Hydrogène : l’énergie la plus pure

Rédigé le 1 juillet 2016 par | Matières premières & Energie, Nouvelles technologies Imprimer

Le marché de l’énergie est passionnant. Toute l’activité économique de nos sociétés n’est possible que parce que nous transformons de l’énergie en biens et services. Que l’on parle de l’industrie manufacturière, de l’agriculture automatisée ou du transport, rien ne serait possible sans sources d’énergie. L’énergie est la mère de la croissance.

A part l’industrie de l’armement, quel secteur d’activité est important au point de justifier l’engagement international d’hommes politiques, voire la mobilisation de forces armées ?

Certes, le secteur peut paraître ennuyeux pour l’investisseur individuel. Ses entreprises ont des besoins intenses en capitaux et les volumes de vente sont sans surprise d’un exercice sur l’autre.

Pire, les prix de l’énergie jouent au yo-yo depuis des décennies, mettant la rentabilité des sociétés et les nerfs des actionnaires à rude épreuve.

Beaucoup de particuliers ne voient les valeurs énergétiques que comme des placements de fond de portefeuille, à acheter et conserver jusqu’à la retraite.

Nous verrons dans cette Quotidienne que, sous son extérieur monotone, le secteur de l’énergie est en fait un lieu d’innovation où les nouveautés sont particulièrement excitantes. Penchons-nous aujourd’hui sur le cas de l’hydrogène.

L’hydrogène : l’énergie propre insaisissable

L’hydrogène est souvent présenté comme un carburant de choix pour la voiture de demain.

Imaginez plutôt : votre prochain véhicule serait silencieux comme une Prius sur batterie, puissant comme une BMW sur-motorisée, et son pot d’échappement ne dégagerait… que de la vapeur d’eau.

L’utilisation d’hydrogène comme énergie n’est pas nouvelle : les piles à combustible équipaient déjà les missions Apollo lors de leur voyage vers la lune. La technologie est mature et maîtrisée depuis près d’un demi-siècle.

Pourquoi-donc n’est-elle toujours pas présente dans nos voitures ? Une pile à combustible fonctionne en combinant du dihydrogène (gaz composé de deux atomes d’hydrogène) à du dioxygène (deux atomes d’oxygène – le gaz que nous respirons).

Le dioxygène représente près de 20% de l’atmosphère terrestre. Tant que votre véhicule n’est pas dans l’espace, le prélever dans l’environnement ne représente aucun problème.

La difficulté se trouve dans la gestion du dihydrogène. A l’état naturel, le dihydrogène est un gaz extrêmement léger, volatile et inflammable. Sa légèreté fait qu’il faudra le comprimer énormément pour en stocker une masse importante. Sa volatilité fait qu’il aura tendance à s’échapper des contenants pour se répandre dans l’atmosphère. Son inflammabilité fait qu’il aura tendance à exploser en cas de fuite. Vous en conviendrez, cela n’en fait pas le carburant idéal pour votre voiture !

Se promener avec d’énormes bonbonnes d’hydrogène dans votre coffre – véritables bombes à retardement – ne vous fait probablement pas envie…

C’est bien à cause de son caractère peu pratique et dangereux que le dihydrogène n’est pas utilisé en masse dans les transports ou comme stockage d’énergie dans l’industrie.

Le Graal du stockage de l’hydrogène

L’entreprise qui arrivera à stocker l’hydrogène sous une forme stable (pour éviter les risques d’explosion) et concentrée (pour pouvoir concurrencer le pétrole en terme d’énergie par kilogramme embarqué) ouvrira donc de nouveaux horizons à des pans entiers de l’industrie.

Nombre d’acteurs se sont donc lancés dans la recherche fondamentale autour du stockage de l’hydrogène. Certaines entreprises travaillent sur le stockage sous forme de dihydrogène dans des réservoirs sous pression – la méthode historique.

L’idée est d’augmenter toujours plus la pression (jusqu’à 700 bars) et la sécurité des réservoirs pour pouvoir les embarquer dans les véhicules.

