Entre deux critiques des forces de l’ordre, entre quelques phrases déconstructrices de notre Histoire, entre ses désobligeantes affirmations sur les peuplades gauloises, il arrive que notre Président ait des moments de lucidité.

Serait-ce le cas quand il décide d’affecter un budget de 7 milliards d’€ au développement de l’hydrogène pour la production d’énergie électrique ?

L’Allemagne et l’Espagne adoptent une attitude identique qui finalement se retrouve aussi au niveau de l’Union Européenne…

Si les hauts fonctionnaires de Bruxelles s’intéressent à cette énergie, alors la méfiance s’empare de nos esprits. Que nous préparent-ils à présent ?

Posons-nous plutôt intelligemment les bonnes questions sur l’utilisation de l’hydrogène comme producteur d’énergie à l’instar de l’ingénieur Maxence Cordiez du Commissariat à l’Energie Atomique en conseillant avec sagesse « d’éviter de tomber dans le manichéisme quand il s’agit d’énergie… ».

La production d’hydrogène est-elle complexe ? Quels sont les inconvénients pour transformer l’hydrogène en électricité ? Quelles sont les perspectives réelles de cette énergie ?

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L’hydrogène est depuis longtemps utilisé comme carburant. C’est un combustible connu et employé notamment pour les fusées. D’ailleurs les scientifiques français, pionniers de la conquête spatiale, l’utilisent depuis bien plus de 60 ans.

Air Liquide, un des derniers fleurons de notre industrie, mais hélas de moins en moins Français avec 50% d’actionnaires étrangers, est un des plus gros producteurs mondiaux d’hydrogène. L’entreprise parie en effet sur l’hydrogène pour remplacer les carburants d’origine fossiles et tout particulièrement le charbon. Aujourd’hui un million de tonnes d’hydrogène sont utilisées en France pour le raffinage du pétrole, la fabrication d’engrais, la chimie et la métallurgie.

Ce combustible ne peut être négligé non plus au moment où Airbus dévoile son plan de développement pour rendre opérationnels en 2035 des aéronefs moyens courriers.

Les deux procédés de fabrication de l’hydrogène sont assez simples à comprendre.

• Par vaporeformage. Il s’agit de chauffer du gaz naturel (du méthane) avec de la vapeur d’eau à très haute température. On parvient alors à séparer les atomes d’hydrogène des atomes de carbone du méthane. Le résultat primaire de cette dissociation est donc de produire de l’hydrogène mais aussi du monoxyde de carbone et malheureusement une réaction parallèle se produit conduisant à la formation de dioxyde de carbone. C’est de l’oxyde de carbone sous forme gazeuse.

Or les particules de dioxyde de carbone sont des obstacles gazeux au rayonnement infra-rouge dû à la radiation solaire comme à l’activité humaine. Ils empêchent la dispersion de ce rayonnement dans l’espace en créant cet effet de serre qui contribue fortement au réchauffement climatique.

L’inconvénient est d’ailleurs double. L’extraction, le transport et l’utilisation du méthane créent des émissions de dioxyde de carbone tout comme la fabrication d’hydrogène à partir du gaz naturel. Procédé anti écologique, le vaporeformage reste cependant le moyen le moins onéreux pour produire de l’hydrogène…

• Par électrolyse. Un procédé très simple qui doit être encore enseigné dans les cours de physique des établissements secondaires.

On envoie un courant électrique dans de l’eau par deux électrodes. L’anode (charge positive) produit de l’oxygène et la cathode (charge négative) produit de l’hydrogène sous forme gazeuse le dihydrogène. Ce procédé est cependant très grand consommateur d’électricité.

Jusqu’à présent il nécessitait une eau pure pour limiter l’effet de corrosion des électrodes ce qui est aussi un inconvénient avec la nécessité écologique de préserver les quantités disponibles d’eau pure. Cependant le problème ne se pose plus avec le développement de nouveaux revêtements métalliques sur les électrodes.

