1) C.

 C. L’hydrogène ( présent partout mais disponible nulle part )

 Sa création, son avenir, son stockage, sa sécurité.

 

   Produire de l’H2 propre,  » c’est facile », mais il ne faut pas oublier que le stockage de l’hydrogène consomme beaucoup d’énergie. C’est un élément instable (gaz inflammable et explosif), qui forme la molécule la plus petite que nous connaissons, donc difficile à maintenir. Pour l’instant, c’est grâce à l’énergie fossile qu’on  obtient le mieux de l’hydrogène.vc

  • Histoire de cette molécule: ( photo de Lavoisier )

   Découvert en 1766 par le britannique Henry Cavendish l’hydrogène est alors appelé « gaz inflammable ». 

L’hydrogène doit son nom au chimiste français Lavoisier,  qui effectuera la synthèse de l’eau.

 

  • Production de l’hydrogène:

 L’hydrogène est une molécule présente presque partout sur  Terre. Néanmoins elle n’est pas présente à l’état pur, c’est pourquoi, il faut la produire. Pour cela trois modes de production existent actuellement :

- Production à partir des énergies fossiles:
95 % de l’hydrogène est produit à partir des combustibles fossiles. Le procédé le plus courant consiste à exposer un gaz naturel à de la vapeur d’eau très chaude, ce qui libère l’hydrogène qu’il contient. Le problème de ce type de production reste le rejet important de CO2, qui pollue.

- Production à partir de la biomasse:
Ce type de production est de loin le plus intéressant. Les végétaux (bois, paille, etc …) qui se renouvellent à la surface de la Terre sont gazéifiés afin d’obtenir un gaz de synthèse ( CO + H2 ) et donc de l’hydrogène  ( après purification ). Cette solution est intéressante  car le taux de CO2 émis au cours de la conversion de la biomasse en hydrogène est a peu prés identique à celle absorbé par les plantes durant leur croissance: l’écobilan est donc nul.

- Production de l’hydrogène par décomposition de l’eau:
Ce mode de production consiste à dissocier les atomes
d’hydrogène et d’oxygène de la molécule d’eau:  2 H2O   –>   2 H2   +   O2

2 procédés sont actuellement en cours d’étude. Ils seraient avantageux du point de vue écologique car il n’y aurait presque aucun rejet de CO2:

> L’électrolyse : Cette solution permet de décomposer la molécule grâce a un courant électrique. Mais la rentabilité n’est toutefois pas intéressante car le courant électrique est trop chère.

> La décomposition par cycles thermochimiques :
La dissociation de la molécule d’eau est obtenue grâce à des températures élevés (10³ °C)

=> températures obtenues grâce à des réacteurs nucléaires.

  • Le stockage de l’hydrogène:

Le but de cette opération est de stocker l’hydrogène dans des réservoirs compacts, légers, sûrs et peu coûteux (c’est ce qui fait l’attractivité de l’hydrogène par rapport à l’électricité). Pour stocker l’hydrogène, 3 principales solutions sont disponibles :

- Stockage sous forme liquide :mlih
Le principe de la manœuvre est de liquéfier l’hydrogène pour la transporter facilement (solution appliquée dans le domaine spatiale). Cependant l’hydrogène est un gaz très difficile à liquéfier, entraîne une dépense énergétique importante et des coûts élevés.

- Stockage gazeux sous haute pression :
Le conditionnement de l’hydrogène sous forme gazeuse est une option prometteuse. Les contraintes sont toutefois nombreuses. Mais beaucoup de progrès ont été fait ces dernières années dans ce domaine.

- Stockage gazeux sous basse pression :
Une alternative à l’utilisation de réservoirs sous pression gazeuse consisterait à stocker l’hydrogène dans certains matériaux carbonés ou dans certains alliages métalliques capables d’absorber l’hydrogène et de le restituer lorsque cela est nécessaire. Ce mode de stockage fait actuellement l’objet de nombreuses études.

  • L’hydrogène en toute sécurité:

    L’hydrogène est souvent considéré comme un gaz dangereux. Pour en assurer une utilisation en toute sécurité, il faut essentiellement éviter tout risque de fuite, car l’hydrogène est inflammable et explosif, et toute situation “confinée” peut s’avérer dangereuse. Ceci suppose l’utilisation de dispositifs de sécurité adéquats (ventilateurs, détecteurs…).Nous avons pour exemple, le projet européen EIHP (European Integrated Hydrogen Project) qui émet des propositions de réglementation pour les véhicules à hydrogène et les infrastructures de distribution.

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