Une autre voie a été ouverte par les nanotechnologies. Les chercheurs ont remarqué, en laboratoire, qu’il était possible de « coller » de l’hydrogène sur certaines surfaces à base de carbone. Une fois l’hydrogène fixé (adsorbé), le système sera capable de l’utiliser à la demande. L’avantage de cette méthode est que l’hydrogène adsorbé ne présente plus de risque d’explosion. Ce procédé pourrait également offrir à terme une excellente densité énergétique. Rendez-vous dans une vingtaine d’années pour voir si la technologie a pu sortir des laboratoires et passer à l’étape industrielle…

Il existe une voie médiane, aujourd’hui privilégiée par les industriels. Il s’agit du stockage d’hydrogène au sein de composés inertes. L’intérêt de cette méthode est de piéger l’hydrogène dans la masse, comme de l’eau dans une éponge. La densité énergétique est appréciable et, là encore, les risques limités. L’expérience a montré que de très nombreuses structures et composés sont capables de stocker de l’hydrogène, ouvrant aux industriels autant de pistes à explorer.

Les entreprises françaises à la pointe de la R&D

Parler du stockage de l’hydrogène est l’occasion de rappeler l’excellence des entreprises françaises innovantes.

En cette période d’hésitations sur les marchés et de discours pessimistes de tous bords, savourons l’avance de notre industrie dans ce secteur de pointe ! Le français McPhy Energy (FR0011742329) est l’exemple parfait de la symbiose qui peut exister entre laboratoires de recherche publics et tissu industriel.

L’entreprise a été créée en 2008 pour exploiter les brevets développés par le CNRS de Grenoble. Soutenue par le fonds EMERTEC et Areva, elle dispose d’un savoir-faire unique dans le stockage solide d’hydrogène. Sa technologie exclusive de stockage dans des hydrures de magnésium offre des performances inégalées en terme de souplesse d’utilisation et de sécurité.

Une manière simple de se rendre compte des progrès apportés par ce type de stockage est de comparer une pastille de stockage McPhy passée au chalumeau (la vidéo est ici) et les photos du tristement célèbre dirigeable Hindenburg, rempli d’hydrogène gazeux, qui s’est enflammé puis écrasé en 1937. La différence est impressionnante !

Hindenburg

La technologie de McPhy Energie est aujourd’hui utilisée dans des systèmes modulables contenant de 25 kg à 100 kg d’hydrogène. Elle sert essentiellement à l’établissement de stations de stockage autonomes.

Vous le voyez, le stockage de l’hydrogène par compression de gaz tel qu’il était pratiqué il y a seulement une vingtaine d’années n’est plus d’actualité. Aujourd’hui, des solutions industrielles robustes existent avec le stockage solide. Demain, ce seront les nano-matériaux qui ouvriront de nouvelles pistes pour augmenter encore la densité énergétique et la fiabilité des unités de stockage.

Que manque-t-il alors pour voir l’hydrogène utilisé comme énergie dans les transports et l’industrie ? Nous verrons dans la Quotidienne de lundi ce qu’il en est de la production, le chaînon manquant avant l’utilisation massive de ce gaz miracle.

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Etienne Henri
Etienne Henri
Il sélectionne les dossiers d’investissement en financement participatif du service Profits Réels.

Etienne Henri est titulaire d’un diplôme d’Ingénieur des Mines. Il débute sa carrière dans la recherche et développement pour l’industrie pétrolière, puis l’électronique grand public. Aujourd’hui dirigeant d’entreprise dans le secteur high-tech, il analyse de l’intérieur les opportunités d’investissement offertes par les entreprises innovantes et les grandes tendances du marché des nouvelles technologies.

Un commentaire pour “Hydrogène : l’énergie la plus pure”

  1. Bravo à Étienne Henri !
    Il y a longtemps que j’attendais qu’on parle de l’hydrogène de cette façon. J’y reviens plus loin. Il y a largement 2 ans, sûrement plus, que j’ai entendu parler de McPhy Energy qui doit se trouver dans la Drôme, pas loin de Montélimar. Et je me suis souvent demandé si McPhy n’était pas l’une des pépites tant vantées chez Agora, mais l’on devait taire encore le nom (et je n’ai pas le moindre argent nécessaire pour investir un minimum, mille fois hélas)

