Introduction à l

Dossier technologique

Introduction à l ’hydrogène

Après trois siècles de leadership, le pétrole pourrait bientôt se voir détrôner par l’hydrogène. Une énergie inépuisable, presque gratuite,renouvelable et propre, qui devrait mener vers un total changement de civilisation… A condition de savoir produire ce précieux gaz…
Un jour, le pétrole viendra à manquer. D'ailleurs, depuis les années 70, les experts se perdent en conjectures sur le calendrier des réjouissances: d'ici à 2020-2030, selon certains, autour de 2010, pour les plus pessimistes.
Considéré comme l'élément chimique le plus petit et le plus simple, ce gaz invisible qu’est l’hydrogène, incolore et inodore se veut également, et surtout, l ’un des plus répandu dans l'univers.
Une solution idéale, à condition de dépasser un obstacle de taille. Car, bien qu'inépuisable, l'hydrogène ne se laisse pas aisément capter.
Dans la nature, il se veut toujours jumelé à un autre élément chimique. Le procédé visant à le séparer des autres atomes est hautement complexe et périlleux à reproduire.
Voilà pourquoi les technologies autour de l'hydrogène tardent à aboutir.
Après des années de recherche, certaines techniques comme l'électrolyse donnent de bons résultats et permettent d'imaginer un futur tout-hydrogène. Ce qui permet à certains précurseurs de l'exploiter déjà, telle la Nasa pour propulser la navette spatiale, ou Reykjavik, la capitale islandaise, dont les groupes électrogènes municipaux fonctionnent grâce à ce « combustible de l'avenir ».
Et ce n'est qu'un début tant les perspectives laissent rêveurs… Quand les technologies seront au point.

Horizon 2010 - 2030: ce que l ’hydrogène pourrait changer

Du courant presque gratuit
Dans chaque foyer, une Minicentrale hydrogène, qui produit de l'électricité à partir d'eau. Résultat: s'éclairer devient pratiquement gratuit.
Une planète confortable
La production, comme l'exploitation de l'hydrogène, ne produit aucun résidu polluant ou toxique. Les spécialistes considèrent donc son utilisation à grande échelle comme une probable solution aux difficultés écologiques du moment et envisagent même la réduction totale du trou de la couche d'ozone en vingt ans.
Un monde sans troubles respiratoires
Avec l’hydrogène, l’air pur revient au cœur des villes. Les bâtiments et matériaux cessent de se dégrader sous les coups du monoxyde de carbone , et les maladies liées à la pollution, décroissent rapidement. Une avancée sanitaire qui permet aux services sociaux de réaliser de fortes économies.
Des chauffages vraiment économiques
L’hiver, chacun utilisera un chauffage à hydrogène: il s’alimente à partir de l’eau qu’il produit pour son fonctionnement. Pour une dépense quasi nulle. Certains spécialistes réfléchissent déjà à des appareils qui pourraient fonctionner en n’importe quel lieu habité du globe.
Des bus beaux et écolos
Pour les transports en commun, l’hydrogène s’avère idéal: les véhicules ainsi conçus produisent leur propre énergie et ne rejettent dans l’air qu’une inoffensive vapeur d’eau, par ailleurs excellente pour la verdure. Leur conception permet aussi de donner des formes originales à leurs carrosseries: ce que testent déjà certains quartiers de Chicago desservis par des bus aux lignes artistiques fonctionnant à l’hydrogène.
Des bateaux qui aiment l’eau
L’hydrogène représente aussi un débouché intéressant pour l’industrie maritime. Laquelle envisage des modèles de bateaux qui protégeraient la mer: la fin des dégazages sauvages qui dégradent l’écosystème marin. Et l’arrêt également des marées noires: on met un terme au transport du pétrole devenu obsolète…
La fin des embrouilles ?
Avec la fin du pétrole, les heurts entre pays de l’OPEP et monde occidental se dissolvent. Plus de guerres du pétrole et de crises existentielles autour du tarif du brut. C’est d’ailleurs la portée géopolitique du développement de l’hydrogène, que chaque peuple peut produire de façon autonome. Sous le signe du développement durable.

