L'hydrogène est en fait l'atome le plus simple et le plus abondant dans l’univers. Son noyau contient une unique particule : un proton. D'après la communauté scientifique, c'est le premier élément qui s'est formé sur terre. L'hydrogène aurait également donné naissance à tous les autres éléments qui composent la matière. On le retrouve donc partout, mais jamais tout seul : il est toujours associé à d'autres éléments (pour le méthane CH4, avec le carbone ; pour l’eau H2O, avec l’oxygène...). Résultat : on doit le produire afin de le faire naître sous forme H2 (les liaisons qui le relient aux autres atomes doivent être cassées) et il faut ainsi le fabriquer avant son utilisation. C'est pourquoi l’hydrogène est un vecteur énergétique (c'est aussi le cas de l’électricité) : il n'est pas lui-même une source d’énergie primaire comme le gaz naturel ou le pétrole.

Après avoir été produit, un de ses atouts importants : il peut générer de l’énergie sans rejeter de polluants. Par exemple, dans une pile à combustible destinée à une auto, l’hydrogène se combine avec l’oxygène de l’air afin de produire de l’électricité en ne rejetant que de l’eau (le produit de combustion). Il s'agit de l’énergie chimique qui est transformée en énergie électrique grâce à une réaction d’oxydation de l’hydrogène et de réduction de l’oxygène. L’ensemble du système, comprenant une pile à combustible utilisant de l’hydrogène et un moteur électrique, présente de nombreux avantages : l’hydrogène stocké dans l'auto alimente la pile qui produit de l’eau et de l’électricité. A son tour, l’électricité alimente un ou plusieurs moteurs électriques qui entraînent les roues. Ce schéma offre donc une pollution locale zéro. D’ailleurs, en observant le bilan global "du puits à la roue", la filière hydrogène génère près de 25% de moins de rejets de CO2 que la filière carburant classique par kilomètre effectué. Et le système offre un bon rendement énergétique : il est deux fois plus élevé que celui d’un moteur à combustion interne.

Mais vous l'avez compris : la pile à combustible, au coeur de nombreuses recherches dans le domaine des énergies renouvelables, nécessite la fabrication d'hydrogène gazeux. Je pointe ici du doigt l'inconvénient suivant : actuellement, 95% de l’hydrogène est produit à partir du gaz naturel et notamment du méthane. Les procédés courants, tel l'oxydation partielle ou le reformage, produisent du dioxyde de carbone (principal gaz responsable du réchauffement climatique) et du monoxyde de carbone... Il est possible d'extraire l’hydrogène d’un grand nombre de matières premières et de sources d’énergie : gaz naturel, charbon, uranium, essence de synthèse, biocarburants, électrolyse de l’eau (eau + électricité provenant de centrales à charbon ou nucléaires).

Ainsi, à l'avenir, il sera important d'utiliser de multiples sources de production non polluantes et des ressources renouvelables (biomasse, électricité issue de l'énergie éolienne et solaire, micro-algues, procédé photoélectrochimique) pour garantir une diversification énergétique et une sécurité d’approvisionnement : l’hydrogène représentera alors un fabuleux potentiel afin de fournir une énergie renouvelable, propre et silencieuse qui alimentera la voiture de demain.

Beaucoup de progrès restent à faire pour améliorer la production de l’hydrogène : il est primordial de trouver des solutions pour en fabriquer de grandes quantités sans engendrer de CO2.

L'hydrogène est-il vraiment propre ?

Synthèse de l'économie de l'hydrogène. La partie supérieure : la production ; la partie inférieure : les utilisations (Source : Commission européenne)