La voiture à hydrogène

• Paru dans "Le Soir Magazine" du 29/9/2004

On lira également avec intérêt la réaction d’un supporter du moteur à eau, réaction qui illustre parfaitement le débat animé sur ce sujet.

 Pourquoi l’hydrogène ne remplacera jamais le pétrole

  Contrairement aux idées reçues, l’hydrogène n’est pas l’avenir de la voiture. Démonstration...

Parmi les solutions alternatives en matière d’énergie, on parle beaucoup, notamment dans l’industrie automobile, de la pile à combustible qui permet d’alimenter des voitures à moteur électrique. Cette pile utilise de l’hydrogène comme carburant, hydrogène comprimé sous forme de capsules.

Cette technologie est souvent présentée comme la solution définitive à nos problèmes de pollution et, surtout, d’approvisionnement en énergie.

Énergie : l’hydrogène n’est-il pas l’un des constituants de l’eau, H₂O ? Ce que l’on appelle parfois le moteur à eau n’a-t-il pas une source inépuisable d’approvisionnement dans les océans ?

  Pas d’hydrogène sur Terre

Ce genre d’information a le don d’énerver certains scientifiques. Tel est le cas, notamment, de Louis Possoz, ingénieur civil mécanicien qui connaît bien les questions d’énergies.

C’est de la désinformation ! clame Louis Possoz. Le problème, c’est qu’il n’existe pas d’hydrogène natif sur Terre. Cet hydrogène non combiné, contrairement à celui qui constitue l’eau, est abondant dans le soleil par exemple. Mais il n’existe pas sur Terre. Il faut donc le produire. Et c’est là le hic.

Un solide problème en effet, car la production de l’hydrogène coûte cher en énergie. Plus cher en réalité que ce que cela ne rapportera ! Il y a deux manières classiques pour produire l’hydrogène et il faut les examiner séparément pour en apprécier la pertinence.

Soit on le fabrique à partir d’hydrocarbures, du méthane par exemple. en effectuant ce que l’on appelle une opération de « reformage ». On produit ainsi, chimiquement, de l’hydrogène d’une part, et d’autre part du CO₂ qui est rejeté dans l’atmosphère. Au total, cette filière s’apparente à la filière classique des véhicules à moteur à explosion : on utilise dans les deux cas des hydrocarbures pour faire avancer un véhicule. Les constructeurs promettent des rendements comparables.

L’autre manière de produire de l’hydrogène, c’est l’électrolyse. On utilise de l’eau et un courant électrique. Cela génère de l’hydrogène d’une part, de l’oxygène de l’autre. Mais cette technologie consomme beaucoup d’électricité.

Quel est le bilan énergétique de cette opération ? Louis Possoz : Si l’on regarde l’électricité que l’on consomme au départ pour l’électrolyse, et ce que la pile à combustible produit à l’arrivée, il ne reste qu’un tiers.

Le problème ce sont les pertes, souvent thermodynamiquement inévitables, lors des différentes étapes : il faut fabriquer l’hydrogène, le comprimer, le transporter vers une station-service. L’hydrogène alimente alors un moteur électrique.

  Rejets : pas de magie

Le second argument en faveur de l’hydrogène est qu’on utilise une pile à combustible et un moteur électrique, et qu’on ne rejette donc pas de CO₂ dans l’atmosphère. La vérité c’est que, si la pile a combustible n’émet pratiquement pas de gaz à effet de serre dans son environnement immédiat, c’est au niveau de la production d’hydrogène qu’il faut examiner la question.

Dans le cas du reformage, il n’y a pas de magie, souligne Louis Possoz. Vous avez un hydrocarbure, du méthane (CH₄) par exemple. Si vous retirez de l’hydrogène, il reste du carbone. On ne peut l’éviter. Le carbone se lie, d’une manière ou d’une autre, pour former du CO₂. On retombe sur une situation comparable à celle du classique moteur à combustion interne.

