la production d\u2019hydrog\u00e8ne) qui peuvent empoisonner le catalyseur.<\/p>\n

Une variante des piles PEMFC consiste \u00e0 remplacer l\u2019hydrog\u00e8ne par du m\u00e9thanol qui peut \u00eatre transform\u00e9 en hydrog\u00e8ne dans la pile<\/strong>. Elle permet un stockage liquide ce qui est un avantage, mais le m\u00e9thanol est tr\u00e8s toxique\u2026Les autres variantes consistent \u00e0 fonctionner soit avec des \u00e9lectrolytes liquides<\/strong> (potasse, carbonates fondus ou acide phosphorique) mais \u00e0 plus haute temp\u00e9rature (500-600\u00b0 C), les liquides \u00e9tant par ailleurs corrosifs, soit avec des \u00e9lectrolytes solides<\/strong> (une c\u00e9ramique en zircone dop\u00e9e avec de l\u2019yttrium) fonctionnant l\u00e0 encore \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e (600-1000\u00b0C), mais avec un catalyseur moins on\u00e9reux que le platine (un oxyde de c\u00e9rium et du ruth\u00e9nium) et un rendement de 40 \u00e0 50%. Des travaux r\u00e9cents (Gorte, R.J., \u00ab\u00a0Cooling down ceramic fuel cells\u00a0\u00bb, Science<\/em>, vol. 394, issue 6254, p. 1290, 18 September 2015, www.sciencemag.org<\/a>) permettent d\u2019envisager une pile \u00e0 c\u00e9ramique avec un bon rendement dans une gamme de temp\u00e9rature de 250-550\u00b0C, fonctionnant avec de l\u2019hydrog\u00e8ne produit directement dans la pile. Les piles fonctionnant \u00e0 haute temp\u00e9rature sont plus adapt\u00e9es \u00e0 des installations stationnaires de production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9.<\/strong><\/p>\n

\u00a0\u00a0 L\u2019utilisation de l\u2019hydrog\u00e8ne avec une pile \u00e0 combustible dans un v\u00e9hicule suppose de faire sauter plusieurs verrous techniques <\/strong>(cf. Pierre Papon, \u00ab\u00a0L\u2019hydrog\u00e8ne une fili\u00e8re \u00e9nerg\u00e9tique entre promesses et incertitudes\u00a0\u00bb, Futuribles Vigie<\/em>, No 186, 5 janvier 2016, www.futuribles.com<\/a> ). Le premier est celui de sa production,<\/strong> la politique d\u2019att\u00e9nuation du changement climatique, suppose d\u2019op\u00e9rer \u00e0 partir d\u2019une ressource non-carbon\u00e9e, excluant donc les hydrocarbures, il reste donc l\u2019\u00e9lectrolyse de l\u2019eau avec une \u00e9lectricit\u00e9 produite par des \u00e9nergies renouvelables ou le nucl\u00e9aire, ce qui repr\u00e9senterait des investissements tr\u00e8s importants (le rendement de l\u2019\u00e9lectrolyse devant par ailleurs \u00eatre augment\u00e9). Pour des usages li\u00e9s \u00e0 des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, il sera n\u00e9cessaire de construire des infrastructures pour la distribution et le stockage de l\u2019hydrog\u00e8ne<\/strong> dans des stations-services pour distribuer l\u2019hydrog\u00e8ne sous pression \u00e0 des v\u00e9hicules (la compression consomme 10% de l\u2019\u00e9nergie)\u00a0; la soci\u00e9t\u00e9 l\u2019Air Liquide s\u2019est lanc\u00e9e dans cette op\u00e9ration (cf. figure). Il semble difficile de construire un r\u00e9seau national de gazoducs, et les stations-services devront soit \u00eatre approvisionn\u00e9es par des camions citernes cryog\u00e9niques, soit produire sur place l\u2019hydrog\u00e8ne par \u00e9lectrolyse de l\u2019eau et un stockage sous pression, des \"AirLiquide<\/a>solutions qui risquent d\u2019\u00eatre co\u00fbteuses.