L'hydrogène, énergie du 21 ème siècle,

Description

Faut-il croire que l’hydrogène sera le carburant du XXIe siècle, comme cela a été annoncé il y a quelques années ?

On sait depuis longtemps récupérer de l’énergie à partir de ce gaz : le principe d’une pile à combustible, qui produit de l’électricité et de la chaleur en recombinant de l’hydrogène gazeux et de l’oxygène de l’air avec pour seul « rejet » de l’eau, a été décrit dès 1806 par le chimiste britannique Humphry Davy, la NASAsa a montré le potentiel de tels dispositifs lors des missions Gemini et Apollo. Pourtant, l’horizon d’une mise sur le marché d’une telle technologie ne cesse d’être repoussé… si les piles à combustible sont toujours plus performantes aujourd’hui, c’est au détriment de leur coût.

l’hydrogène n’existe pas à l’état naturel sur Terre. Utiliser ce gaz comme carburant implique donc aussi de le produire, de le stocker et de le distribuer à grande échelle, en toute sécurité et à bas prix.

 Examinons ici l’intérêt potentiel de la filière hydrogène, comment produire ce gaz, comment le stocker et de quelle façon on pourrait réduire les coûts de mise en œuvre, qui restent l’un des principaux freins à son développement.

Pourquoi l’hydrogène ?

 Ce gaz a un très fort potentiel énergétique : la molécule d’hydrogène gazeux, nommée dihydrogène, est constituée de deux atomes d’hydrogène liés entre eux. C’est là que réside le secret : rompre cette liaison, par exemple par réaction avec l’oxygène de l’air (O2), conduit à une importante libération d’énergie qui peut être convertie en électricité avec une pile à combustible. De plus, cette réaction ne rejette que de l’eau. L’hydrogène peut donc être envisagé comme une alternative non polluante aux énergies fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon…).

Ensuite, il existe une matière première abondante à partir de laquelle on peut produire l’hydrogène : l’eau. Ainsi, la filière hydrogène pourrait reposer uniquement sur deux réactions chimiques qui ne rejettent pas de gaz à effet de serre. L’hydrogène peut en effet être produit par électrolyse de l’eau  Et à l’inverse, de l’hydrogène et de l’oxygène gazeux peuvent être recombinés pour produire de l’eau en libérant chaleur et électricité. Le bilan de matière de ces deux réactions est donc nul.

L’hydrogène a seulement été utilisé de manière temporaire pour stocker de l’énergie, l’eau utilisée pour le produire a été régénérée au cours du processus. L’hydrogène peut ainsi être envisagé comme un moyen durable de stocker l’énergie électrique, offrant la possibilité de la restituer à la demande avec un assez bon rendement global. Ce principe apparaît particulièrement adapté pour le stockage des énergies renouvelables. Les sources d’énergie éolienne et solaire, par exemple, sont réparties de façon inégale et présentent un caractère intermittent peu prévisible, lié à leur dépendance aux conditions météorologiques. Le stockage des surplus d’énergie sous forme d’hydrogène permettrait un lissage de l’approvisionnement et une distribution régulière de l’énergie. Il s’agit donc de construire en grande quantité et à un coût raisonnable des dispositifs fiables de production et d’utilisation de l’hydrogène. C’est encore loin d’être le cas : si plusieurs technologies performantes existent, aucune ne concilie à la fois faible coût, compacité et durabilité. C’est tout l’enjeu des recherches sur l’hydrogène aujourd’hui.

Détail
Thème
Sciences et techniques
Conférencier
Louis JOURDAN
Prix
Gratuit pour les adhérents
Date de la session
27/09/2021 14h30
Lieu de la session
CAC
Durée
02h00
Nombre de place
500