Et en cas de production par électrolyse ? Dans ce cas, il faut juste se demander : d’où vient l’électricité ? Les questions de polluants seront celles liées à la production d’électricité. En cas de production par le nucléaire, il y a peu de rejets, mais d’autres problèmes qui font débat. Si, en revanche, l’électricité est produite par une classique centrale gaz/vapeur, il y aura également rejets de CO₂. La vraie question est ici du bon usage de l’électricité. Est-il raisonnable de l’utiliser pour un moyen de transport qui en perd les deux tiers alors qu’on pourrait l’utiliser plus directement, pour faire circuler les trains par exemple ? N’est-ce pas cher payé pour pouvoir circuler un peu plus librement ?

  5 000 km² d’éoliennes ?

On pourrait évidemment se dire que, pour fabriquer de l’hydrogène proprement, on pourrait produire de l’électricité à partir de sources renouvelables. Pour mesurer la crédibilité d’une telle formule, Louis Possoz s’est livré à un petit calcul. D’après le Bureau belge du Plan, la consommation nationale pour le transport en général, s’élève à environ 10 millions de tonnes de pétrole par an (les spécialistes ramènent toutes les consommations, électriques ou autres, à des « équivalent pétrole »). Il y a grosso modo 4 millions pour le transport routier des personnes, 4 millions pour le transport routier des marchandises et 2 millions pour l’aérien. Si l’on voulait produire l’équivalent en hydrogène des 8 millions de tonnes utilisées pour le transport routier (personnes et marchandises) avec de l’éolien, il faudrait, avec de bonnes éoliennes bien exposées aux vents, couvrir pas moins de 5.000 km² avec des champs d’éoliennes !

Pour rappel, la Belgique a une superficie de 30.000 km²...

  Quel véhicule à l’avenir ?

Si l’hydrogène n’est pas une solution, où chercher ? Et surtout, comment appréhender les questions de mobilité de demain ?

La réponse de Louis Possoz : Le problème est qu’on a atteint un niveau de consommation d’énergie, composé largement d’énergie fossile dont on sait qu’il est deux fois supérieur à ce que la Terre peut supporter. Et comme en Europe, nous consommons deux fois plus que la moyenne planétaire, c’est par quatre que notre consommation doit être divisée.

Face à cette équation, objet d’un large consensus, il n’y a, d’un point de vue scientifique, que deux solutions. Car les énergies renouvelables, à elles seules, ne permettront pas de répondre à la demande. Soit on se lance à fond dans le nucléaire. Soit ont vit avec moins d’énergie. Dans les deux cas, se pose un grand problème de société.

À supposer que l’on choisisse de vivre avec moins d’énergie, quel sera le moyen de transport idéal ? Ma réponse n’est pas scientifique. Je la formule en tant que citoyen. La toute première chose, c’est qu’il faut réorganiser notre société pour pouvoir y vivre agréablement sans devoir déplacer à outrance les personnes et les marchandises. Tant qu’on n’aura pas compris cela, on n’avancera pas.

Et s’il faut se déplacer ? Tant qu’à produire de l’électricité avec des énergies renouvelables, il vaut mieux l’utiliser directement plutôt que la transformer de multiples fois. Donc le train, le tram...

 Le moteur à eau n’existe pas

  L’eau, ce n’est pas de l’hydrogène !

L’eau, ce n’est pas de l’hydrogène. Et l’hydrogène, ce n’est pas de l’eau. La preuve par A+B.

Pour argumenter, il suffit de se rappeler des bases de la chimie. Le fait est que, même si H est l’un des atomes de H₂O, ce n’est pas de l’hydrogène mais de l’eau. De l’eau, dans toute sa passivité. L’eau ne réagit avec rien. Elle ne dégage aucune énergie. Au contraire, l’eau est extrêmement stable. C’est précisément pour cette raison qu’elle se trouve en si grande quantité sur Terre. Dans l’eau les électrons sont solidement stabilisés. C’est justement pour cette raison qu’il faut dépenser tant d’énergie pour défaire les liens entre les atomes d’oxygène et d’hydrogène qui s’y trouvent.

