L'hydrogène : c'est la vie... mais aussi l'énergie du futur pour les transports

L’hydrogène sert pour équiper les véhicules électriques avec des piles à combustible, mais aussi pour stocker l’énergie, notamment celle provenant des énergies renouvelables.Inventée en 1839, la pile à combustible s’est cantonnée aux laboratoires jusqu’en 1965 avant d’embarquer à bord d’une capsule spatiale américaine. Réservé pendant longtemps à l’aérospatiale et ce, malgré ses promesses – légère et pleine d’énergie – l’hydrogène a mis du temps à émerger dans le transport.

Le fonctionnement d'une pile d’hydrogène-dioxygène est particulièrement propre puisqu'elle ne rejette que de l’eau :  il suffit de faire passer de l’hydrogène (H2) à travers une plaque de platine, qui a la propriété de séparer les électrons qui donnent donc de l’électricité ! Lorsqu’ils se recomposent avec l’oxygène de l’air (O2) ça donne de H2O !  Et le seul rejet de la pile c’est de l’eau, ce qui est quand même mieux que le CO2 !

Voir l'explication en vidéo de la pile à combustible par Gérard Feldzer

Aujourd’hui on fabrique l’hydrogène surtout (à 95%), à partir des produits pétroliers (on appelle cela le reformage ) – une démarche pas vraiment écolo : c’est énergivore et dégage du CO2. Mais on peut récupérer l’hydrogène que contient l’eau par l'électrolyse, (on casse la molécule d’eau). Pour peu qu’on ait du solaire ou de l’éolien, on obtient de l’énergie propre. C'est ce que font les allemands avec leurs éoliennes en mer du Nord. Pouvant fabriquer de l'hydrogène partout dans le monde : c'est vraiment l’énergie de l’avenir.

L’utilisation de cette énergie va permet de réduire notre dépendance aux énergies fossiles, et de développer la mobilité électrique. Elle assure aux véhicules électriques une rapidité de recharge (moins de 5 minutes) et une autonomie (plus de 500km) comparables à celles des véhicules thermiques actuels.

Des atouts non négligeables vu que les transports représentent près de 30% des consommations énergétiques en France, et plus de 70% de nos importations pétrolières . Aujourd’hui il y a un vrai besoin d’introduire cette énergie dans nos systèmes de transport – voitures, utilitaires, poids lourds, bus, trams, trains et vélos.

Pascal Mauberger, président de L'Association française de l'hydrogène et de la pile à combustible pense que l'image de l'hydrogène dans le grand public est en train de s'améliorer, les grands constructeurs de voitures comme Toyota avec sa Mirai actuellement commercialisée, vont accélérer l'utilisation de la pile à combustible. En revanche il faut accélerer l'installation des stations au même titre que les stations de recharges de batteries.

La pile à combustible peut par ailleurs  être complémentaire de la batterie, la preuve en est le déploiement d'un prolongateur d'autonomie  : une petite pile à combustible qui se branche sur les batteries existantes et permet de doubler l'autonomie. Cette petit pile dévelloppée conjointement avec Michelin est proposée par la société Symbiofcell. 1000 kangoos de chez Renault devraient être ainsi équipés entre autres , pour la poste. 

Dans l’esprit du public, l’hydrogène est assimilé au danger (on pense à la bombe H, ou aux incendies des dirigeables par le passé) . Cependant il n’est pas plus dangereux que les autres carburants pour autant qu'on sache la manipuler et en cas de fuite, ou de choc, cette forme d’énergie est très volatile, contrairement à l’essence qui se propage très vite.

Fin 2015, une société de taxis à hydrogène a été inaugurée à Paris. Une première, à Paris avec la contribution d'Air Liquide qui a installé une station à hydrogène, comme l'explique Pierre-Etienne Franc, directeur des technologies du futur à Air Liquide.

Mais pour garantir le succès de l'hydrogène, il faut investir rapidement dans les stations de recharge. Ce pourrait être une bonne complémentarité aux chargeurs de batteries, car si on fait le bilan les batteries vous emmènent pour l'instant à 150 kilomètres (avec un poids de batterie de 250 kg, ou 400 kilomètres pour la tesla avec une tonne ) à comparer avec une pile à combustible et des bombonnes d'hydrogène pour 2 fois moins de poids avec une autonomie de  500 kilomètres et surtout un plein fait en 5 minutes, ça change tout ! 

