Moteurs thermiques et électriques non conventionnels - Technologies innovantes

On assiste à une explosion de projets industriels sur le dihydrogène aux quatre coins de la planète soutenus massivement par les États depuis quelques années. L’un des intérêts du dihydrogène est d’être décarboné et de stocker simultanément de l'énergie et de produire de l'électricité. Il est de plus transportable, sous réserve d’un strict protocole de sécurité, sous forme liquide et gazeuse, à condition que la distance entre le lieu de production et le lieu d’utilisation ne soit pas trop éloignée afin de ne pas obérer son cycle de vie.

Cette transition se heurte à de nombreux défis car l’infrastructure pour le transport, le stockage et la sécurité de l’hydrogène demeure un verrou à mettre sous contrôle de même que son coût de production.

Le dihydrogène conventionnel est usuellement fabriqué par gazéification du charbon de bois, de la biomasse, par vaporeformage du biogaz et dans une moindre mesure par électrolyse de l’eau. L’hydrogène est largement utilisé comme matière première pour la fabrication de l’ammoniac, des engrais et de méthanol. Il sert aussi de réactif dans les processus de raffinage du pétrole brut. Les industries fortement émettrices de CO ₂ dont la métallurgie et la verrerie sont en première ligne pour tenter de réduire significativement l’empreinte carbone. L’utilisation de l'hydrogène, en dehors du cadre industriel dans lequel il est aujourd’hui employé avec des protocoles sévèrement réglementés, pose toutefois de sérieux problèmes de sécurité en raison des risques névralgiques de fuites, de feux, d’incendies et d’explosions. La génération du stockage de l’électricité dans les batteries électriques est elle aussi à surveiller de près, car les batteries génèrent des gaz inflammables potentiellement à l’origine de feux ou d’explosions, l'hydrogène induisant bien sûr des scénarios aux conséquences plus graves du fait de l’extrême légèreté de cette molécule.

Cependant, l’hydrogène dans les mobilités constitue une piste très investiguée en recherche appliquée. Un panorama des machines à hydrogène et oxygène doit donc être établi en distinguant les usages différenciés des piles à combustibles et des moteurs à pistons en fonction de leur domaine d’application.

Il existe cinq voies prioritaires pour décarboner les transports : l’électricité, l’hydrogène, l’hydrogène additivé ou enrichi, les carburants gazeux tels que la biométhanisation et ses dérivés avec la biomasse, et les carburants synthétiques obtenus en combinant de l’hydrogène avec du CO ₂ . La molécule de dihydrogène inscrite désormais dans la révolution énergétique décarbonée des machines de conversion d’énergie est à manipuler avec une extrême prudence...