Pour ceux qui ne seraient pas convaincus, il suffit d’imaginer, par l’absurde, que l’on récupère les gaz d’échappement d’une voiture, le CO₂, dans le but de réinjecter le carbone du CO₂ dans le moteur afin de l’utiliser comme énergie ? Impossible, évidemment. Le CO₂ est stable. Il se trouve dans l’atmosphère comme H₂O se trouve dans les océans. L’arrangement des électrons est bien organisé. Ils ne bougeront plus jamais, sauf dépense de beaucoup d’énergie.

 Réaction d’un internaute

Je vous écris en rapport à l’article paru sur votre site dont le titre apporte le doute dans l’esprit de ceux qui nous lisent :

  Le moteur à eau n’existe pas ?

Tiens donc ! Soit le terme est mal employé pour désigner les systèmes de production de gaz à forte teneur en hydrogène (pantone), ou bien toutes les informations sur Quant’Homme [1] sont de la pure désinformation. Ce que je m’empresserai de retirer immédiatement.

On aimerait bien comprendre, car, de part la multitude de sites relatifs contenus dans l’article ci-dessus, cela voudrait dire que ce n’est que des charlatans et des menteurs ?

Essayez de bien lire le contenu de mon article, regardez et étudiez les deux principaux systèmes (réacteur à plasma froid et et plaques de métal vibrantes), et essayez de me répondre, je publierai alors avec votre accord vos explications détaillées.

Avant de se lancer dans l’expérimentation, on aimerait bien avoir l’avis d’un spécialiste …

Cordialement,

  Notre réponse

Sans aucun jugement de valeur de ma part, je constate que nous évoluons dans des sphères de réflexion totalement différentes et, il semble bien, incompatibles.

Depuis plus de 30 ans, avec mes pairs du pôle Thermodynamique et Mécanique des Fluides de l’École polytechnique de Louvain, nous portons un regard curieux et critique sur les recherches et les nouveautés dans les moteurs à combustion interne et sur les questions d’énergie en général.

Les lois de la physique et de la chimie, valables dans tout l’univers et depuis des milliards d’années, sont assez bien connues. En particulier, le potentiel énergétique de l’eau (H₂O) est connu avec une précision extrême. Toutes les expériences menées par toutes les équipes de recherche dans le monde confirment l’exactitude de ces lois de la physique et de la chimie.

A contrario, les explications qui figurent sur votre page font appel à toute une série de notions qui, à ma connaissance, sont parfaitement étrangère au monde scientifique : "générateur à plasma auto-inducteur", "réacteur endothermique simple", "réaction plasmatique", "cassure moléculaire et subatomique", "pression négative créée dans un vide", "cracking thermique résonant", etc.

Par contre, cette page ne contient aucune explication physique ou chimique réellement à la portée d’un scientifique du début du 21^e siècle, et cela, avec la meilleure volonté du monde.

L’alternative se résume donc à ceci :

D’un côté, des lois, principes et théories, de la physique et de la chimie, rigoureux et cohérents, sans cesse confirmés par les expériences et observations que des millions de scientifiques dans le monde mènent année après année, siècle après siècle.

D’un autre côté, des explications incompréhensibles (malgré la bonne volonté des scientifiques) et des affirmations jamais confirmées par l’expérimentation. Et le nombre de sites internet sur lesquels ces explications apparaissent n’est évidemment pas une preuve de leur validité.

J’espère que vous ne m’en voudrez pas de penser que c’est plutôt dans la première catégorie que l’on peut espérer trouver les moyens de surmonter les problèmes d’énergie et de changements climatiques auxquels l’humanité se trouve aujourd’hui confrontée.

Cordialement,

PS : Je suggère que cet échange de mail, représentatif de certaines difficultés de communication, soit repris sur nos sites internet respectifs.