<\/em>Le stockage de l\u2019hydrog\u00e8ne dans un v\u00e9hicule \u00e9lectrique est un deuxi\u00e8me probl\u00e8me. Le stockage liquide \u00e9tant peu \u00e9conomique, la solution privil\u00e9gi\u00e9e est celle d\u2019un stockage sous une pression de 700 bars dans un r\u00e9servoir en mat\u00e9riau composite (sous cette pression on stocke 5 kg d\u2019hydrog\u00e8ne dans un r\u00e9servoir de 125 litres dont le poids est d\u2019environ 100 kg). Des conditions draconiennes de s\u00e9curit\u00e9 doivent \u00eatre respect\u00e9es pour \u00e9viter des fuites (l\u2019hydrog\u00e8ne \u00e9tant tr\u00e8s l\u00e9ger il diffusera rapidement dans l\u2019air mais il est tr\u00e8s inflammable). Enfin, le principal obstacle \u00e0 l\u2019utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle de piles fonctionnant avec du platine sera, outre son co\u00fbt, sa disponibilit\u00e9\u00a0<\/strong>: la mise sur le march\u00e9 de 10 millions de voitures\/an repr\u00e9senterait, par exemple, dans l\u2019\u00e9tat actuel de la technique, une consommation de 150 tonnes\/an de platine soit les trois quartsde la production mondiale annuelle (assur\u00e9e \u00e0 80% par l\u2019Afrique du Sud) ce qui irr\u00e9aliste, m\u00eame si un recyclage est \u00e9videmment possible. Ce sont quatre verrous tr\u00e8s s\u00e9rieux.<\/p>\n

La recherche a ouvert, il est vrai, des pistes nouvelles.<\/strong> Le stockage de l\u2019hydrog\u00e8ne dans un solide m\u00e9tallique est une alternative au stockage gazeux.<\/strong> Si l\u2019on exclut le palladium, un m\u00e9tal cher, on peut former un hydrure m\u00e9tallique (l\u2019hydrog\u00e8ne est absorb\u00e9 par un m\u00e9tal), l\u2019hydrure de magn\u00e9sium est le mat\u00e9riau le plus favorable (il stocke 7,6 g d\u2019hydrog\u00e8ne dans 100 g d\u2019hydrure sous forme de galettes). Ce proc\u00e9d\u00e9 est industrialis\u00e9 par la soci\u00e9t\u00e9 McPhy Energy \u00e0 Grenoble (une start-up cr\u00e9\u00e9e par le Cea et le Cnrs). Ce mode de stockage est bien adapt\u00e9 \u00e0 des installations fixes alimentant des piles \u00e0 combustible produisant du courant \u00e9lectrique pour un immeuble ou \u00eatre int\u00e9gr\u00e9es \u00e0 un stockage de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produite par une source intermittente. Pour \u00e9viter l\u2019utilisation du platine, des compos\u00e9s organiques compos\u00e9s du nickel ont \u00e9t\u00e9 envisag\u00e9s (par des \u00e9quipes du Cea, du Cnrs et du coll\u00e8ge de France) mais leur rendement est encore inf\u00e9rieur \u00e0 celui des piles fonctionnant avec le platine. L\u2019utilisation du platine sous forme de nanoparticules incorpor\u00e9es dans les \u00e9lectrodes poreuses (en graphite, le graph\u00e8ne est envisag\u00e9)permet d\u2019en diminuer le poids et l\u2019on descend, aujourd\u2019hui, jusqu\u2019\u00e0 environ 0,3 g\/kW (soit 15g de platine pour une pile de 50 kW).\u00a0 On peut envisager aussi des voies nouvelles pour la production d\u2019hydrog\u00e8ne. Un proc\u00e9d\u00e9 classique consisterait soit \u00e0 d\u00e9grader de la biomasse en pr\u00e9sence de vapeur d\u2019eau par de la chaleur solaire (dans un four par exemple) en pr\u00e9sence d\u2019un catalyseur.<\/strong> Une alternative consisterait \u00e0 r\u00e9aliser une photosynth\u00e8se artificielle assist\u00e9e par des catalyseurs synth\u00e9tiques, l\u2019hydrog\u00e8ne est produit \u00e0 partir de la vapeur d\u2019eau avec des cellules solaires en r\u00e9alisant sa photolyse.