Généralité sur la motorisation

A la recherche de la motorisation du futur

L’industrie automobile travaille intensivement sur de nouveaux concepts de motorisation, qui doivent permettre de se déplacer en respectant autant que possible l’environnement et en utilisant des énergies renouvelables.

Véhicules électriques
Les recherches entreprises pour trouver une motorisation respectueuse de l’environnement, ont commencé par le développement de véhicules électriques avec batteries de plus en plus puissantes. Inconvénients: capacité de stockage limitée, prix des batteries ainsi que leur poids.
Véhicules hybrides
Les conditions se présentent sous un jour beaucoup plus favorable pour les véhicules hybrides.
Tous les véhicules hybrides commercialisés sont équipés à la fois d’un moteur électrique et d’un moteur à essence, la puissance respective des deux moteurs pouvant varier très fortement d’un véhicule à l’autre selon la combinaison retenue.
Des prototypes utilisant, en plus du moteur électrique, un moteur diesel, au gaz naturel ou – c’est nouveau – à air comprimé ont déjà été exposés dans des salons automobiles
D’autres concepts misent sur les supercondensateurs à la place des batteries. Ces accumulateurs présentent, entre autres, l’avantage de pouvoir être rechargés rapidement et de récupérer plus d’énergie de freinage que les batteries.
Véhicules à entraînement conventionnel
Le moteur à combustion a aussi un potentiel d’optimisation.
Ceci est démontré, par exemple, par le projet Palois de l’EPF Zürich, soutenu par l’Office Fédéral de l’Energie: grâce à la mise en œuvre de diverses mesures, le groupe de recherche zurichois est parvenu à réduire de moitié (3 litres par 100 km) la consommation d’essence.
Des voitures diesel consommant 3 litres d’essence sont déjà en vente.
Véhicules à pile à combustible
Ces dernières années, il est apparu que la pile à combustible pouvait aussi être utilisée comme générateur d’électricité embarqué pour alimenter le moteur électrique et accroître ainsi l’autonomie du véhicule.
La plupart de ces véhicules utilisent de l’hydrogène comme source d’énergie pour la pile à combustible. D’autres utilisent du méthanol, qui est transformé en hydrogène au moyen d’un « reformer » embarqué.
La commercialisation de tels véhicule nécessite toutefois encore quelques années de développement et d’essais.
Ce sont les grands groupes allemands qui considèrent l’hydrogène comme un combustible propre pour les voitures à moteur à combustion

Exemple de véhicule à hydrogène: le prototype HydroGen 3

L’unité de piles à combustible complète est groupée dans un module, sous le capot

Une large utilisation de ces véhicules présuppose la mise en place d’un réseau de stations-service distributrices d’hydrogène. Cela est aussi valable pour les véhicules équipés d’une motorisation à air comprimé.

Le potentiel de l’hydrogène en particulier est porteur de beaucoup d’espoir

Quelques exemples

De nombreuses sociétés des domaines de l’industrie et de la technologie notamment, pourraient être intéressées par ce site, avec, par exemple:

Les sociétés pétrolières qui recherchent actuellement à développer des énergies « propres » (ex: Shell Gas)
Les constructeurs automobiles poursuivant ces mêmes objectifs (ex: MG avec la recherche et le développement de véhicules à hydrogène, voir étude annexe)
Le nouvel Hydropôle-Suisse à Monthey (hydrogène)
Les forces motrices valaisannes (utilisation des surplus d’électricité)
L’usine d’Alcan à Sierre (aluminium et hautes technologies)
Les hautes écoles valaisannes (HEV)
L’école d’ingénieurs de Sion
L’association e’mobile (Lausanne)
Divers

Des écoles et centres d’études tels que le Technicum de Bienne (solaire) et les écoles polytechniques fédérales pourraient y trouver un terrain d’exploration et d’expérimentation idéal à leurs recherches.

Il est bien clair qu’une zone industrielle seule ne suffirait pas à intéresser les milieux concernés; par contre, le circuit en tant qu’instrument de travail et laboratoire de développement remplit ce rôle.