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L’industrie des piles à combustible se trouve aujourd’hui dans une phase semblable à celle de l’informatique au début des années 1970, c’est-à-dire à l’aube d’une expansion et d’une prospérité qui durera des décennies.
L’une des plus grandes évolutions industrielles depuis l’informatique est en cours et étonnamment, elle est silencieuse. Si la conquête spatiale avait passionné les médias et les foules, l’arrivée de l’informatique s’était elle aussi faite relativement silencieusement dans les années 1960-1970.
L’hydrogène comme vecteur d’énergie en remplacement du pétrole et d’autres combustibles fossiles est en train de prendre lentement sa place. C’est une excellente nouvelle pour l’économie et pour l’environnement car l’hydrogène est le complément parfait des énergies renouvelables. L’hydrogène produit par électrolyse de l’eau peut être stocké puis être transformé en électricité au gré des besoins par la pile à combustible (fuel cell).
L’histoire de la pile à combustible a débuté par les ouvrages des chimistes Henry Cavendish qui découvrit les principales propriétés de l’hydrogène vers 1760, puis William Grove entreprit des recherches sur l’électrolyse de l’eau.
En 1838, Christian Frédéric Schoenbein, alors qu’il pratiquait l’électrolyse de l’eau observa qu’après la coupure de l’alimentation électrique de l’électrolyseur, un courant inverse transitoire se produisait. Le phénomène inverse de l’électrolyse, c’est-à-dire celui de la pile à combustible était donc découvert. Ce fait resta pratiquement sans suite jusque vers le début des années 1960. A ce moment, la NASA qui préparait le voyage vers la Lune lança un concours pour la fourniture d’un générateur permettant les 8 ou 12 jours d’autonomie en électricité qu’exigeaient les missions lunaires. Les batteries conventionnelles étant beaucoup trop lourdes et les panneaux solaires trop peu performants à l’époque. Les premières piles à combustible mises au point par General Electric équipèrent les capsules Apollo de la NASA.
Aujourd’hui, les piles à combustible commencent à quitter les laboratoires pour trouver place dans certains équipements industriels. Les premières utilisations se trouvent dans des secteurs tels que les télécommunications, dans la mobilité, et les satellites. Bientôt, nos téléphones portables, des jouets, nos ordinateurs portables, nos outils électriques, nos vélos, seront propulsés par des piles à combustible. Les maisons individuelles équipées de panneaux photovoltaïques, et de pile(s) à combustible seront autonomes en énergie, combinant notamment électricité et chaleur (cogénération). Quelques dizaines d’installations existent, au Japon, aux USA, et des solutions intégrées devraient être sur le marché vers 2015.
Un événement s’est produit à l’automne 2009, qui fut de nature à largement accélérer la production à grande échelle des piles à combustible à hydrogène. En septembre 2009, sept des plus importants constructeurs mondiaux d’automobiles ont écrit et signé ensemble une lettre d’entente «letter of understanding» adressée aux gouvernements et aux sociétés pétrolières. Ces chefs d’entreprise annonçaient qu’ils avaient fait suffisamment d’expériences sur des véhicules prototypes pour affirmer que dès 2015 ils seraient prêts à mettre sur les routes des centaines de milliers de véhicules électriques mus par pile à combustible. Dès 2020 des millions de ces véhicules pourraient être produits chaque année. Cette lettre demandait aux gouvernements et aux pétroliers de déployer un réseau de distribution d’hydrogène afin d’alimenter ces véhicules propres (zéro émission – si l’hydrogène est d’origine renouvelable).
Les USA, le Japon et l’Allemagne ont déjà publié leurs plans en 2009 et 2010. L’Italie a annoncé un projet il y a quelques semaines.
Comment produire l’hydrogène en quantité suffisante?