<\/em><\/strong>Les \u00e9lectrons extraits du silicium par la lumi\u00e8re peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans des r\u00e9actions \u00e9lectrochimiques de d\u00e9composition des mol\u00e9cules d\u2019eau en pr\u00e9sence de catalyseurs peu co\u00fbteux et avec un bon rendement. Des travaux sont r\u00e9alis\u00e9s dans ce domaine au MIT et par des \u00e9quipes du Cea, de l\u2019universit\u00e9 Joseph Fourier et du Cnrs \u00e0 Grenoble (Marc Fontecave) qui ont synth\u00e9tis\u00e9 des compos\u00e9s soufr\u00e9s m\u00e9talliques (\u00e0 base de nickel, et de fer) qui ont une bonne activit\u00e9 catalytique. Le principal al\u00e9a de ces techniques est la perte d\u2019efficacit\u00e9 des catalyseurs au cours du temps. Des travaux r\u00e9cents montrent qu\u2019un catalyseur sous forme de nanotubes d\u2019oxyde de titane permet d\u2019obtenir des bons rendements (J-B. Sambur et al. \u00ab\u00a0Sub-particle and photocurrent maping to optimise catalyst-modified photoanodes\u00a0\u00bb Nature<\/em>, No 530, p. 77, February 2016, www.nature.com<\/a>). Ce sont des techniques tr\u00e8s prospectives qui peuvent ouvrir des perspectives \u00e0 une chimie solaire.<\/strong><\/p>\n

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Les perspective de la fili\u00e8re hydrog\u00e8ne sont contrast\u00e9es<\/strong>. Plusieurs constructeurs automobiles commercialisent des v\u00e9hicules \u00e9quip\u00e9s de piles \u00e0 combustible PEMFC au platine (des bus exp\u00e9rimentaux ont fonctionn\u00e9 \u00e0 Barcelone et Berlin), c\u2019est le cas, notamment, des Japonais et des Allemands qui ont mis en service des flottes de prototypes de v\u00e9hicules, certains \u00e9tant commercialis\u00e9s. La voiture \u00e0 hydrog\u00e8ne \u00e9tait la vedette du salon de l\u2019automobile de Tokyo, le Tokyo Motor Show 2015,<\/em> qui s\u2019est tenu en novembre 2015, il a mis en \u00e9vidence les ambitions de l\u2019industrie automobile japonaise en mati\u00e8re de motorisation \u00e9lectrique\u00a0notamment avec des piles \u00e0 combustible. Toyota commercialise depuis 2014 un mod\u00e8le de ce type, la Mirai<\/em>, rechargeable rapidement (vendue, en 2015, au prix de 56\u00a0000 \u20ac), il escompte produire 20\u00a0000 voitures de ce type en 2020. Le gouvernement japonais a, lui aussi, une grande ambition pour l\u2019industrie de l\u2019hydrog\u00e8ne<\/strong> et il veut faire des Jeux Olympiques de Tokyo en 2020 une vitrine pour promouvoir la technologie japonaise (cf. Ambassade de France au Japon, Service de la science et de la technologie, \u00ab\u00a0L\u2019hydrog\u00e8ne \u00e9nergie en vue des Jeux Olympiques de Tokyo 2020\u00a0\u00bb, Antoine Saporta et S\u00e9bastien Codina, ao\u00fbt 2015, www.ambafrance-jp.org<\/a>). Ainsi 35 stations-services seront construites dans Tokyo pour approvisionner en hydrog\u00e8ne les voitures circulant pendant les JO (une subvention de 22 000 \u20ac serait accord\u00e9e pour l\u2019achat d\u2019une voiture\u00a0!). Le volontarisme japonais s\u2019explique sans doute la volont\u00e9 de r\u00e9\u00e9quilibrer le mix \u00e9nerg\u00e9tique du Japon apr\u00e8s Fukushima, en d\u00e9veloppant les \u00e9nergies renouvelables pour la production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9.<\/strong> Observons qu\u2019en France, la r\u00e9gion Rh\u00f4ne-Alpes\u2013Auvergne a lanc\u00e9 le projet HyWa<\/em>y,<\/strong> avec le soutien de l\u2019ADEME, qui a pour objectif de promouvoir des v\u00e9hicules \u00e9lectriques fonctionnant avec une pile \u00e0 hydrog\u00e8ne \u00e9quipant des v\u00e9hicules utilitaires, la Kangoo ZE H2, \u00e9quip\u00e9e d\u2019une pile construite par la PME grenobloise Symbio Fcell (elle prolonge l\u2019autonomie de sa batterie classique). Le co\u00fbt des piles est une donn\u00e9e importante pour l\u2019avenir de ces v\u00e9hicules. Le d\u00e9partement de l\u2019\u00e9nergie am\u00e9ricain (DOE) l\u2019a estim\u00e9, en 2015, \u00e0 280 $\u00a0\/ kW pour une s\u00e9rie de 20\u00a0000 unit\u00e9s (soit 14\u00a0000 $ pour une pile de 50 kW, DOE Hydrogen and Fuel cells program record, Fuell cell system cost<\/em>, September 2014), ce co\u00fbt tomberait \u00e0 55$ \/kW pour une production de 500\u00a0000 unit\u00e9s, il serait de pr\u00e8s de 25\u00a0000 \u20ac pour la Kangoo.<\/p>\n