Le plan français est le prolongateur d’autonomie des batteries avec une pile à combustible, mais il y aussi les bus, les tramways, les bateaux et même les facteurs de la poste, qui seront équipés de vélos à hydrogène produits par la société Française Pragma Industrie

Pour le spatial, l’hydrogène est utilisé depuis plus de 40 ans . On s’en sert même pour recycler l’urine des astronautes !  Non seulement l’hydrogène est un super carburant pour les lanceurs, mais en plus il ne rejette que de la vapeur d’eau. Et à bord, en effet, on s’en sert pour faire marcher des piles à combustibles qui fournissent eau et électricité, en se servant de l'urine des astronautes et de plus on recycle le CO2 émis par ces mêmes astronautes grâce à l'hydrogène. Jean-François Clervoy qui est parti 3 fois dans l'espace nous décrit l'hydrogène, principal composant de l'univers, grâce à qui le soleil qui est une bombe à hydrogène nous fournit la chaleur et la vie. "S'il existe un vie extra-terrestre ailleurs que sur la terre , c'est qu'il y a forcément de l'hydrogène " nous dit-il.

Rien ne se perd. On fabrique l’hydrogène avec le soleil, pour le stocker et grâce à la pile à combustible on fournit l’eau et l’électricité mais en plus on purifie l’air en recyclant le CO2 émis par la respiration des astronautes ! Et cela pourrait s’appliquer sur terre. En fait c’est déjà le cas au Japon, ou il y a plus de 100.000 logements équipés de piles à combustible .

Vers un "internet de l'énergie"

On pourra donc fabriquer localement son hydrogène – notamment avec du solaire et de l’éolien – et faire le plein de sa voiture qui elle-même, grâce à sa pile, peut alimenter votre maison en énergie (notamment pendant les pics de consommation). Sur ce sujet, l’Université de Californie imagine déjà un " internet de l’énergie" où on pourrait partager cette énergie exactement comme l'information en ligne aujourd'hui.

En dépit de ce progrès, il y a encore beaucoup de sceptiques comme le patron de Tesla, l’emblématique Elon Musk , qui lui, ne voit aucun avenir pour la voiture avec l’hydrogène.

"La pile à combustible c’est une belle connerie ! " dit-il.

Je ne suis pas certain que tout miser comme il le fait sur la batterie soit une bonne idée. Car elle contient des tas de produits rares et surtout toxiques, qu’il faudra bien recycler un jour, en attendant il aura bien gagné sa vie en fabriquant de belles voitures... Pour les déchets on verra plus tard !

Mon coup de cœur cette semaine c’est l’emploi de l’hydrogène, mais pour voler en ballon ! Une belle expérience à vivre, surtout en compagnie de Martine Besnainou , présidente de la Fédération Française d’Aérostation.

"Le ballon à gaz, gonflé à l'hydrogène, est beaucoup moins cher que l'hélium qui devient très rare, et c'est un bonheur intégral de voler en silence total" nous dit elle  (contrairement à la montgolfière où on doit chauffer l'air toutes les 30 secondes).  

En attendant de décoller de la Maison de la Radio, et pour tout savoir sur l’utilisation de l’hydrogène, rendez-vous au salon Hyvolution  jeudi et vendredi prochain à Paris 

BONUS

Toyota a lancé sa Mirai "full electric H2" , après sa populaire hybride Prius, Hyundai commercialise son ix35 Fuel Cell et Honda son FCV. Les trois constructeurs asiatiques qui se lancent dans la pile à combustible à Hydrogène revendiquent une autonomie de 600 kilomètres, rien à voir avec les voitures actuelles à batteries ,  (la Zoé de Renault pourrait éventuellement passer de 175 à 250 kms avec de nouvelles batteries...mais il faudra gérer les anciennes batteries). Mieux, le plein d'hydrogène se fait en moins de cinq minutes, bien plus vite que les actuels électriques les plus performanantes (il faut compter quarante minutes pour 80% de batterie avec le "super chargeur" de Tesla Motors, qui offrent alors moins de 300 kms d'autonomie).