Avec l’hydrogène on peut produire de l’électricité par un procédé d’electrolyse inversée.

En injectant de l’hydrogène dans un réacteur qui utilise l’oxygène de l’air et grâce à un catalyseur qui va accélérer la réaction chimique, les molécules se décomposent en libérant des électrons qui créent un courant électrique, puis se recombinant pour donner de l’eau.

C’est le principe de la pile à combustible.

Il existe déjà un puissant électrolyseur de 20 MW au Québec. La France et l’Allemagne projettent aussi de construire chacune des électrolyseurs de 100 MW.

Désormais les impératifs écologiques imposent une production électrique émettant aussi peu que possible de dioxyde de carbone. Seuls le nucléaire et les énergies dites renouvelables permettent de répondre à cette obligation. Les énergies solaire et éolienne ne pouvant garantir une permanence de la production d’électricité, l’Allemagne se retrouve en situation d’infériorité par rapport à la France qui profite d’une production d’éléctricité écologique et meilleure marché.

C’est, n’en doutons pas, une raison supplémentaire pour le gouvernement allemand de combattre l’industrie nucléaire française.

Certes on peut sans trop de difficulté décarbonner les opérations de vaporeformarge notamment et encore grâce à l’énergie nucléaire. Cependant au moment de la création d’hydrogène, il y aura toujours émission de dioxyde de carbone.

De plus des simulations ont démontré les besoins gigantesques en électricité pour y parvenir. Ainsi pour produire  l’hydrogène qui permettrait de remplacer les 7 millions de tonnes de kérozène utilisées par les moyens courriers français en 2019, la production électrique de la moitié de notre parc nucléaire serait nécessaire pour les opérations de vaporeformage. C’est évidemment impensable.

Le procédé par élctrolyse semble plus facile à mettre en oeuvre et surtout plus écologique mais son coût est 6 fois supérieur au vaporeformage. C’est cependant un procédé décarbonné et disponible en permanence si on utilise l’électricité d’origine nucléaire.

Par ailleurs l’hydrogène pose un problème de conteneur encore difficile à résoudre.

Si on reprend à nouveau la comparaison hydrogène/kérozène, on constate que pour une même mission aérienne la masse d’hydrogène est égale à un tiers de la masse de kérozène. Malheureusement la très faible densité volumique de l’hydrogène implique un format de réservoir 4 fois plus gros.

Ce constat révèle bien les difficultés qui apparaissent pour développer des conditions de stockage de l’hydrogène.

C’est pourquoi les perspectives les plus réalistes d’utilisation de l’hydrogène comme carburant pour les transports aériens ou routiers restent encore limitées à des aéronefs de format réduit et à des autonomies limitées pour les automobiles. Elles semblent bien plus rapidement réalisables pour les vecteurs ferroviaires ou maritimes.

Chez Airbus, les équipes R et D (Recherche et Développement) considèrent avec optimisme que l’hydrogène se situe actuellement au même stade que le pétrole au moment des débuts de l’aviation.

Si Airbus réussit son pari, les vols commerciaux utilisant de l’hydrogène seraient envisageables dans moins de 15 ans.

La science peut répondre au défit d’une production décarbonnée comme aux problème du stockage de l’hydrogène, la France ne doit pas rater cette opportunité qui contribuera à la renaissance de ses capacités industrielles.

La France dispose de deux atouts majeurs si l’Etat s’adresse à notre expertise industrielle :

• Un énorme potentiel en eau avec son vaste littoral, le deuxième mondial et ses capacités de désalination de l’eau de mer notamment grâce à l’energie solaire dans ses territoires ultramarins, et à son parc nucléaire métropolitain.
• Une capacité en production d’électricité décarbonnée et bon marché encore une fois garantie par sa puissante industrie nucléaire. N’en déplaise aux écolos dogmatiques.

Deux atouts dont l’industrie allemande est privée.

François HARARI

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