    Car enfin, relativement à ce qui suit, à moins d’une invention imminente scientifique et technique et de mises au point de procédés énergétiques tous usages encore inconnus ou impossibles à ce jour et surpassant tout le reste, et bien, cette réserve faite, l’hydrogène serait le processus le plus adéquat à généraliser. Car — la pile à hydrogène — est au point et est en train de s’améliorer sans cesse (c’est un peu comme si l’on en était encore vers 1905-10 pour l’automobile…). La distribution de l’hydrogène (liquide, haute pression, et sous forme solide [McPhy Energy] ce qui serait la meilleure et de loin) étant en principe le coût le plus important de l’utilisation de l’hydrogène. Mais, par exemple, en Allemagne (à Berlin au mois) il y a maintenant un unité de production solaire d’hydrogène et des véhicules à pile à combustible roulent avec de l’hydrogène donc produit uniquement par le solaire. On a le réflexe d’associer l’énergie aux véhicules, soit. Mais il ne faut pas oublier qu’en amont des véhicules et tous les engins, il y a toute la production industrielle, les machines agricoles, les travaux publics, les bâtiments, le chauffage, etc, etc, les véhicules routiers, les trains, les bateaux, les avions, etc, ne sont qu’une proportion (certes très importante) de la consommation énergétique totale. Des quantités de paramètres se décanteront et s’affineront sur la durée.

    À la condition sine qua non que la production d’hydrogène se fasse: 1) en priorité par l’énergie électrique provenant des panneaux solaires et tout système d’énergie renouvelable, biomasse, hydroliennes, éoliennes, géothermie, thalassothermie, etc, 2) par les trop pleins de productions électriques venant des centrales nucléaires (voire fioul ou charbon) dans les cas où un surplus d’électricité ne trouverait pas preneur hors de France et serait gaspillé, 3) tous les débouchés possibles dans toutes les industries chimiques (et autres) et qui seraient amenées à se débarrasser des surplus d’hydrogène consécutifs à leurs productions et donc très satisfaites de pouvoir vendre cet hydrogène. Et bien dans ces seules conditions, l’hydrogène produit, et solidifié quand il le faut (donc brevet McPhy), est une porte de sortie pouvant, à terme, nous faire changer de civilisation!Difficile encore de se rendre compte de la portée que pourra avoir le passage prioritaire à l’hydrogène. Avoir de l’énergie d’origine solaire, donc céleste, inépuisable à notre échelle, est donc encore difficile à imaginer, y compris symboliquement, car c’est une énergie provenant du ciel et non de la terre; une énergie ni tellurique, chtonienne, mais solaire ! En effet, avec l’hydrogène, il ne devrait plus y avoir d’épuisement des économies fossiles en réserve que la Terre a mis des millions d’années à thésauriser en elle avec l’actuelle mise à sac de l’environnement et de l’écosystème. L’hydrogène au point est alors une libération dont on n’envisage pas la portée tellement elle est déterminante.

    Ceci étant, quand on parle pétrole il faut obligatoirement penser : argent du pétrole.
    Pour faire vite, l’on voit donc de plus en plus clairement que ce ne sont pas les capacités de production qui – décident – du sort et de l’enrichissement possible des humains, mais c’est – l’argent -. La loi naturelle est entièrement bafouée, c’est le néant qui se profile. Car c’est l’argent qui décide de tout et l’argent ne fait pas pousser un seul grain de riz. La « conduite » des « décisions politiques » sortent, au final, des têtes des financiers et non des – producteurs – sans lesquels la monnaie n’aurait pas la moindre – VALEUR – (chronique de Bill Bonner d’hier) et n’aurait aucun sens.
    Comment allons-nous changer de paradigme économique et surtout monétaire ? Faut-il attendre que l’environnement et l’écosystème aient de toutes façons le dernier mot ?

    Ma devise est : « Producteur, devient ta propre banque, sinon la banque viendra à toi… »

    L’un des principaux et peu nombreux qui ont a parfaitement compris tout ceci est un exact contemporain de Keynes, c’est Clifford Hugh Douglas (1879-1952).
    Les les travaux et les recherches de C. H. Douglas sont basés sur des découvertes expérimentales et non sur une théorie comme on l’indique un peu partout par erreur.
    Clifford Hugh Douglas devrait être d’urgence traduit en français.

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