Complément d’enquête : la problématique de la production de l’Hydrogène

Nous venons de voir très récemment dans notre essai de la Toyota Mirai qu’il est possible, en 2018, de conduire une voiture roulant à l’hydrogène et aux prestations très convaincantes. Le prix de cette dernière ne peut pas, à lui seul, expliquer le nombre excessivement faible de voitures hydrogène immatriculées en France – 57 voitures au total en 2017. L’autre cause majeure est le manque de stations pour faire le plein d’hydrogène. D’une part parce celles-ci sont extrêmement coûteuses pour les collectivités ou entreprises qui les installent eu égard à la clientèle potentielle, mais aussi parce que la production de l’hydrogène est, au choix, peu coûteuse, industrialisable et polluante, ou écologique mais difficilement industrialisable et coûteuse. Voici donc un petit aperçu non exhaustif des techniques de production de l’hydrogène afin de comprendre les enjeux qui gravitent autour de la distribution d’hydrogène.

Si de l’hydrogène à l’état gazeux est présent en masse sur le Soleil, il n’existe pas directement à cet état sur Terre. Il faut donc, dans tous les cas, l’obtenir par une réaction chimique.

L’utilisation de composés organiques

Le premier moyen d’obtenir de l’hydrogène est de le séparer de composés organiques majoritairement composés de carbone et d’hydrogène. Cette technique est très majoritairement utilisée dans le monde pour la production d’hydrogène (90 % de la production mondiale), mais c’est aussi celle qui est émettrice de CO₂ en grandes quantités. Un premier procédé consiste à recourir à de la gazéification, c’est-à-dire utiliser de la biomasse ou du charbon pour aboutir à la création d’oxygène et de CO₂. Un deuxième, appelé reformage, consiste à séparer du méthane (gaz à effet de serre) en hydrogène et en CO₂.

Par ces techniques, il devient nécessaire de faire des études sur tout le cycle de production de production et de consommation de l’énergie. Est-il franchement intéressant d’un point de vue environnemental de transférer le problème de la pollution en amont, si l’impact global reste le même, voire est pire ?

L’électrolyse de l’eau

Un deuxième moyen de produire de l’hydrogène à l’heure actuelle est de procéder à une électrolyse de l’eau. En clair, produire une réaction chimique exactement inverse à celle qui se produit dans la Toyota Mirai : partir d’eau, et grâce à l’apport d’électricité, entraîner une réaction chimique qui aboutira à la création d’hydrogène et d’oxygène. Cette solution est beaucoup plus viable pour l’avenir, dès lors que l’énergie électrique employée pour provoquer la réaction sera issue du renouvelable. Dans ce cas, l’hydrogène devient un moyen très intéressant de stockage de l’énergie, qui offre de plus des rendements tout à fait intéressants.

Hydrogène : des recherches toujours en cours

La production d’hydrogène propre est un champ de recherche majeur aujourd’hui. Des organismes vivants, par le processus de photosynthèse, sont capables de créer de l’hydrogène seulement à partir d’eau et de lumière. Les recherches consistent actuellement à réussir à comprendre et reproduire ce phénomène à une échelle industrielle. Une réussite dans ce domaine constituerait assurément une raison viable de développer très largement l’hydrogène comme la solution de mobilité du futur.

Conclusion

L’un des enjeux majeurs, et condition sine qua none au développement de la technologie hydrogène dans l’automobile sera de le produire de manière propre. L’idée sous-jacente est bien de ne pas déplacer la pollution et l’émission de gaz à effet de serre en amont du pot d’échappement, mais bien de les réduire tous deux. Pour ce faire, il faudra que l’utilisation de composés organiques soit substituée par une électrolyse de l’eau grâce à de l’électricité issue du renouvelable (faisant de l’hydrogène un moyen de stockage de l’énergie au même titre que des batteries), ou bien, dans un futur beaucoup plus lointain, par l’imitation du processus de photosynthèse afin de « cultiver » l’hydrogène nécessaire pour couvrir nos besoins de mobilité.

Sources des illustrations : AC Rouen, mediathèque EDUCMAD, Science étonnante