Arts&MétiersMag - N°424 - Février 2021 - 43

Conteneur de stockage d'électricité,
couplant électrolyseur réversible et
haute température. Ce prototype a
été développé par la société Sylfen.
Une version plus avancée sera testée
sur site en Italie dans le cadre du
projet européen Reflex.

PHOTO F. DUNOUAU / ENGIE

DOSSIER HYDROGÈNE

Recherche

Les voies du «vert»

Bien des étapes ont été franchies pour faire de l'hydrogène un gaz vertueux. Mais il reste encore à améliorer son
efficacité et diminuer ses coûts de production. C'est la mission des chercheurs de l'Engie Lab Crigen à Stains.

TRANSPORT ET STOCKAGE, L'AUTRE ÉQUATION
Parallèlement à l'amélioration du rendement de production
d'hydrogène et à l'abaissement de son coût de production,
le centre de recherche de Stains travaille sur les problématiques du stockage et du transport, hors gazoduc. «À l'état
gazeux, la molécule d'hydrogène est à la fois la plus dense
énergétiquement par unité de masse et la moins dense par
unité de volume. Son stockage est forcément volumineux à
de faibles pressions, déclare Stéphane Hody. Plus on veut

PHOTO DR

roduire de l'hydrogène à partir d'électricité «verte» à
l'aide du procédé de l'électrolyse de l'eau est plus simple
à dire qu'à faire. Stéphane Hody (Li. 196), expert des
piles à combustible au sein du lab hydrogène d'Engie Lab
Crigen à Stains, s'en fait le pédagogue : «Aujourd'hui, cette
opération est réalisée à basse température mais son rendement
est limité (70 %) : avec 1 kW d'énergie électrique entrante,
on produit 0,7 kW sortante sous forme d'hydrogène. En
revanche, la même opération réalisée à haute température
permet d'atteindre un rendement de 100 %. Mais, revers de
la médaille, son coût de production est plus élevé.»
Son laboratoire explore d'autres voies de production d'hydrogène «vert», comme la photocatalyse ou la conversion
de la biomasse en hydrogène : «Avec la première, on utilise
directement l'énergie solaire, sans passer par la case électricité, pour casser les molécules d'eau. Avec la seconde, des
procédés bactériologique ou thermochimique transforment
de la biomasse en hydrogène.» Stéphane Hody rappelle que
«le coût de la production d'hydrogène ˝vert˝ est certainement
l'obstacle le plus important à lever».

STÉPHANE HODY
(Li. 196), expert des
piles à combustible
au sein du lab
hydrogène d'Engie
Lab Crigen à Stains.

diminuer le volume de ce gaz, plus il faut le compresser.
Mais cette augmentation de la pression implique des problèmes de sécurité et augmente les coûts.»
Pour pallier ces problèmes, Engie explore d'autres pistes, en
s'engageant par exemple dans le projet le recherche européen Hycare sur le stockage de l'hydrogène sous forme solide
- d'hydrure métallique précisément, sous des pressions
faibles (30 bars, contre 200 bars classiquement sous forme
gazeuse). «Avec cette technologie, on pourrait, à volume
identique, stocker trois fois plus d'hydrogène à 30 bars que
dans des bouteilles à 200 bars.»
Une autre alternative pour le stockage et le transport existe :
la transformation de l'hydrogène en d'autres molécules liquides, plus faciles et sûres à transporter. Par exemple, on
peut hydrogénéiser de l'azote pour produire de l'ammoniac,
ou produire à partir de CO2 et d'hydrogène des liquides tels
que le méthanol ou l'éthanol. Vecteurs de l'hydrogène, ils
peuvent être utilisés tels quels dans des processus industriels
ou des générateurs électriques, ou bien être retransformés
en hydrogène en aval de la chaîne. D'autres vecteurs à base
de chaînes carbonées sont également étudiés qui permettent
de stocker l'hydrogène sous la forme de liquides non inflammables. Cela permettrait de lever de nombreux verrous liés
à la sécurité de son transport par exemple.
Le lab hydrogène de Stains poursuit également des études
sur les stations-service d'hydrogène pour les véhicules
«lourds», tels que bus, camions ou trains. «Les actions
portent sur le design et l'architecture de ces stations afin
d'abaisser les coûts et d'en améliorer la sécurité, notamment
celui du protocole de remplissage des réservoirs.» D. K.
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N°424 / Février 2021

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