Pourquoi je m'intéresse à         l'hydrogène :

 

Les ressources en hydrocarbures sont limitées, cette source d'énergie, pratique, est productrice de polluants dont le CO2 gaz à effet de serre en grande partie responsable du réchauffement de la planète.

 

Une des premières urgences pour maintenir la terre habitable par l'humanité est de diminuer drastiquement la production de gaz à effet de serre.

 

La consommation d'énergie se partage principalement entre l'industrie 29%, les transports 29% et l'habitat 22% (note 1).

Un changement de source d'approvisionnement en énergie est donc décisif pour diminuer la pollution et freiner, voire arrêter, le changement climatique. Pour le transport une caractéristique importante pour la source énergétique est la facilité d'approvisionnement. Rares en effet sont les moyens de transports qui peuvent disposer d'une source l'alimentation fixe (par câblage électrique par exemple), d'où l'importance prise par le pétrole et ses dérivés dans ce secteur.

 

Les sources d'énergies sont limitées : les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon), l'énergie nucléaire (limitée aujourd'hui à la fission productrice de déchets dangereux à vie très longue, la fusion n'est pas domestiquée), les sources à production rapide (bois, colza...) et les énergies renouvelables (solaire, hydraulique, vent, marées...). Rappelons que l'électricité n'est pas une source d'énergie mais seulement un moyen de transport avec une possibilité de stockage insignifiante, la batterie. Elle est produite à partir des sources d'énergies citées plus haut. C'est ainsi que parler de voitures électriques est un abus de langage ; en France ce sont des voitures nucléaires, en Allemagne au charbon, aux USA au pétrole et au gaz contenu dans le schiste.

 

On distingue parfois la pollution urbaine et la pollution générale. Si diminuer la pollution dans les villes est un objectif louable (surtout pour les humains urbains), elle ne change pas la pollution générale qui est le problème centrale aujourd'hui pour l'avenir de l'humanité et de bien des espèces. La voiture électrique ne peut être considérée comme une solution durable pour notre avenir. Les seules solution pour ce moyen de transport sont la diminution de son usage et la recherche de nouvelles sources énergétiques non (ou peu) polluantes. Deux solutions de long terme mais indispensables.

 

Ces préambules pour en arriver à une conclusion : le vecteur hydrogène me paraît comme la solution technique la plus interessante au moins pour la mobilité.

 

Quelques mots techniques :

  1. la solution qui fait consensus aujourd'hui est celle du moteur électrique alimenté par une pile à hydrogène. La solution du moteur à hydrogène, un temps étudiée par le constructeur BMW, n'a pas pour le moment donné satisfaction. La recherche est certainement toujours en cours ;

  2. il faut environ 1kg d'hydrogène pour qu'un véhicule léger à moteur électrique parcourt 100km, on estime donc à 4kg la quantité à stocker pour une autonomie raisonnable ;

  3. la fabrication : en effet si l'hydrogène est l'atome le plus présent dans l'univers, il n'existe pas sur terre sous forme libre (H2, on devrait dire dihydrogène) et doit donc être fabriqué. Cette fabrication se fait par électrolyse de l'eau et nécessite de l'énergie. D'où l’extrême importance des choix énergétique pour cette fabrication ;

  4. Le gaz H2 est très peu dense d'où la nécessité de le condenser pour embarquer 4kg et plus. Cela peut être par compression (350 bars -c'est la solution choisie par Renault/Symbio pour le Kangoo- la densité est alors 250 fois supérieure à celle à la pression atmosphérique soit 21kg par m3 donc 190l pour 400km d'autonomie ; 700 bars en général pour les véhicules de tourisme soit 95l pour 400km d'autonomie). La forme liquide nécessite d'être conservée à une très basse température -252,8°C sa densité est alors de 71kg/m3 400km nécessite un réservoir de 56l, cette forme est aujourd'hui réservé aux véhicules spatiaux. La recherche continue !

  5. La pile à hydrogène consiste à fabriquer de l'électricité -par électrolyse à nouveau-, le résidu est de l'eau. Cette pile est embarquée dans le véhicule. Une batterie de faible capacité (rien à voir avec la taille de celles nécessaires pour un véhicule automobile) est nécessaire pour adapter instantanément la quantité produite par la pile à celle consommée par le moteur électrique -notamment pour les accélérations-. Cette phase du processus ne nécessite par d'énergie ;

  6. Revenons sur la fabrication de l'hydrogène qui nécessite de l'énergie. L'interêt de ce vecteur est de permettre de choisir la source énergétique puisqu'il est facilement stockable ; c'est la très grande différence avec l’électricité comme vecteur car les possibilités de stocker l'électricité sont très faibles la batteries n'ayant qu'une capacité dérisoire (note 2). En particulier les énergies renouvelables ne sont pas ou peu maitrisables dans le temps (le solaire de jour, le vent quand il y en a, venant de phénomène marin quand il y a des vagues ou des marées favorables...). On doit donc privilégier le choix de fabriquer de l'hydrogène qu'avec des énergies renouvelables. Si l'on est moins chanceux on peut profiter de la non adaptation des potentiels de fabrications de l'électricité avec sa consommation. Prenons l'exemple classique de la production solaire, elle passe de maximale de jour à nulle de nuit. La consommation par contre est maximale de nuit du fait de son usage domestique. L'idée donc de fabriquer de l'hydrogène de jour (voir les schéma ci-dessous). C'est moins classe que ne prendre que des sources renouvelables mais permet d'optimiser la consommation d'électricité avec sa production.

7. Le rendement global de la filière hydrogène est         inférieur à celui de la filière électrique, mais elle a   l'avantage considérable de pouvoir se contenter   d'énergies renouvelables.

Et alors.

Je considère donc que la filière « hydrogène » a de l'avenir. Mais il est connu que ce n'est pas parce qu'une solution est meilleure techniquement qu'elle est le choix qu'imposera le marché. Il importe donc que le débat démocratique et son correspondant politique agissent. C'est pourquoi je me lance dans cette aventure.

L'Europe a décidé de donner un coup de main à cette filière en facilitant dans quelques endroits pilotes l'acquisition et l'usage de véhicules à pile à hydrogène. Par l'intermédiaire et le soutien de la région Auvergne-Rhone-Alpes, Chambéry et Clermont-Ferrand seront sites pilotes en France. Les collectivités locales sont de la partie ainsi que de grands industriels tel Michelin.

Dès la fin aout une station d’approvisionnement en hydrogène sera ouverte au public à Clermont ce qui boostera l'achat de véhicules. Aujourd'hui un véhicule Renault, le Kangoo, est en vente. PSA annonce pour 2020 un petit utilitaire type Boxer. Toyota commercialisera en France son véhicule de tourisme Mirai.

La Manufacture Michelin a annoncé en mars son intérêt pour la pile à hydrogène...

 

Ces quelques élément permettent d'estimer que la filière hydrogène a non seulement des qualités techniques mais un soutien non négligeable d'acteurs publics et de poids lourds de l'industrie.

 

Je vous tiendrai informés sur ce blog des évolutions qui ne manqueront pas de se produire dans les semaines, mois et années à venir.

Note 1 : Chiffres 2016 selon l'Agence Internationale de l’énergie septembre 2018

Note 2 : A ce jour la seule méthode performante est de stocker de l'eau dans une retenue. On est même capable de remonter de l'eau ce qui peut en faire un stockage dynamique. Mais tout cela est tout de même marginal.

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15 juin 2019

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