« Ce sujet revêt une dimension politique qui n’échappe à personne », précise de prime abord Gérard Longuet, premier vice-président de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques. Le sénateur LR de la Meuse, qui présentait ce 18 mai les conclusions de sa note scientifique portant sur les « modes de production de l’hydrogène » n’ignore pas en effet, les convoitises que suscite l’élément, découvert en 1520 et aujourd’hui présenté par certains comme un élément clef pour, à terme, décarboner nos modes de transports.
Signe que le sujet est étudié à la plus haute échelle, l’hydrogène occupe une place importante dans le plan de relance du gouvernement, censé venir compenser les effets de la crise économique et sociale engendrés par la pandémie. « Les chiffres annoncés sont spectaculaires, avec la mise à disposition de sept milliards d’euros étalés de 2020 à 2030, avec une première partie engagée dès 2020 », détaille Gérard Longuet. « Le sujet passionne, ce qui prouve que la France a une culture de techniciens et d’ingénieurs », se réjouit le sénateur.
Un vecteur d’énergie et non une source
Car sur le papier, l’hydrogène peut apparaître comme une panacée. C’est l’élément le plus abondant de l’univers, et sa combustion n’émet pas de CO2, uniquement de l’eau. Mais du fait de sa très grande légèreté – 11 fois plus léger que l’air – sa présence sur Terre sous forme moléculaire est la plupart du temps couplée à d’autres éléments. 60 % des molécules terrestres contiennent de l’hydrogène.
Pour l’utiliser ou le stocker, il est donc avant tout nécessaire de le produire, en l’isolant des autres éléments auxquels il est rattaché. L’hydrogène est donc un vecteur d’énergie, et non une source, à l’image du pétrole, du vent ou de la force hydraulique. Un premier paradoxe apparaît alors. Bien qu’une fois récupérée, sa combustion n’émet pas de CO2, avant d’arriver à cette étape, les méthodes actuelles de production de l’hydrogène reposent massivement sur les énergies fossiles, grandes émettrices de gaz à effet de serre.
Une énergie encore émettrice de gaz à effet de serre
« Dans le plan de relance, l’idée est d’arriver à avoir sept ou huit gigawatts de puissance installée concernant l’hydrogène. C’est une quantité considérable par rapport à la puissance actuelle. Sur le million de tonnes d’hydrogène actuellement produit en France, seulement 50 000 tonnes le sont de manière décarbonée. Il faudrait donc multiplier ce chiffre par 20 », analyse Gérard Longuet.
Et c’est là que repose le principal défi pour l’hydrogène. Comment arriver à le produire de manière propre ? Le million de tonnes d’hydrogène produit par an en France dépend à 97 % du méthane ou des hydrocarbures, entraînant le rejet de 8 millions de tonnes de CO2 dans l’atmosphère.
Soit 2 % de la production humaine de CO2 française, un chiffre non négligeable, qui fait dire à Gérard Longuet que « la production d’hydrogène, si elle continue dans sa forme traditionnelle, est insupportable car elle est émettrice de CO2 dans des conditions inacceptables ».
Quelles solutions ?
Mais bien qu’encore minoritaires, il existe bel et bien des méthodes de production de l’hydrogène neutre en termes de rejet dans l’atmosphère. La note de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques, dont Gérard Longuet est l’auteur, précise ainsi « qu’il existe des dizaines de techniques de production d’hydrogène sans recours aux hydrocarbures ».
Parmi ces techniques de production neutres, Gérard Longuet s’est longuement attardé sur les différentes formes d’électrolyse, une décomposition chimique obtenue par le passage d’un flux électrique. Une méthode « d’autant plus séduisante que la France a une culture de l’électricité », juge le sénateur.
Electrolyseurs alcalins, à oxydes solides ou à membranes échangeuses de protons… Derrière ces termes complexes, différentes méthodes qui laissent espérer une production de l’hydrogène plus respectueuse de l’environnement. D’autant que « la France est parfaitement équipée d’entreprises compétentes sur ces trois volets de l’électrolyse », croit Gérard Longuet. Ce dernier regrette néanmoins qu’un autre système, reposant sur une « torche plasma », développé par l’école des Mines de Paris, soit aujourd’hui exploité par une société américaine.
Avec des difficultés persistantes
Les systèmes par électrolyse ne sont cependant pas non plus exempts de contraintes. La consommation énergétique reste considérable, même si elle varie en fonction des différentes techniques d’électrolyse. A titre d’exemple, la méthode de l’électrolyseur alcalin consomme cinq fois plus d’énergie qu’elle n’en produit.
Avec la méthode par électrolyse, « il faut en moyenne 55 kilowattheures pour produire 1 kg d’hydrogène. Si l’on voulait étendre ce mode de production au million d’hydrogènes produit en France chaque année, il faudrait quatre centrales nucléaires dédiées uniquement à la production d’hydrogène », analyse Gérard Longuet. Lui faisant qualifier la production d’hydrogène uniquement par électrolyse comme « chimérique » dans un futur proche.
Autre complexité, celle du stockage. « L’hydrogène, est, je ne dirai pas sournois, mais habile. Et sa logistique est extrêmement complexe à maîtriser », avertit le sénateur.
Quelles déclinaisons ?
Car l’enjeu majeur concernant le débat autour de l’hydrogène est l’usage que l’on peut en faire. Pour certains, l’élément chimique est une solution pour rendre nos modes de transports, voitures, trains… plus propres.
Mais du fait des difficultés de production et de stockage, Gérard Longuet recommande pour l’instant de limiter son usage « à la mobilité lourde, comme les trains, les péniches, les bateaux », possédant l’espace nécessaire pour accueillir un réservoir à hydrogène.
Pour les véhicules individuels, un problème majeur se pose, celui du réseau de station à hydrogène. Et Gérard Longuet, qui se présente comme un « passionné d’histoire et d’automobile », n’a pas hésité à rappeler qu’en France, « la généralisation des pompes automatiques date des années 1960, et pendant des décennies, les gens se sont contentés de bidons récupérés dans des conditions inadéquates. Or si on veut développer l’hydrogène, cette question de la logistique se pose et interroge ».
Face à ces réalités, l’ancien ministre aujourd’hui sénateur appelle à continuer la recherche dans le domaine, et se félicite des moyens dépensés en ce sens. Tout en avertissant du « risque de trop se disperser, et de se lancer dans des initiatives sans lendemain ». Avec ce rappel « il ne faut pas oublier cette réalité que la physique ignore tout des opportunités d’actualité, récupérées par des hommes politiques fascinés par Jules Verne, qui dans l’Île Mystérieuse avait écrit : ‘je crois que l’eau sera un jour utilisée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène qui la constituent fourniront une source de lumière et de chaleur inépuisable’ ».
