En ce début 2020, la crise de la Covid 19 a entraîné le confinement des populations dans le monde entier. Ainsi, on a ralenti très fortement la circulation des voitures et des avions ainsi que tous les autres moteurs à essence. A travers le monde, il y a eu une prise de conscience de la pollution catastrophique de l’air. Du jour au lendemain, l’air est devenu plus pur. L’hydrogène apparaît désormais comme une possibilité sérieuse de construire le « nouveau monde« , plus respectueux de l’environnement.
Principe de fonctionnement
Pierre Hissel est le co-fondateur de la start-up H2SYS. Il est le nouveau lauréat de la médaille de l’Innovation 2020. Le CNRS français (Centre National de la Recherche Scientifique) lui a décerné cette distinction.
La pile à combustible se sert de l’hydrogène pour fabriquer de l’électricité et rejeter de l’eau pure.
L’hydrogène libère des électrodes (e) qui passent très vite de la borne (-) en haut à gauche à la borne (+). Cette circulation des électrodes (e) provoque l’allumage de l’ampoule. Ils redescendent ensuite en bas à droite du schéma pour produire de l’eau au contact avec l’oxygène.
L’oxygène est lui aussi tout à fait indispensable au fonctionnement de cette pile à combustible.
La production d’hydrogène
Par ailleurs, la production d’hydrogène pourrait très bien utiliser le pétrole. Sa fabrication dégagerait du CO2 qu’il faudrait enfouir dans le sous-sol. L’idée ne séduit pas. D’ailleurs on le comprend bien.
Au préalable, pour être vraiment vertueux, c’est l’électricité verte qui doit alors produire de l’hydrogène. Par la suite, l’hydrogène va à son tour produire…de l’électricité. C’est cette électricité qui fera au final fonctionner les appareils. La boucle est bouclée.
Elle pourrait démarrer avec des énergies renouvelables comme l’éolienne ou le solaire. Cette solution a été choisi par les Allemands de la société Enertrag située tout près de Berlin.
Les éoliennes produisent de l’électricité de manière irrégulière. De même pour les panneaux solaires qui dépendent de l’ensoleillement. Ainsi, leur surplus d’électricité produite est transformé en hydrogène. On le stocke à très basse température dans des containers adaptés. Ainsi, il peut être injecté dans le réseau allemand de gaz naturel.
Aussi McPhy Energy Allemagne dispose près de Berlin de la toute première station service unique au monde. En effet, elle est capable de produire elle-même son propre hydrogène. Les automobilistes viennent s’y servir pour le faire le plein.
Stockage de l’hydrogène sous forme liquide
En premier lieu, l’hydrogène demande un grand espace de stockage à l’état naturel. Par conséquent, sous forme liquide, on va pouvoir en compresser le volume. Pour cela, il faut le refroidir à une température de – 252,87 °C et à 1,013 bars.
Avec cette pression, on peut stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 75 litres. Il est toutefois indispensable de pouvoir conserver l’hydrogène à cette température. Pour cela, on utilise des réservoirs parfaitement isolés, en métal ou en matériaux composites. C’est ce qui est fait pour la fusée Ariane à Kourou en Guyane.
Stockage de l’hydrogène sous forme solide
Tout d’abord, c’est une innovation sous la forme d’une galette faite à base de magnésium qui joue le rôle d’éponge. Ainsi en fonction de la température elle libère ou bien elle stocke l’hydrogène.
Ensuite à partir de cette galette fabriquée à partir de magnésium, on peut stocker et déstocker de l’hydrogène. Par ailleurs, on peut ainsi conserver jusqu’à 600 litres d’hydrogène dans un disque de 30 cm de diamètre et 1 cm d’épaisseur. Cette innovation majeure vient de McPhy France, une start-up du sud de la France. Au final, elle pourrait équiper dans le futur toutes les stations services à hydrogène. Un marché colossal !
Conclusion
Tout d’abord, la technologie de l’hydrogène a accompli des progrès à pas de géants. Les questions centrales telles que la production « verte » et le stockage trouvent déjà des réponses réalistes. Elles sont applicables et opérationnelles à grande échelle dans les 5 à 10 ans.
Ensuite, Pierre Hissel a initié la création du Master en Ingénierie en Hydrogène qui forme de 50 à 60 ingénieurs par an.
Par exemple, pour réussir cette transition écologique, l’Etat français va investir dans des infrastructures. En effet, la France est très bien placée dans cette course à l’hydrogène. Le secteur privé avec ses start-up est déjà très optimiste.
Enfin, le gouvernement allemand, lui, devrait mettre 9 milliards sur la table. La Chine voudrait 2 millions de véhicules à hydrogène d’ici 2030.
La maîtrise de la technologie de l’hydrogène devient un enjeu planétaire.
A voir ce très beau reportage de nos confrères d’Arte. Bon visionnage.
