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L’hydrogène : cette énergie verte en expansion

En plein cœur des enjeux de transition énergétique, l’hydrogène est une ressource inépuisable qui tend à s’imposer en matière de transports. Déjà utilisée, elle est amenée à prendre de l’ampleur dans les prochaines années.

L’hydrogène, une énergie verte en développement

L’hydrogène est déjà utilisé depuis plusieurs années dans le domaine des transports. Il fait l’objet de nombreuses études afin d’améliorer sa production car, à terme, il est amené à devenir un carburant de tout premier plan. En effet, cette énergie verte ne dégage pas de CO2, ce qui est un atout majeur. Son autre avantage principal est de ne rejeter que de l’eau au cours de sa combustion.

Enfin, à poids égal, le H2 libère trois fois plus d’énergie thermique qu’un carburant comme l’essence. Le potentiel de ce gaz le place donc au cœur de recherches qui visent à produire de l’hydrogène décarboné. Pour l’heure, il est en effet obtenu en majorité à partir de la combustion d’énergies fossiles. Ces ressources se raréfient ce qui amène les chercheurs à réfléchir au moyen de s’en passer, ce qui de toute façon est inéluctable à plus ou moins long terme. L’histoire de l’hydrogène vert s’écrit donc au quotidien, au fil des avancées scientifiques.

L’hydrogène et la mobilité : quelles sont les applications aujourd’hui ?

L’hydrogène est employé dans de nombreux secteurs industriels, ce carburant étant déjà adopté par l’aérospatial. Il sert en effet de combustible pour la propulsion des fusées. L’aviation développe aussi ce nouveau carburant qui pourrait remplacer là aussi les énergies carbonées. Les applications actuelles sont bien plus vastes qu’on l’imagine, plusieurs pays ayant déjà largement mis en place des moyens de transports fonctionnant exclusivement au H2.

Le domaine ferroviaire est également en mesure de produire des trains munis d’une pile à hydrogène qui alimente un système électrique. Si tout ce qui concerne l’hydrogène vous intéresse, rendez-vous à la prochaine édition d’Horizons Hydrogène, conférence sur la transition énergétique.

Cette technologie hybride offre un potentiel de tout premier ordre. L’idée est de réduire la quantité de gaz embarqué, ce qui est aussi mis en place dans des véhicules types bus, camions ou voitures individuelles. De nombreux constructeurs s’intéressent de près à cette ressource phare de la transition énergétique. Les véhicules utilitaires sont parmi ceux qui utilisent de plus en plus des piles à H2, notamment dans les agglomérations. Le principe de l’hybride dans la production électrique est donc déjà appliqué et s’affine en permanence.

Décarboner les transports grâce à l’hydrogène pour la transition énergétique

Depuis septembre 2020, la France a mis en place une stratégie nationale afin de faciliter les offres industrielles de solutions hydrogène produites sur le territoire. L’enjeu est clairement de se donner les moyens de développer la production d’hydrogène décarboné. Cette option passe notamment par l’amélioration des conditions de transformation.

Le cas des véhicules légers

Dans le cas de véhicules légers, deux types de techniques sont actuellement mises en avant : soit le véhicule est doté d’un réservoir d’hydrogène et d’une pile combustible ; soit l’hydrogène vient en complément d’une combustion au gaz. L’intérêt de cette technologie est d’offrir une autonomie totale car il n’est pas nécessaire de recharger le véhicule à l’aide d’une borne extérieure. De telles voitures existent déjà au Japon mais leur coût reste encore prohibitif pour que leur usage soit généralisé.

En revanche, le développement de ce type de voiture est une question d’avenir. En termes de puissance, de vitesse et de rapidité de réalimentation, de tels modèles sont déjà très performants. Des projets pilotes fleurissent donc en permanence, comme la mise en circulation de taxis roulant à l’hydrogène vert ou l’implantation de stations d’approvisionnement en hydrogène qui répondent aux besoins des particuliers et des camions.

La mobilité lourde et intensive

Un des domaines majeurs où l’hydrogène vert fonctionne tout particulièrement est celui de la mobilité lourde et intensive. La SNCF va par exemple se doter en 2023 de TER alimentés à l’hydrogène. Ce projet pionnier va dans le même sens que la mise en circulation de bus à hydrogène décarboné qui ont déjà été adoptés par certaines communes françaises. On assiste donc à une remise en question des carburants traditionnels qui produisent du CO2. Les camions sont eux aussi concernés car des constructeurs mettent sur le marché des modèles utilisant un mode hybride couplé à l’électrique.

Là encore, l’hydrogène décarboné est amené à remplacer le diesel dans la mesure où ses performances sont sans conteste. Les moyens de transport intensifs sont donc en première ligne des secteurs ciblés. L’idée que ces véhicules ne rejettent plus que de la vapeur d’eau est suffisamment attractive pour que le focus soit fait sur ces avancées.

Un secteur d’investissement et de développement en France

La France se place en tête des pays qui tendent vers une utilisation massive de cette énergie renouvelable qu’est l’hydrogène. Il est possible de généraliser cette ressource exempte de CO2 à la condition de résoudre la question de sa production à grande échelle.

De fait, la recherche est axée sur les moyens de rendre compétitive cette énergie tant ses applications sont multiples. À l’instar de villes allemandes qui l’utilisent dans les transports mais aussi dans la production d’électricité, le H2 fait l’objet d’une réflexion à tous les niveaux. Une piste qu’explorent de très près les laboratoires est celle de la transformation par électrolyse, solution qui élimine totalement la présence de combustion carbonée.

D’autres R&D s’intéressent en parallèle aux possibilités offertes par la photoélectrolyse. Il s’agit ici d’effectuer la décomposition thermochimique de l’eau grâce à l’énergie nucléaire. Enfin, d’autres laboratoires investissent dans la production d’hydrogène par des bactéries modifiées sous l’effet de la lumière du soleil. Ces recherches ne sont pas concurrentielles car l’objectif est de trouver la meilleure solution à plus ou moins court terme afin de répondre aux impératifs d’une transition énergétique qui répondent aux enjeux actuels et à ceux de demain. La priorité est donc mise sur un investissement massif.

L’intervention de l’hydrogène dans la mobilité est un sujet central qui fait appel à tous les secteurs de la recherche. Produire de l’électricité par ce biais est déjà réalisé. Le rendre totalement vert est le but que se fixe l’industrie des transports.

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