Dès le début du XIXème siècle, mélangé au monoxyde de carbone et au méthane, l’hydrogène était le combustible indispensable employé pour l’éclairage, comme « gaz de ville ». Depuis l’avènement de l’industrie du pétrole au XX^ème siècle, il a progressivement été évincé pour l’éclairage des villes, mais également domestique. Toutefois, l’épuisement des ressources fossiles, inévitable à terme, et les objectifs de neutralité carbone relancent cette filière.

L’intérêt de l’hydrogène réside dans sa capacité à alimenter une pile à combustible qui transforme l’hydrogène en électricité, en ne rejetant que de l’eau. Ces piles pourraient alors remplacer les carburants fossiles. Mais, malgré ses promesses en tant que vecteur énergétique d’une société bas-carbone, 95 % de l’hydrogène consommé aujourd’hui à l’échelle mondiale est issu de l’industrie pétrolière et gazière. Sa production à l’échelle mondiale est donc fortement émettrice de gaz à effet de serre.

Production d’hydrogène par électrolyse

Pour alimenter les piles à combustible à faible émission de gaz à effet de serre, il faut que la source de production de l’hydrogène le soit aussi. Ainsi, tout comme les énergies renouvelables, le nucléaire est particulièrement adapté à cet usage en permettant la production d’hydrogène par électrolyse¹.

Dans ce cadre, un réacteur nucléaire peut apporter deux sources d’énergie : soit de l’électricité, soit de la chaleur fatale, rarement valorisée. Ces deux énergies peuvent alors contribuer à produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau liquide à basse température (< 120°C), mais aussi de la vapeur d’eau à haute température (> 700°C²). Une autre technique est la décomposition thermochimique de l’eau à haute température. Des usines de production d’hydrogène pourraient ainsi être couplées à des réacteurs nucléaires afin de produire, en cogénération, de l’électricité et de l’hydrogène bas-carbone (appelé jaune).

Pour quelles applications ?

Dans le secteur du transport par exemple, l’hydrogène peut servir dans les véhicules équipés de piles à combustible (couplées à un réservoir) qui l’utilisent pour produire de l’électricité. Il pourrait aussi être utilisé pour la décarbonation du secteur industriel. En outre, l’hydrogène peut être stocké sous forme liquide ou gazeuse à haute pression dans des réservoirs ou dans certains matériaux absorbants tels que les hydrures métalliques. Il est ainsi largement utilisé dans le secteur de l’aérospatial.

C’est aussi un moyen de stocker l’électricité produite en excès. En cas de surproduction, l’électricité excédentaire servirait à produire de l’hydrogène qui serait stocké et reconverti en électricité en cas de besoin, pour palier notamment l’intermittence des énergies renouvelables. Utilisation particulièrement judicieuse pour renforcer la complémentarité entre ces énergies et le nucléaire. ■