Tourisme, mobilité : l'hydrogène pourrait-il devenir l'énergie "propre" du futur ?

L'hydrogène pourrait-il devenir l'énergie propre du futur, à l'heure où le tourisme et les secteurs de la mobilité (aérien, croisière, autocar) font face à un bashing régulier?

Polluants, générateurs de CO2... ils sont montrés du doigt, alors que l'on voit de plus en plus les effets du réchauffement climatique.

Dans ce contexte, la filière de l'hydrogène apparaît comme une alternative à la transition énergétique.

Mais l'hydrogène, kezako ?

Cette molécule (hydrogène ou dihydrogène : H2) se présente comme un gaz invisible et inodore et entre dans la composition de l'eau et des hydrocarbures.

Comme l'explique l'Agence de l'Environnement et de Maîtrise de l'Energie (ADEME), l'hydrogène présente un intérêt comme « vecteur », c’est-à-dire comme passerelle entre sources primaires d’énergie et des usages finaux.

L'hydrogène qui renferme 3 fois plus d'énergie que l'essence est considéré par certains comme le carburant du futur.

Toutefois le manipuler n'est pas sans risque : la petite taille de la molécule lui permet de s’échapper à travers des ouvertures extrêmement faibles et il est hautement inflammable.

Utilisé comme pile à combustible, pour produire de l'électricité, cette molécule est utilisable comme vecteur d'énergie pour les transports, mais aussi la production d’électricité et le stockage d'énergie. Et avantage non négligeable : la pile à combustible ne rejette que de l'eau.

Autre atout : elle stocke deux fois plus d'énergie qu'une batterie au lithium et dispose donc de plus d'autonomie. Toutefois sa production n'est pas anodine sur l'environnement (voir encadré).

Reste que les usages dans la mobilité sont multiples. Pragma Industries a ainsi conçu un vélo à assistance électrique alimenté par une pile à combustible : le H2 AlphaBike.

D'une autonomie de 150 km, il se recharge en deux minutes seulement.

Christophe Bruniau, le directeur commercial, explique : "le coût d'un tel vélo est encore élevé et puis il y a la problématique des bornes et stations de recharge qui sont aussi coûteuses. Mais le bénéfice au niveau de l'usage est immédiat pour un loueur en terme de temps de charge. Toutefois, nous ciblons davantage les entreprises, les collectivités ou pourquoi pas l'hôtellerie de plein air dotée de flottes de vélos".

Les véhicules - voitures ou autocars - sont également concernés. Déjà à Paris depuis 2015, Hype est la première flotte de taxis à hydrogène au monde. Les constructeurs et toute la filière automobile s'intéressent à la molécule.

Disponible en Europe depuis octobre 2015, la Toyota Mirai a été la première voiture à hydrogène industrialisée à grande échelle dans le monde. Hyundai, BMW, Faurecia ou encore Michelin ont tous des projets en cours.

Les transports collectifs s'y mettent aussi. Un premier bus à hydrogène made in France, conçu par la PME Safra a été livré en juin 2019 et inauguré à Houdain, pour l’agglomération d’Artois-Gohelle, dans le Pas-de-Calais.

Le rail n'est pas en reste. Le groupe français Alstom a lancé le premier train à hydrogène au monde, lundi 17 septembre 2018, dans le nord de l'Allemagne. Objectif : remplacer les trains qui circulent au diesel.

Au Royaume-Uni, le projet HyrdroFLEX a permis, lui, de faire rouler un ancien train électrique Thameslink grâce à un système d'alimentation en hydrogène. Et en France, on attend les premiers trains à hydrogène à l'horizon 2023.

Le maritime s’y intéresse aussi. La pression pour dé-carboner le secteur est forte. Les premières applications concernent les bateaux de croisières à quai. A Marseille, premier port de croisière de France, le sujet est récurrent.

Actuellement des travaux sont menés sur des groupes électrogènes à hydrogène qui alimenteront le bateau à quai afin qu'il évite de faire tourner ses moteurs lorsqu'il est amarré au port.

Là aussi, le monde des start-up est en ébullition. Aux Etats-Unis, la jeune pousse Golden Gate Zero Emission Marine (GGZEM) a l'ambition de construire une flotte de ferries fonctionnant à l’hydrogène.

En France, c'est le projet d'une vingtaine d’étudiants en 4e et 5e années des Arts et Métiers à Aix-en-Provence qui a vu le jour. Ils ont développé depuis septembre 2018 un prototype de bateau fonctionnant à l’hydrogène.

Enfin le secteur aérien, pointé du doigt pour son impact sur l’environnement, est également engagé dans la filière.