La rentabilit\u00e9 \u00e9conomique des voitures \u00e0 hydrog\u00e8ne est tr\u00e8s loin d\u2019\u00eatre assur\u00e9e<\/strong>\u2026. D\u2019autant plus que selon France Strat\u00e9gie, le prix \u00e0 la \u00ab\u00a0pompe\u00a0\u00bb du kg d\u2019hydrog\u00e8ne serait dans une fourchette de 10 \u00e0 13 \u20ac le kg soit au minimum trois fois le prix des carburants conventionnels. Les piles \u00e0 combustible pour v\u00e9hicules \u00e9lectriques vont se trouver en concurrence directe avec les batteries, celles-ci ont certes besoin de progr\u00e8s techniques pour am\u00e9liorer leur densit\u00e9 \u00e9lectrique (150 Wh\/kg aujourd\u2019hui) et abaisser leur co\u00fbt mais la construction de bornes de recharge \u00e9lectrique posera moins de probl\u00e8mes techniques et peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e pratiquement partout, y compris dans des parkings priv\u00e9s (une solution exclue pour la recharge d\u2019hydrog\u00e8ne). Ce probl\u00e8me s\u2019\u00e9tait pos\u00e9 pour les voitures \u00e9lectriques en 1900, leurs batteries au plomb avaient une tr\u00e8s faible autonomie et, en l\u2019absence \u00e0 l\u2019\u00e9poque d\u2019un r\u00e9seau \u00e9lectrique couvrant tout un pays, notamment aux Etats-Unis, la voiture \u00e0 moteur \u00e0 essence plus facile \u00e0 approvisionner s\u2019est tr\u00e8s rapidement impos\u00e9e.<\/p>\n

Le \u00ab\u00a0stockage\u00a0\u00bb de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9, un point cl\u00e9 pour la transition \u00e9nerg\u00e9tique, est envisageable \u00e0 l\u2019aide de piles \u00e0 combustible<\/strong>\u00a0: on utiliserait l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produite par des sources renouvelables intermittentes (une centrale solaire photovolta\u00efque par exemple) pour produire de l\u2019hydrog\u00e8ne\u00a0 par l\u2019\u00e9lectrolyse de l\u2019eau, stock\u00e9 il alimenterait une pile \u00e0 combustible pour \u00ab\u00a0restituer\u00a0\u00bb de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 mais le rendement de la pile et sa durabilit\u00e9 seront des facteurs cl\u00e9s. C\u2019est une option int\u00e9ressante pour la fili\u00e8re hydrog\u00e8ne car, dans des installations fixes, on peut utiliser des piles fonctionnant \u00e0 haute temp\u00e9rature (ce qui \u00e9vite l\u2019utilisation du platine comme catalyseur) qui ont un bon rendement et avec un stockage sous forme solide, dans des hydrures par exemple, qui pose moins de probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9 que celui \u00e0 haute pression. La centrale solaire exp\u00e9rimentale Myrte \u00e0 Ajaccio<\/strong>, r\u00e9alis\u00e9e par le Cea et Areva, en coop\u00e9ration avec l\u2019universit\u00e9 de Corte et le Cnrs, teste cette solution de stockage<\/strong> (l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 solaire est utilis\u00e9e pour produire pendant la journ\u00e9e de l\u2019hydrog\u00e8ne par \u00e9lectrolyse de l\u2019eau, stock\u00e9 il peut alimenter une pile \u00e0 combustible de 100 kWpour restituer de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 de nuit).<\/p>\n

