pa4086c.jpg Paul Lachine

Le grand espoir de l’hydrogène

RHINECLIFF, NY – Dans le roman de Jules Verne L’île mystérieuse , publié en 1874, Cyrus Harding, L’ingénieur et héro du livre déclare que « l’eau sera un jour utilisée comme carburant, que l’hydrogène et l’oxygène qui la constitue, utilisés séparément ou ensemble, fourniront une source inaltérable de chaleur et de lumière. » L’eau, déclare Harding, serait décomposée « sans aucun doute par l’électricité » en hydrogène et en oxygène.

Nombreuses sont les idées de Verne qui sont restées dans le domaine du fantastique, mais en ce qui concerne l’hydrogène, son heure est venue. Plusieurs centaines de prototypes de voitures fonctionnent aujourd’hui à l’hydrogène, ainsi que des bus, des camions et des camionnettes, une ou deux motos, quelques scooters, des véhicules utilitaires (dont une ribambelle de chariots élévateurs), et même deux tracteurs de ferme. Il y a deux ans, le Parlement Européen s’est ouvertement prononcé en faveur d’une économie verte à l’hydrogène.

Des projets hydrogène sont développés en Amérique du Nord, en Europe, au Japon, en Corée, en Australie, en Amérique du Sud, et de façon embryonnaire en Chine et en Inde. La plupart des véhicules fonctionnant à l’hydrogène opèrent avec des piles à combustible, mais BMW et Mazda ont convertis des moteurs à essence en moteur à hydrogène (de beaux V-12 pour BMW et des moteurs rotatifs pour Mazda).

Les plus grands constructeurs automobiles que sont Toyota, Honda, Daimler, General Motors et Hyundai/Kia sont déjà très engagés sur la voie d’une production commerciale de voitures fonctionnant à l’hydrogène. Honda à montré sa première chaine de montage prototype pour des piles à combustible l’année dernière ; Daimler a lancé la sienne cette année ; Hyundai/Kia prépare la sienne pour 2012, et Toyota, qui sera probablement le principal acteur de cette aventure, sera prêt en 2015, avec quelques exemplaires en avant première puis des milliers qui suivront, selon une courbe qui sera indéniablement ascendante.

Comme pour le gaz naturel, l’hydrogène peut être utilisé comme carburant automobile moyennant certaines modifications du moteur. Mais les constructeurs considèrent que les piles à combustible sont meilleures, plus efficaces, silencieuses, et une source d’énergie propre pour le transport. Elles fonctionnent un peu comme une batterie, à la différence prêt que leur carburant est renouvelé constamment puisque réagissant électro-chimiquement avec l’oxygène de l’air pour créer de l’électricité qui fera fonctionner le moteur électrique.

Aujourd’hui, ce type de véhicule est fabriqué à la main et est donc cher, jusqu’à un million de dollars pièce. Mais les coûts seront abaissés dès lors que les productions en série débuteront : Toyota prétend qu’il provoquera un véritable choc chez ses confrères constructeurs lorsqu’il révèlera ses chiffres de réduction de coût une fois lancée sa production commerciale. Cette réduction de coût pourrait atteindre 90% pour les piles, élément principal de la transmission.

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Dans ses plus récentes analyses, le Département de l’énergie américain a estimé que, avec une technologie de 2010 et pour un volume de production de 500 000 unités, le coût de production pour une pile de 80 kilowatts reviendrait à 57 dollars le kilowatt. Avec les avancées technologiques attendues, le coût devrait descendre à environ 47 dollars/kW d’ici à 2015, se rapprochant ainsi des objectifs du Département qui sont de 30 dollars/kW, une estimation qui correspond plus ou moins au coût de fabrication actuel des moteurs à essence.

Pour ce qui est du coût du carburant hydrogène, il n’y a pas de chiffres précis mais les Etats-Unis espèrent que ce coût sera de 2 à 3 dollars le kilogramme d’ici à 2018 (un kilogramme d’hydrogène possède sensiblement la même énergie qu’un gallon d’essence, soit un peu moins de 5 litres , ndt). Les piles à combustible étant près de deux fois plus efficaces comme moteur à combustion interne, le coût effectif par unité de distance serait réduit de moitié.

L’Amérique a traditionnellement toujours été à la pointe de la recherche et du développement dans ce domaine ; mais l’hydrogène a été ces dernières années quelque peu abandonné, le résultat d’actions de lobbying intense en faveur d’autres alternatives. Certains groupes très influents prétendent que les hybrides avec branchement électrique, les véhicules fonctionnant avec batterie et les voitures au biodiesel correspondent mieux au marché avec des technologies moins chères que l’hydrogène et les voitures à piles à combustible.

C’est le choix qui a été adopté par l’administration Obama, provoquant ainsi dans le courant de l’été l’embarras du nouveau Secrétaire à l’énergie, Steven Chu, ancien prix Nobel de physique. Chu a décidé une coupe de 130 millions de dollars dans les budgets dédiés aux technologies de l’hydrogène et des piles à combustible pour 2010. Ceci a provoqué une vive réaction de la part de différents groupes tels que le Union of Concerned Scientists ( Union des scientifiques inquiets , ndt), le Conseil National pour la Recherche, des associations faisant la promotion de l’hydrogène et des piles à combustible, et même de l’American Lung Association ( Association américaine du poumon , ndt) et des constructeurs automobiles. Ils ont tous reçu un large soutien de la part du Congrès et tout ceci pourrait bien se conclure par l’annulation de cette décision.

Il faut remarquer que ceux qui soutiennent l’hydrogène ne s’opposent pas aux voitures fonctionnant avec des batteries, et ils considèrent les bio-carburants comme une autre source renouvelable d’hydrogène. Mais compte tenu du poids des batteries électriques, de leurs limites, leur coût, entre autres considérations, elles leur semblent mieux adaptées pour les petites voitures dites citadines, utilisées pour les courtes distances. De toute façon, les voitures à l’hydrogène peuvent inclure des batteries dans une configuration hybride, leur permettant ainsi de couvrir les 300 miles d’autonomie exigés par les consommateurs.

Un grand nombre de laboratoires travaillent sur une meilleure production d’hydrogène à moindre coût, les méthodes de stockage, ainsi que sur les moyens de faire baisser les coûts et d’augmenter la durabilité des piles. Ces défauts étant source de grande inquiétude.

De plus, il faut prévoir de construire des infrastructures spécifiques au carburant hydrogène. Les dépenses induites sont importantes, mais certainement pas plus que de maintenir les infrastructures de production d’énergie fossile actuelles. Ces nouvelles infrastructures serviront dans un premier temps comme station de regroupement ou de corridors dans les zones métropolitaines qui s’élargissent progressivement. Des projets sont déjà à l’œuvre dans les zones métropolitaines de Los Angeles et de New York, et aussi de façon significative au Japon. A Tokyo, plus d’une douzaine des plus importantes sociétés énergétiques se seraient regroupées pour encourager la création d’une usine nationale de production d’hydrogène d’ici à 2015.

La révolution de l’hydrogène a débuté, mais à petits pas. L’hydrogène n’est pas la seule arme disponible pour combattre le réchauffement climatique, mais elle en constitue un élément essentiel, au sens le plus pur du terme.

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