Conférence : « L’hydrogène à l’origine de l’univers et peut-être l’avenir de l’humanité », le 21 novembre

Jeudi 21 novembre 2019 à 18h15, l’IUT de La Roche-sur-Yon vous accueille pour assister à une conférence de l’Université Permanente intitulée : « L’hydrogène à l’origine de l’univers et peut-être l’avenir de l’humanité ». Cette conférence se tiendra dans l’amphithéâtre B du bâtiment G. C’est Martial Chabanel, professeur de chimie qui interviendra pour partager ses connaissances.

> Jeudi 21 novembre – 18 h 15 – Amphithéâtre B bâtiment G Centre universitaire départemental, 18 rue Gaston Defferre, 85000 La Roche-sur-Yon

L’intervenant : Martial Chabanel
Martial Chabanel a suivi une formation d’ingénieur chimiste avant de devenir docteur d’État à l’Université de Nancy, puis professeur à l’Université de Nantes, et enfin Professeur émérite depuis son départ à la retraite en 2008. Il s’est consacré à la recherche et à l’enseignement dans les domaines de la chimie physique, discipline orientée vers l’étude de la structure de la matière au moyen de méthodes physiques.
Il est l’auteur d’une soixantaine d’articles scientifiques et de quatre ouvrages : Spectroscopie Moléculaire, Thermodynamique chimique, Liaison chimique et spectroscopie, et Thermodynamique chimique cours et exercices (2011).

Comment obtient-on de l’hydrogène ?
L’un des grands avantages de l’hydrogène, c’est qu’il est présent en grande quantité sur Terre, cependant jamais à l’état pur. Il est notamment trouvable dans l’eau, où il y est mélangé avec de l’oxygène (H2O). L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers. Pour obtenir cet hydrogène, on utilise des procédés chimiques qui vont séparer l’hydrogène des autres atomes. On obtient donc une molécule de deux atomes d’hydrogène liés : le dihydrogène (H2). Les industries pétrolières et chimiques savent déjà produire de l’hydrogène en grande quantité, pour raffiner l’essence ou fabriquer des engrais par exemple. Cependant, cet hydrogène est produit en grande majorité à partir d’énergies fossiles (gaz, charbon, hydrocarbures …). Ainsi cette production rejette dans l’atmosphère une grande quantité de dioxyde de carbone, contribuant au réchauffement climatique. Le défi aujourd’hui est de produire de l’hydrogène en grande quantité mais en utilisant de l’eau, grâce au principe de l’électrolyse. L’électrolyse de l’eau permet de séparer les deux atomes d’hydrogène de l’atome d’oxygène à l’aide d’un courant électrique. On obtient ainsi du dihydrogène. 1 litre d’eau permet de récupérer 100g de dihydrogène environ. Il faut ensuite transformer cet hydrogène en électricité, en développant des piles à combustible. C’est un générateur d’électricité qui convertit l’énergie chimique (l’hydrogène) en énergie électrique. Le dihydrogène introduit va libérer des électrons qui vont générer du courant électrique. L’hydrogène a le grand avantage de permettre de stocker le surplus d’énergie produit pour pouvoir l’utiliser plus tard.

Que peut remplacer l’hydrogène ?
L’hydrogène peut aujourd’hui être reconverti en électricité à l’aide d’une pile à combustible. On peut donc imaginer des bâtiments, des quartiers, voire des villages autonomes en énergie, le tout en étant moins polluant qu’avec les moyens utilisés aujourd’hui. Selon le site internet d’Engie, « L’hydrogène constitue une vraie piste d’avenir pour la transition énergétique en permettant le développement des énergies renouvelables décentralisées et l’explosion de solutions de mobilité verte. » L’hydrogène constitue donc une alternative aux énergies carbonées, mais il permet aussi de mieux conserver l’énergie d’origine solaire, éolienne ou hydraulique. En effet, ces énergies renouvelables convertissent les éléments naturels en électricité, mais cette dernière ne peut être stockée. Ainsi une grande partie du surplus est perdue. Passer à l’hydrogène pourrait donc nous permettre de ne plus gaspiller cet énergie.
L’un des grands espoirs des chercheurs et des industriels réside dans les véhicules et principalement les voitures. Pour les transports, le dihydrogène peut fournir l’énergie nécessaire à la propulsion électrique. Le tout en réduisant les émissions de CO2 et de particules dans l’atmosphère (voir article suivant).
Bon nombre de moyens de transports peuvent aujourd’hui fonctionner à l’hydrogène, et certains sont déjà en circulation. Alstom va fournir d’ici 2022, 27 trains à hydrogène à une filiale de transports en commun allemand. Et le catamaran Energy Observer, fonctionnant à l’hydrogène effectue actuellement un tour du monde, démontrant ainsi au monde entier l’intérêt des énergies renouvelables et de l’hydrogène. L’hydrogène pourrait devenir notre allié au quotidien.

