Les énergies renouvelables sont devenues clés dans l’avenir de notre société. La considération écologique face au réchauffement climatique est désormais acquise, bon gré ou mal gré, par tous les secteurs industriels. Une transition qui n’est pas toujours simple car l’homme, producteur comme consommateur, s’est très longtemps appuyé sur des solutions de facilité sans évaluer les conséquences à long terme, priorisant la rentabilité et le prix bas. Aujourd’hui, nous le voyons, les investissements dans le “vert” se multiplient et les économies basées sur les énergies fossiles se dirigent de plus en plus vers des alternatives écologiques afin d’anticiper les futures pénuries et hausses tarifaires.

L'hydrogène fait partie de ces sources d’énergie que l’on cherche à produire de manière plus écologique, et force est de constater que l’hydrogène dit « vert » a énormément de succès dans les cercles décisionnels.

Un rappel sur l’hydrogène

L'hydrogène est une source d’énergie largement utilisée dans certains secteurs d’activité. On l’utilise par exemple comme carburant pour les fusées, pour créer de la chaleur ou encore dans des secteurs tels que l’électronique, le verre, la métallurgie ou encore la chimie.

Il faut savoir que l'hydrogène n’est pas une source primaire comme peuvent l’être le charbon, le gaz ou le pétrole, c’est une énergie qui doit être produite. En général, l’hydrogène est créé par électrolyse de l’eau, permettant ainsi de séparer l'oxygène de l'hydrogène.

Il existe deux électrolyses : celle par alcaline et celle en milieu acide. Toutes deux possèdent de fortes contraintes à savoir un coût de production élevé et des contraintes de matières premières importantes. En effet, l'électrolyse nécessite d’utiliser des métaux rares comme le platine ou l'oxyde d’iridium, des métaux coûteux et en phase de raréfaction (on n’extrait que 7 à 8 tonnes d'iridium par an pour une réserve connue de 800 tonnes environ).

A ce jour, une étude menée par des chercheurs tend à démontrer qu’il est possible de réaliser l'électrolyse par le biais d'alliages de fer, de nickel et de chrome, beaucoup plus accessibles, disponibles et recyclables. Des recherches ont commencé il y a 15 ans sous la houlette du professeur Marian Chatenet qui s’est associé en 2019 au professeur Valérie Parry, chercheuse au SIMAP.

Ces recherches sont suivies de très près car les alliages base nickel comme alternative à l'iridium permettent une meilleure recyclabilité et un coût inférieur d’un tiers.

Les avantages de l’hydrogène

L'hydrogène a l’avantage d’être une énergie bas carbone, ce qui permet une utilisation poussée dans de très nombreux secteurs dont la décarbonation s’avère très compliquée. On utilise l’hydrogène pour de nombreuses applications telles que le raffinage, la métallurgie, la recherche, la cimenterie, la verrerie, l’aéronautique ou encore la chimie.

L’hydrogène possède également l’avantage non négligeable de pouvoir être stocké. L’énergie produite par des panneaux solaires ou des éoliennes ne peut pas être stockée. Autrement dit, si l’énergie n’est pas utilisée directement, elle est perdue. Or, l'hydrogène, lui, peut être stocké pour être utilisé. Si l’on produit un excédent d'hydrogène, on peut donc le stocker et le réutiliser pour d’autres applications comme le transport, dont les véhicules fonctionnant à l’hydrogène sont beaucoup plus fiables et rentables que les véhicules électriques classiques.

L’hydrogène en France

Le gouvernement français a décidé de miser sur cette énergie afin d’assurer au pays une indépendance vis-à-vis, entre autres mais en particulier, de la Chine. Fin 2020, le gouvernement a lancé un plan de 9 milliards d’euros sur dix ans pour développer la filière hydrogène. Le pays n’a pas perdu de temps et en 3 ans, ce ne sont pas moins d’une vingtaine de sites qui ont été développés et, ce, dans tout l’hexagone, de Aix-en-Provence à Biarritz en passant par Compiègne, Belfort ou encore Grenoble.

Le pays veut développer une filière complète, c'est-à-dire que toute la chaîne de valeur est couverte sur le territoire, ce qui en fait l’un des rares à posséder toutes les briques technologiques de ce secteur. En plus de ces vingt premiers sites, le gouvernement envisage la création de 4 gigafactories d’électrolyseurs et plusieurs autres dans un second temps. Un plan ambitieux mais malheureusement encore sous-dimensionné par rapport aux objectifs de 6,5 GW prévus pour 2030 (et 10,5 GW pour 2035 afin de produire du carburant de synthèse pour l’aérien et le maritime). Si l’objectif ambitieux semble encore loin d’être atteint, toujours est-il que la demande, elle, n’est pas encore en phase d’explosion, ce qui dédramatise quelque peu la chose car cela signifie que la demande restera théoriquement suffisamment couverte par les unités de productions existantes et à venir d’ici à 2035.

Le marché français est encore trop immature. Même si le pays dispose de nombreuses unités diverses et variées, leur répartition n’est pas optimisée. Par exemple, si les transporteurs ne sont pas réticents à passer à l’hydrogène, encore faut-il qu’il y ait assez de stations. Or, il n’y en a pas assez et les aides au passage à l’hydrogène ne sont pas encore mises en place (aucune subvention à ce jour n’est inscrite sur la feuille de route du gouvernement). Le gouvernement prévoit toutefois de réviser sa copie en incluant en particulier les doléances du secteur du transport.

Si la France rêve d’une souveraineté sur l'hydrogène, elle n’est malheureusement pas en capacité de d’être totalement autonome en la matière tant les contraintes sont encore nombreuses et des pays comme la Chine restant dominants sur le secteur. La décarbonation est un projet ambitieux chargé de défis et d’obstacles. Toutefois, les initiatives sont nombreuses, la volonté est belle et bien là et des projets d’envergure sont d’ores et déjà engagés.