L’hydrogène est partout. On en entend parler dans les bus, les piles et même dans le plan de relance du gouvernement. Mais concrètement, qu’est-ce que l’hydrogène ?
La molécule de l’eau et au-delà
L’hydrogène est représenté par la lettre H dans H2O, la molécule de l’eau. On le retrouve également dans les végétaux, les hydrocarbures tels que le pétrole (composé d’atomes d’hydrogène et de carbone) ou encore dans la biomasse issue des déchets agricoles et forestiers. Mais pourquoi parle-t-on autant de l’hydrogène ? Tout simplement parce qu’il est une source d’énergie potentiellement illimitée, abondante sur Terre, pouvant alimenter les systèmes électriques, les véhicules, les industries, etc.
L’hydrogène décarboné : séparer les molécules
Avant de pouvoir exploiter l’énergie générée par l’hydrogène, il faut le séparer des autres molécules auxquelles il est lié dans l’eau ou les hydrocarbures. Actuellement, 95% de l’hydrogène est produit à partir des hydrocarbures, mais ce processus émet d’importantes quantités de dioxyde de carbone (CO2). Selon l’Agence internationale de l’énergie (IAE), les émissions annuelles de CO2 liées à cette production équivalent à celles du Royaume-Uni et de l’Indonésie réunis. Pas très écologique, n’est-ce pas ? C’est pourquoi le gouvernement français s’est engagé dans la production d’hydrogène décarboné, c’est-à-dire n’utilisant ni ne générant de CO2 lors de sa production. Cette décarbonation est possible grâce à l’électrolyse de l’eau, un procédé qui consiste à utiliser un courant électrique pour séparer l’hydrogène et l’oxygène. Le gaz ainsi obtenu est qualifié de décarboné, voire vert, si l’électricité utilisée provient de sources renouvelables.
Le gouvernement français mise sur le développement de l’électrolyse pour décarboner une partie de l’industrie, réduisant ainsi de 3% les émissions françaises de CO2, soit neuf millions de tonnes chaque année. Dans une stratégie nationale récemment annoncée, l’objectif est également de favoriser l’utilisation de l’hydrogène dans la mobilité, en particulier pour les véhicules lourds, et de créer une filière industrielle génératrice d’emplois (entre 50 000 et 150 000 emplois directs et indirects prévus en France). Un budget de sept milliards d’euros sera consacré au développement de l’hydrogène en France d’ici 2030, dont deux milliards au cours des deux prochaines années.
Stéphanie Paysant, responsable administration et communication de l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (Afhypac), souligne que les postes d’ingénieurs en électrochimie spécialisés dans la fabrication d’électrolyseurs et de piles à combustible vont se multiplier. Elle explique : “Ces métiers sont déjà en tension, il est difficile aujourd’hui de recruter des spécialistes.” De plus, de nombreux emplois qualifiés seront créés dans les domaines du véhicule électrique, de la gestion de chantier ou de projet lié à l’hydrogène, ainsi que dans la maintenance des installations et des véhicules.
L’électricité produite à partir… d’électricité
L’hydrogène suscite un tel engouement de la part de l’État car il a le potentiel de révolutionner nos sociétés. En effet, les énergies renouvelables sont confrontées à un problème d’intermittence : elles produisent de l’électricité en excès à certaines périodes (par exemple, l’été où les journées sont plus longues pour le photovoltaïque), mais elles en produisent moins lors de périodes déficitaires (comme l’hiver où il y a moins de soleil mais davantage de besoins en chauffage). L’hydrogène permet de pallier ce problème en utilisant le surplus d’électricité généré par les panneaux solaires ou les éoliennes pour produire de l’hydrogène à partir de l’eau. Ainsi, aucune énergie n’est perdue et ce nouveau gaz peut être utilisé ultérieurement pour produire de l’électricité grâce à des piles à combustible.
L’idée d’une économie basée sur les énergies renouvelables et l’hydrogène ne date pas d’hier. L’électrochimiste John Bockris a déjà imaginé en 1970 un monde alimenté par ces sources d’énergie, sans dépendre des énergies fossiles. Par la suite, l’économiste Jeremy Rifkin l’a intégrée dans l’un des piliers de sa théorie de la troisième révolution industrielle, publiée dans son livre intitulé “L’économie hydrogène” en 2002.
Les piles à combustible : transformer l’hydrogène en électricité propre
Les piles à combustible fonctionnent en faisant réagir de l’hydrogène avec de l’oxygène pour créer de l’électricité, en ne produisant que de l’eau. Aucune émission de carbone, de particules fines ou de pollution. Les applications possibles sont nombreuses : tous les appareils fonctionnant à l’électricité, notamment les véhicules tels que les voitures, les bus, les trains, les bateaux, voire même les avions. En termes de mobilité, l’objectif du gouvernement français d’ici 2030 est d’économiser plus de six millions de tonnes de CO2, soit l’équivalent des émissions annuelles de Paris. Par ailleurs, les chercheurs étudient la possibilité de transformer l’hydrogène associé au dioxyde de carbone en carburant. Il pourrait également être mélangé au gaz naturel dans les réseaux de distribution d’énergie.
Pierre-Emmanuel Casanova, cofondateur de Hysilabs, une startup ayant créé une solution pour le stockage et le transport facile de l’hydrogène liquide, imagine un avenir où les transports en commun jouent un rôle clé dans la transition énergétique grâce à un réseau entièrement décarboné. Il souligne cependant que la diversification des technologies et des sources énergétiques est essentielle pour éviter de retomber dans une dépendance excessive à l’égard de l’hydrogène. Il ajoute également que pour avoir un impact réel sur la transition énergétique, il est essentiel de produire de l’hydrogène à partir de sources renouvelables. En outre, il faudra développer les compétences nécessaires à cette filière et former les travailleurs. Actuellement, l’Afhypac recueille les besoins en compétences des entreprises et collabore avec les collectivités territoriales pour créer les formations nécessaires à l’hydrogène de demain.
Pour conclure, bien que l’hydrogène ne soit pas encore généralisé dans notre quotidien, il suscite un intérêt grandissant. Pour qu’il devienne une réalité, il est nécessaire de produire de l’hydrogène vert, de développer les compétences et de former les acteurs de cette filière. L’hydrogène pourrait bien être l’énergie du futur, avec le potentiel de transformer nos sociétés vers une économie décarbonée et durable.