Un peu comme pour la croisière, les solutions les plus avancées ne concernent pas le moyen de transport lui-même, mais l'aéroport avec tout ce qui touche à la mobilité au sol : taxing, transport des bagages et des passagers dans les avions.

Le projet Hyport, porté par la région Occitanie, illustre cette évolution. Il vise à développer des équipements de production et de distribution d'hydrogène vert (à partir d'énergies renouvelables) sur les aéroports de Toulouse-Blagnac (dès début 2020) et Tarbes pour les véhicules de piste, mais aussi les particuliers.

Pour Olivier Savin, directeur technique systèmes chez Dassault Aviation, les aéroports et les plus petits aérodromes peuvent devenir les "nœuds énergétiques de demain" car "une station à hydrogène n'a de sens que si elle est rentable et l'exploitation multimodale apparaît comme une solution".

Concernant l'aviation plus directement, plusieurs applications sont possibles : "d'une part, l'hydrogène comme combustible dans les turbines pour assurer la propulsion de l'appareil mais il faudrait alors développer de nouveaux appareils.

D'autre part, l'utilisation de piles à combustibles pour traiter certains des appareils de bord notamment dans le cockpit, ou des systèmes auxiliaires (cuisine, chauffage et climatisation, ndlr) qui eux peuvent s'adapter aux avions existants", ajoute Olivier Savin.

Déjà des drones volent à l'hydrogène et de petits avions 4 places devraient décoller à l'horizon 2025. "L'avion électrique ne peut être envisagé avec une batterie au lithium, l'autonomie est bien trop réduite. L'aviation électrique passera par l'hydrogène. D'ailleurs la flotte de petits avions est vieillissante et son renouvellement passera par là", affirme encore le spécialiste de Dassault Aviation.

L'entreprise singapourienne HES Energy Systems travaille actuellement sur le projet Element One qui pourra transporter jusqu'à quatre passagers sur des distances pouvant aller de 500 à 5 000 km. Le premier prototype de cet appareil devrait voir le jour en 2025.

De quoi entrevoir un avenir un peu plus vert ?

Reste une épine dans le pied de l'hydrogène : 95% de cette molécule est produite aujourd'hui à partir d’hydrocarbures (pétrole, gaz naturel et charbon), solution la moins coûteuse.

La production d’hydrogène émet ainsi plus de 11 millions de tonnes de CO2 par an, ce qui représente près de 3% des émissions de CO2 en France et près de 26% des émissions de CO2 du secteur de l’industrie en France, selon les données du Plan de déploiement de l’hydrogène lancé le 1er juin 2018 par Nicolas Hulot, ancien ministre de l'écologie.

Avec l’accroissement de la production d’électricité à partir d’énergies dé-carbonées, notamment renouvelables, la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau et son utilisation dans le cadre de la transition énergétique sont à l’étude. Mais cette technique est pour l'heure plus onéreuse.

Le verdissement des modes de production d’hydrogène est donc un enjeu majeur pour réduire les émissions de CO2. L'objectif de ce plan est justement de créer une filière dé-carbonée.

Pour Philippe Boucly, président de l'Association française pour l'hydrogène et les piles à combustibles (Afhypac), le secteur va bouger : "il faut aller vers de l'hydrogène renouvelable et bas carbone afin de dé-carboner les systèmes énergétiques en général et la mobilité en particulier.

Les objectifs du plan lancé par Nicolas Hulot sont repris dans la programmation pluriannuelle de l'énergie qui s'étale sur 10 ans, jusqu'en 2028.

C'est aussi une satisfaction de voir que dans la loi énergie et climat, qui vient d'être votée à l'Assemblée et qui est passé ces jours-ci au Sénat, certains de ces objectifs sont repris.

Cette loi va constituer une avancée majeure pour l'hydrogène. Des objectifs sont fixés à l'horizon 2030 pour que 20% à 40% de l'hydrogène soient dé-carbonés. Egalement, le gouvernement va légiférer par ordonnance pour définir les catégories d'hydrogène : bas-carbone, renouvelable, etc. Il sera aussi mis en place un système de garantie d'origine pour suivre la façon dont l'hydrogène est produit.

Et puis ce qui est important, c'est que l'hydrogène va rentrer dans le code de l'énergie. C'est un vecteur énergétique qui sera considéré au même titre que l'électricité, le gaz naturel ou la chaleur."

Comme le souligne le président de l'AFHYPAC, il y a "une dynamique" qui a commencé un peu avant le plan hydrogène de Nicolas Hulot. "Et désormais, nous sommes dans la mise en oeuvre du plan !"