En 2014, on voyait apparaître la première voiture à hydrogène. Aujourd’hui, il existe des réseaux de bus 100% « à hydrogène », des trains et bientôt des avions. L’hydrogène, appelé par abus de langage “l’énergie du futur”, n’est en fait pas une source d’énergie, et pourtant elle permet de faire tourner des moteurs ! Intriguant non ? On vous explique !
Pour commencer, faisons un petit rappel des cours de chimie de 2nde : l’hydrogène est l’élément le plus léger et le plus abondant sur Terre, mais il n’est jamais présent à l’état pur. On le retrouve dans la molécule d’eau ou les hydrocarbures.
Or c’est l’hydrogène seul qui nous intéresse. On utilise donc un procédé chimique pour le séparer des autres atomes auxquels il est lié. Le procédé le plus utilisé est l’électrolyse de l’eau qui consiste à envoyer un courant électrique (grâce à un électrolyseur) sur de l’eau afin de briser les liaisons de la molécule d’eau entre l’atome d’oxygène (en rouge) et d’hydrogène (en blanc).
L'hydrogène, un vecteur énergétique ?
Aujourd’hui, l’enjeu majeur en termes de transition écologique est le stockage des énergies renouvelables, une problématique difficile à résoudre. On ne peut en effet pas contrôler la production de ces énergies puisqu’elles dépendent de facteurs naturels (le vent, l’eau, le soleil…). Heureusement, l’hydrogène nous donne de l’espoir.
Prenons l’exemple des panneaux solaires : l’énergie produite par ces derniers est convertie en électricité par l’alternateur, celle-ci alimente ensuite l’électrolyseur (vu juste au-dessus) qui transforme l’eau en hydrogène. L’hydrogène produit est alors stocké dans des réservoirs.
On a donc réussi à stocker l’énergie sous forme de gaz, mais l’hydrogène est-elle alors une source d’énergie ? Eh bien non, justement c’est un vecteur énergétique. Ce gaz permet de stocker l’énergie qui sera ensuite convertie en électricité. Et c’est grâce à un certain Christian Schönbein qui inventa la pile à combustible en 1839, qu’on peut aujourd’hui convertir l’hydrogène en électricité. Cette transformation se fait par réaction avec l’oxygène de l’air. En fait, c’est le principe inverse de l’électrolyseur : les atomes d’hydrogène et d’oxygène se lient et forment de l’eau, et libèrent un flux d’électrons qui crée un courant électrique.
La pile permet donc de transformer de l’oxygène et de l’hydrogène en électricité et en vapeur d’eau. Donc zéro émission de CO2, ça justifie son appellation futuriste !
Ainsi en été, le surplus d’énergie produit par les panneaux solaires peut être stocké dans des réservoirs sous forme d’hydrogène. Cette énergie peut alors être utilisée en hiver, lorsque les panneaux solaires sont moins productifs.
Tout cela est compliqué mais je vous l’ai résumé en schéma juste en dessous !
Maintenant que tout le principe est expliqué, revenons au sujet qui nous intéresse : les véhicules à hydrogène. Ils sont donc équipés d’une pile à combustible et d’un réservoir d’hydrogène. Le moteur du véhicule est alimenté par l’électricité générée par la pile à combustible et … ça roule sans rejet de CO2 !
Le véhicule à hydrogène est donc très prometteur. Seul bémol : son coût et la provenance de l’hydrogène, qui est encore produit à 95% à partir d’énergie fossile, un processus pas très vert…
Sources :
Image de couverture : larepubliquedespyrenees.fr