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\u00a0 Le passage \u00e0 une \u00e9conomie de l\u2019hydrog\u00e8ne s\u2019av\u00e8re tr\u00e8s al\u00e9atoire car il reste beaucoup de verrous scientifiques, techniques et \u00e9conomiques \u00e0 faire sauter<\/strong> pour que l\u2019hydrog\u00e8ne puisse s\u2019imposer comme une fili\u00e8re cr\u00e9dible, tout particuli\u00e8rement dans les transports. Dans un article r\u00e9cent, des chercheurs du JRC (Centre commun de recherche de l\u2019UE) estiment cependant que le r\u00f4le de l\u2019hydrog\u00e8ne dans une Europe \u00ab\u00a0d\u00e9carbonis\u00e9e\u00a0\u00bb pourrait s\u2019affirmer en 2050\u00a0: de 5 \u00e0 6% de l\u2019\u00e9nergie finale dans l\u2019industrie et les transports. Ce serait au mieux une niche mais ils font \u00e9tat de doutes sur la perc\u00e9e des piles stationnaires (A. Sgobbi et al. \u00ab\u00a0How far away is hydrogen? Its role in the medium and long term decarbonisation of the European energy system\u00a0\u00bb, International journal of energy system<\/em>, 41, p. 19, 2016, www.sciencedirect.com<\/a>). L’ADEME\u00a0 dans un note r\u00e9cente est, elle aussi, relativement optimiste (ADEME, L’hydrog\u00e8ne dans la transition \u00e9nerg\u00e9tique, \u00a0<\/em>f\u00e9vrier 2016,\u00a0 www. ademe.fr). \u00a0\u00a0<\/em>Force est de constater que les progr\u00e8s de la recherche ont \u00e9t\u00e9 relativement lents depuis les premiers succ\u00e8s des piles \u00e0 combustible dans le domaine spatial et qu\u2019ils n\u2019ont pas permis de v\u00e9ritable rupture pour faire sauter l\u2019obstacle de l\u2019utilisation du platine. Une utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle des piles \u00e0 combustible \u00e0 hydrog\u00e8ne dans les v\u00e9hicules demeure probl\u00e9matique<\/strong>\u00a0car\u00a0elle suppose la mise en place d\u2019un syst\u00e8me technique complet et complexe qui va de la production de l\u2019hydrog\u00e8ne \u00e0 son utilisation dans un moteur et dont le co\u00fbt total n\u2019est jamais chiffr\u00e9. En revanche, cette solution pourrait s\u2019av\u00e9rer, plus facilement adapt\u00e9e au stockage de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9. En fin de compte la R&D sur les batteries devrait reste une v\u00e9ritable priorit\u00e9 des strat\u00e9gies de recherche. Le capitaine N\u00e9mo peut encore consid\u00e9rer que sa pile \u00e0 combustible est une voie d\u2019avenir et qu\u2019elle est sans doute destin\u00e9e \u00e0 le rester.<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A l\u2019occasion de la Cop 21 qui s\u2019est tenue \u00e0 Paris, en d\u00e9cembre 2015, la fili\u00e8re hydrog\u00e8ne a \u00e9t\u00e9 mise en valeur \u00e0 l\u2019exposition \u00ab Solutions Cop 21 \u00bb, organis\u00e9e \u00e0 Paris au Grand Palais pendant la conf\u00e9rence o\u00f9 des v\u00e9hicules fonctionnant \u00e0 l\u2019hydrog\u00e8ne y \u00e9taient expos\u00e9s. Cette fili\u00e8re associ\u00e9e \u00e0 la technologie des piles \u00e0 combustible a-t-elle un avenir ? Il est utile de r\u00e9ouvrir ce dossier complexe avec cette note exceptionnellement longue\u2026 <\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":147,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/737"}],"collection":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=737"}],"version-history":[{"count":5,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/737\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":748,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/737\/revisions\/748"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/147"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=737"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=737"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=737"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}