Idéalement, cet hydrogène proviendra de plus en plus d’énergies renouvelables: solaire photovoltaïque, éolien, énergie des vagues, énergie marine thermique, géothermie, solaire thermique, etc. Rappelons que l’eau utilisée pour l’électrolyse n’est ni consommée, ni altérée dans ce cycle. Le nucléaire est également à même de produire d’énormes quantités d’hydrogène sans émission de carbone. Cependant, si les constructeurs automobiles, les gouvernements et les compagnies pétrolières mettent leur plan en pratique dès 2015, l’hydrogène nécessaire proviendra, temporairement, en partie, du gaz naturel par «reformage». Les écologistes les plus convaincus admettent que ce processus est plus propre que la consommation directe du gaz naturel par les véhicules.
L’avènement de l’ère de l’hydrogène est une excellente nouvelle pour l’économie et pour l’environnement. Pour ceux d’entre vous qui s’y intéressent, l’industrie des piles à combustible a déployé des appareils et matériel didactiques qui s’adressent aux différents degrés de l’instruction publique, aux HES techniques, aux universités, aux écoles polytechniques, aux industriels.
De nombreuses écoles, particulièrement en Asie, aux USA, en Angleterre, au Brésil, ont intégré cet enseignement dans leurs classes. En Suisse, le Conseil fédéral a constaté (Rapport MINT en 2010) un manque prononcé d’étudiants dans les disciplines scientifiques et techniques.
Pourtant, aujourd’hui, trop peu de nos classes bénéficient d’un enseignement des technologies relatives aux énergies renouvelables et de l’hydrogène. Pour nos jeunes, la découverte des perspectives que présentent les énergies renouvelables en complément des piles à combustible serait de nature à induire de nombreuses et passionnantes carrières scientifiques.
Espérons que la Suisse qui possède déjà quelques laboratoires de pointe dans les domaines de l’hydrogène (EMPA, PSI, ETHZ, EPFL et quelques universités ou HES) saura populariser ces technologies et transformer ces recherches en succès industriels.
L’industrie des piles à combustible se trouve aujourd’hui dans une phase semblable à celle de l’informatique au début des années 1970, c’est-à-dire à l’aube d’une expansion et d’une prospérité qui durera des décennies. Il vaut la peine de s’y intéresser car nous sommes entrés dans l’ère de l’hydrogène.
DANIEL PAUL
© 2011 LE TEMPS SA
11/02/2011
L’une des plus grandes évolutions industrielles depuis l’informatique est en cours et étonnamment, elle est silencieuse. Si la conquête spatiale avait passionné les médias et les foules, l’arrivée de l’informatique s’était elle aussi faite relativement silencieusement dans les années 1960-1970.
L’hydrogène comme vecteur d’énergie en remplacement du pétrole et d’autres combustibles fossiles est en train de prendre lentement sa place. C’est une excellente nouvelle pour l’économie et pour l’environnement car l’hydrogène est le complément parfait des énergies renouvelables. L’hydrogène produit par électrolyse de l’eau peut être stocké puis être transformé en électricité au gré des besoins par la pile à combustible (fuel cell).
L’histoire de la pile à combustible a débuté par les ouvrages des chimistes Henry Cavendish qui découvrit les principales propriétés de l’hydrogène vers 1760, puis William Grove entreprit des recherches sur l’électrolyse de l’eau.
En 1838, Christian Frédéric Schoenbein, alors qu’il pratiquait l’électrolyse de l’eau observa qu’après la coupure de l’alimentation électrique de l’électrolyseur, un courant inverse transitoire se produisait. Le phénomène inverse de l’électrolyse, c’est-à-dire celui de la pile à combustible était donc découvert. Ce fait resta pratiquement sans suite jusque vers le début des années 1960. A ce moment, la NASA qui préparait le voyage vers la Lune lança un concours pour la fourniture d’un générateur permettant les 8 ou 12 jours d’autonomie en électricité qu’exigeaient les missions lunaires. Les batteries conventionnelles étant beaucoup trop lourdes et les panneaux solaires trop peu performants à l’époque. Les premières piles à combustible mises au point par General Electric équipèrent les capsules Apollo de la NASA.
