Les faces cachées de l’hydrogène

Dans une tribune, l’ancien patron de la CRE (Commission de régulation de l’énergie) dénonce les limites et les dangers de l’hydrogène.

Ancien directeur de la COGEMA, patron du Corps des Mines de 1993 à 1997 et président de la CRE (Commission de régulation de l’énergie) de 2000 à 2006, Jean Syrota demeure une référence dès que l’on évoque la politique énergétique de la France. Ce grand défenseur du nucléaire a réagi à notre dossier consacré à la “Relance verte”, notamment à la séquence consacrée au développement de l’hydrogène en région.

Nous publions en intégralité son passionnant témoignage.

« Depuis une dizaine d’années, à coup de normes, de réglementations, de défiscalisations et de subventions massives, les transports sont fortement incités à fonctionner à l’électricité et, de fait, la conversion commence ; des investissements considérables sont programmés chez les constructeurs de véhicules et de batteries, ainsi que pour la mise en place de bornes de recharge.

Mais le vent tourne : l’hydrogène est désormais le Graal : ressource illimitée, absence de pollution. Actuellement, il est produit pour l’essentiel à partir d’hydrocarbures en même temps que du gaz carbonique, participant ainsi au réchauffement climatique. Il sera donc fabriqué par électrolyse de l’eau, ce qui est un procédé plus onéreux, en utilisant de l’électricité décarbonée, c’est-à-dire hydraulique, éolienne, photovoltaïque et nucléaire vraisemblablement.

L’hydrogène a été découvert il y a plus de deux siècles et il est utilisé dans l’industrie depuis fort longtemps. Ses propriétés physiques sont donc bien connues, comme ses avantages et ses inconvénients, mais ces derniers sont largement escamotés dans la publicité qui lui est faite. Si sa réaction avec de l’oxygène produit de l’eau et beaucoup d’énergie, il faut encore plus d’énergie pour l’extraire de l’eau. Il a une faible densité, donc le comprimer, le transporter, le stocker et le livrer à l’utilisateur coûte cher. Il est très dangereux, car il explose facilement, donc son utilisation doit respecter des règles de sécurité très contraignantes. 

Il faut beaucoup d’énergie pour le produire. L’hydrogène se combine à l’oxygène pour former de l’eau et dégager de l’énergie. Ce qui est recherché, c’est l’opération inverse : décomposer de l’eau au moyen d’électrolyseurs avec de l’électricité décarbonée ; l’hydrogène une fois rendu chez l’utilisateur produirait de l’eau et de l’électricité dans une pile à combustible. Autrement dit, l’électricité serait d’abord consommée pour faire de l’hydrogène qui, ensuite, permettrait de refaire de l’électricité.

Cette économie circulaire se paie malheureusement cher en énergie : il faut multiplier les rendements de l’électrolyse par celui de la pile à combustible, sans oublier ceux, intermédiaires, de la compression et du transport. Au total, même en tenant compte des progrès possibles, il n’est guère envisageable que le rendement soit supérieur à un tiers. Autrement dit, le transport par véhicules à hydrogène consommera au minimum trois fois plus d’électricité que le transport par véhicules électriques.

Il coûte cher. Pour recharger les véhicules électriques, il est nécessaire de construire des bornes dans l’espace public ; la plupart des points de recharge seront localisés dans des espaces de stationnement privés et ils ne coûtent pas très cher, parce que l’électricité est disponible un peu partout.  Il n’en va pas de même pour l’hydrogène qui ne peut guère être livré que dans des stations de recharge en nombre comparable à celles des pétroliers. Pour avoir une autonomie convenable, l’hydrogène sera stocké dans les véhicules à une pression de 700 bars. Comme il est peu vraisemblable d’irriguer le territoire avec des gazoducs supportant une telle pression, il faut prévoir dans les stations-service une compression, voire une production, ce qui en fait des outils industriels complexes. On parle aujourd’hui d’un million d’euros par station, et l’expérience montre que ce genre d’estimation est généralement sous-évaluée ; il faudrait des milliers de stations pour alimenter les voitures à la place des carburants pétroliers, moins pour les autres véhicules.

Il faut tenir compte des investissements dans les usines d’électrolyse, la compression et le transport de l’hydrogène, la production supplémentaire de l’électricité, les surcoûts de l’hydrogène et des véhicules, sans oublier le prix de l’assurance et les divers frais d’exploitation. Aucun calcul, même optimiste ne permet de trouver un intérêt économique à cette solution, en comparaison avec la propulsion électrique. Mais quand on aime, on ne compte pas …      

Il est très dangereux. Contrairement aux considérations économiques qui sont subjectives, les propriétés physiques de l’hydrogène sont incontestables ; sa plage d’explosivité est très large, bien plus large que celle du gaz naturel et il suffit de très peu d’énergie pour que l’explosion survienne. La molécule d’hydrogène est très petite, ce qui lui permet, sous pression, de traverser des porosités ou des microfissures par lesquelles l’eau ou d’autres gaz ne passeraient pas. Sa faible densité le conduit à monter, et c’est pour cela qu’il a servi à gonfler des dirigeables, mais quand il est émis en atmosphère ouverte, il commence par se diffuser dans l’air. Les industriels savent gérer ces problèmes, ce qui n’a pas empêché de graves explosions de se produire de temps à autre.

Mais utiliser l’hydrogène dans les transports, sous des pressions aussi énormes que 700 bars, très rarement pratiquées dans l’industrie, pose des problèmes nouveaux, notamment parce que les véhicules ne seront pas entre les mains de spécialistes de la gestion de l’hydrogène. Des fuites d’hydrogène peuvent survenir sur tout ce qui est sous pression. Lors du remplissage du réservoir du véhicule, des pièces mobiles subissent des frottements et s’usent, si bien que des fuites peuvent se produire après un certain nombre de connexions et de déconnexions. Malgré l’entretien préventif, compte tenu du grand nombre de véhicules concernés, en milieu confiné des explosions dévastatrices se produiront inévitablement. C’est pourquoi, devront être interdits le stationnement des véhicules à hydrogène dans des milieux confinés ainsi que la traversée de tunnels d’une certaine longueur. »