Illusion : à la poursuite d’une énergie illimitée

L’énergie du futur est-elle pour demain ?

L’illusion d’une énergie illimitée a, depuis la fin de la seconde guerre mondiale, reposé sur la fusion nucléaire, dite l’énergie du futur. Énergie du futur, elle risque de le rester encore longtemps, tant ITER de Cadarache, peine à sortir de terre. Sa mise en service est prévue en 2025 pour ouvrir la voie à la construction, en 2040, de Demo, le prototype industriel. Au regard des difficultés que rencontrent les techniciens du CEA dans la construction du Totamak, on est en droit de douter que les échéances soient tenues. Si nous en venons à évoquer la fusion, c’est qu’elle fait intervenir l’hydrogène, du moins ses deux isotopes, le tritium et le deutérium.

L’hydrogène a le vent en poupe

Aujourd’hui on investit à nouveau dans l’hydrogène : 7,2 milliards d’euros sur 10 ans, dont 2 dans les deux prochaines années, voilà ce que le gouvernement compte créditer pour la recherche à solutionner les nombreux problèmes que posent la production d’H2 ¹. Par ailleurs, la commission européenne a annoncé début juillet la production, par des électrolyseurs, de 1 M de tonnes d’H2 d’ici 2024 et de 10 M de tonnes en 2030. Cet hydrogène sera injecté dans les réseaux de gaz naturel, sera transformé en méthane ou en carburants liquides, servira à produire de l’électricité dans les piles à combustible ou comme vecteur de stockage d’énergie solaire et éolienne. Tout cela est parfait. En théorie du moins, car en pratique les choses ne sont pas si simples.

Comment produit-on l’H2 ?

En effet la molécule de dihydrogène, appelée hydrogène, n’existe pas à l’état naturel sur Terre. L’hydrogène ne se rencontre que sous des formes combinées avec d’autres atomes : dans l’eau, dans les sulfures, dans le méthane ou encore dans les hydrocarbures.

Aujourd’hui, 95% de l’H2 utilisé par l’industrie (raffinage du pétrole, fabrication de plastique, sidérurgie, chimie des engrais, …) sont produits à partir des fossiles (gaz naturel, pétrole, bois).

• Le procédé le plus courant se fait à partir du gaz naturel. Soumis à de la vapeur d’eau élevée à de très hautes températures, les atomes de CH4 se dissocient pour créer du H2 et du CO2. Ce procédé se nomme le reformage.
• Un autre procédé est la gazéification du charbon de bois (composé de carbone et d’eau). Brûlé à 1200/1400°C, le bois libère des gaz qui vont former du H2 et du CO.

Les limites de ces procédés apparaissent tout de suite : ils utilisent des sources fossiles et sont très énergivores. De plus, la production de l’H2 par ces procédés représente plus de 2% des émissions de GES. C’est pourquoi l’électrolyse fait aujourd’hui consensus.

L’électrolyse, la solution miracle

Vite dit, l’électrolyse consiste à décomposer de l’eau par un courant électrique. Le problème de l’électrolyse est que ce procédé nécessite une grande quantité d’électricité. Donnons un ordre de grandeur : si nous devions produire par électrolyse l’H2 aujourd’hui utilisé dans l’industrie, toute l’électricité produite en Europe (3600TWH) ne suffirait pas. Cet hydrogène produit sera essentiellement destiné aux piles à combustible.

La pile à combustible

Une pile à combustible est un générateur qui fabrique de l’électricité grâce à l’oxydation sur une électrode de l’hydrogène, couplée à la réduction sur l’autre électrode de l’oxygène de l’air. La réaction inverse de l’électrolyse en somme. Mais pour que cette réaction d’oxydo-réduction se fasse, il est nécessaire d’employer du platine comme catalyseur, ce qui rend, pour le moment, l’électrolyse trop coûteuse dans l’industrie. En bref, l’électrolyse revient donc à produire de l’H2 avec de l’électricité pour s’en servir comme combustible pour produire… de l’électricité ! C’est la même logique que pour le chauffage électrique : on utilise une source d’énergie (la fission nucléaire, du gaz, du pétrole, la méthanisation,…) pour produire de l’électricité qui servira à chauffer les habitations. L’électricité n’est donc pas une énergie, mais ce qu’on appelle un vecteur d’énergie. C’est le rôle de l’hydrogène dans les piles à combustibles.

L’insoutenable légèreté de l’hydrogène

L’autre grand problème à résoudre pour utiliser l’H2 à grande échelle est sa légèreté (1kg de H2 occupe 11m3). Pour le transporter on doit le liquéfier, soit par la baisse de température, mais l’H2 se liquéfie à -240°C, soit par pression, mais dans ce cas on doit atteindre 700 bars. Atteindre une température de -240°C ou une pression de 700 bars, sont des opérations extrêmement coûteuses en énergie.

Et quand bien même…

Quand bien même l’hydrogène serait une source d’énergie illimitée, ce qu’elle ne sera probablement pas, nous devrions nous interroger sur le pathétique qu’a notre société à rechercher coûte que coûte une énergie inépuisable. Citons Ivan IIlich (Energie et Equité) : « L’utilisation de hauts quanta d’énergie a des effets aussi destructeurs pour la structure sociale que pour le milieu physique. » Plus loin : « Pour que les rapports sociaux soient placés sous le signe de l’équité, il faut qu’une société limite d’elle-même la consommation de ses plus puissants citoyens. »

Nous devons abandonner l’illusion d’une énergie illimitée qui ne ferait que poursuivre l’entreprise de dévastation du monde et d’artificialisation des derniers espaces sauvages, que nous a permis le pétrole. Ce n’est pas vers plus, mais vers beaucoup moins d’énergie que nous devons nous orienter.

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Notes et références

1. Regrettons que ces sommes ne soient pas destinées à aider les installations en agriculture biologique ou bien à l’accueil des migrants.[↩]