Aujourd’hui, les piles à combustible commencent à quitter les laboratoires pour trouver place dans certains équipements industriels. Les premières utilisations se trouvent dans des secteurs tels que les télécommunications, dans la mobilité, et les satellites. Bientôt, nos téléphones portables, des jouets, nos ordinateurs portables, nos outils électriques, nos vélos, seront propulsés par des piles à combustible. Les maisons individuelles équipées de panneaux photovoltaïques, et de pile(s) à combustible seront autonomes en énergie, combinant notamment électricité et chaleur (cogénération). Quelques dizaines d’installations existent, au Japon, aux USA, et des solutions intégrées devraient être sur le marché vers 2015.
Un événement s’est produit à l’automne 2009, qui fut de nature à largement accélérer la production à grande échelle des piles à combustible à hydrogène. En septembre 2009, sept des plus importants constructeurs mondiaux d’automobiles ont écrit et signé ensemble une lettre d’entente «letter of understanding» adressée aux gouvernements et aux sociétés pétrolières. Ces chefs d’entreprise annonçaient qu’ils avaient fait suffisamment d’expériences sur des véhicules prototypes pour affirmer que dès 2015 ils seraient prêts à mettre sur les routes des centaines de milliers de véhicules électriques mus par pile à combustible. Dès 2020 des millions de ces véhicules pourraient être produits chaque année. Cette lettre demandait aux gouvernements et aux pétroliers de déployer un réseau de distribution d’hydrogène afin d’alimenter ces véhicules propres (zéro émission – si l’hydrogène est d’origine renouvelable).
Les USA, le Japon et l’Allemagne ont déjà publié leurs plans en 2009 et 2010. L’Italie a annoncé un projet il y a quelques semaines.
Comment produire l’hydrogène en quantité suffisante?
Idéalement, cet hydrogène proviendra de plus en plus d’énergies renouvelables: solaire photovoltaïque, éolien, énergie des vagues, énergie marine thermique, géothermie, solaire thermique, etc. Rappelons que l’eau utilisée pour l’électrolyse n’est ni consommée, ni altérée dans ce cycle. Le nucléaire est également à même de produire d’énormes quantités d’hydrogène sans émission de carbone. Cependant, si les constructeurs automobiles, les gouvernements et les compagnies pétrolières mettent leur plan en pratique dès 2015, l’hydrogène nécessaire proviendra, temporairement, en partie, du gaz naturel par «reformage». Les écologistes les plus convaincus admettent que ce processus est plus propre que la consommation directe du gaz naturel par les véhicules.
L’avènement de l’ère de l’hydrogène est une excellente nouvelle pour l’économie et pour l’environnement. Pour ceux d’entre vous qui s’y intéressent, l’industrie des piles à combustible a déployé des appareils et matériel didactiques qui s’adressent aux différents degrés de l’instruction publique, aux HES techniques, aux universités, aux écoles polytechniques, aux industriels.
De nombreuses écoles, particulièrement en Asie, aux USA, en Angleterre, au Brésil, ont intégré cet enseignement dans leurs classes. En Suisse, le Conseil fédéral a constaté (Rapport MINT en 2010) un manque prononcé d’étudiants dans les disciplines scientifiques et techniques.
Pourtant, aujourd’hui, trop peu de nos classes bénéficient d’un enseignement des technologies relatives aux énergies renouvelables et de l’hydrogène. Pour nos jeunes, la découverte des perspectives que présentent les énergies renouvelables en complément des piles à combustible serait de nature à induire de nombreuses et passionnantes carrières scientifiques.
Espérons que la Suisse qui possède déjà quelques laboratoires de pointe dans les domaines de l’hydrogène (EMPA, PSI, ETHZ, EPFL et quelques universités ou HES) saura populariser ces technologies et transformer ces recherches en succès industriels.
L’industrie des piles à combustible se trouve aujourd’hui dans une phase semblable à celle de l’informatique au début des années 1970, c’est-à-dire à l’aube d’une expansion et d’une prospérité qui durera des décennies. Il vaut la peine de s’y intéresser car nous sommes entrés dans l’ère de l’hydrogène.
DANIEL PAUL
© 2011 LE TEMPS SA
11/02/2011