L’hydrogène : le carburant du futur ?
Les voitures fonctionnant à l’hydrogène présentent un avantage considérable par rapport aux voitures fonctionnant à l’essence ou au gasoil. En effet, elles rejettent moins de CO2 dans l’atmosphère et sont donc, plus respectueuses de l’environnement. Pour 180g de CO2 par kilomètre émis par une voiture essence (en comptant la production de la voiture et le transport du pétrole), la voiture à hydrogène en émet deux fois moins (en comptant la fabrication de la voiture, de la batterie et de la pile à combustible).
De plus, les voitures à hydrogène ont une autonomie comparable à celle d’une voiture essence et plus autonome qu’une voiture électrique classique. 5 minutes sont suffisantes pour remplir un réservoir d’hydrogène alors que plusieurs heures sont nécessaires pour recharger les batteries d’une voiture électrique.
Cependant, trouver une station service qui propose de l’hydrogène en France est un vrai défi. En effet, seulement 20 établissements sont équipés. En 2020, 100 stations devraient en proposer à la vente. L’autre inconvénient des voitures à hydrogène est son prix élevé : 70 000 € pour une 5 places. Ce prix se justifie par la pile à combustible, qui coûte très cher à produire.
« Aujourd’hui dans une pile à combustible ce qui coûte le plus cher c’est le catalyseur, qui est constitué de platine qui est un métal noble et très cher. Cela représente à peu près la moitié du coût de la pile. » explique Fabrice Micoud, ingénieur chercheur sur les composants des piles à combustibles, au CEA Liten. La quantité de platine a été réduite dans les piles, cependant, les scientifiques cherchent actuellement à remplacer ce métal, pour proposer un prix plus accessible au grand public.

Des avancées mises en place
L’hydrogène promet de révolutionner nos vies, et des initiatives sont déjà en place. Par exemple, le 25 juin dernier, la première chaudière à hydrogène domestique a été mise en place en Hollande. L’appareil vendu par le groupe BDR Thermea séduit sur le marché, puisque d’autres industriels de la chaudière, Bosch Thermotechnologie, ont déjà livré deux chaudières d’une capacité de 10 MW à des clients professionnels.
En matière de transports, les véhicules à hydrogène vont fleurirent dans nos villes : près de 400 bus à hydrogène seront mis en service cette année dans toute l’Europe. La première ligne de ces bus reliera deux communes dans le Pas-de-Calais. Le groupe Transdev, qui propose ces bus a annoncé que le réapprovisionnement en hydrogène sera assuré par GNVert, une filiale d’Engie. Transdev projette d’installer des lignes de bus à hydrogène dans d’autres villes d’Europe, comme Pau ou Eindhoven aux Pays-Bas.
La production d’hydrogène est elle aussi révolutionnée. Le 27 août dernier, il a été annoncé que la première unité au monde de production d’hydrogène à partir de biomasse verra le jour à Strasbourg en 2021. Cette unité produira de l’hydrogène à partir de bois et est programmée pour fournir à terme 216 tonnes par an. Cet investissement de 7 millions d’euros devrait alimenter des véhicules à hydrogène.

Sources :
https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/chimie-produit-on-hydrogene-6280/
https://www.youtube.com/watch?v=dUv3U9w1xz4&t
https://www.engie.fr/hydrogene/
https://www.industrie-techno.com/article/comment-fonctionnent-les-27-trains-a-hydrogene-d-alstom-vendus-a-rmv.56155
https://www.latribune.fr/entreprises-finance/services/transport-logistique/hydrogene-les-bus-se-mettent-aussi-au-vert-826315.html
https://france3-regions.francetvinfo.fr/grand-est/bas-rhin/strasbourg-0/strasbourg-premiere-unite-au-monde-production-hydrogene-partir-bois-sera-mise-service-2021-1714723.html

Photo : Visual Hunt – CC – U.S. Department of Energy