Circuler en automobile à La Réunion sans polluer, en utilisant un carburant produit sur place à partir d’une ressource inépuisable : ce n’est pas une utopie, des expériences ont déjà lieu. Elles visent à tester le remplaçant du vénérable moteur à explosion : la pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène. Car tout le monde constate que la bouteille de gaz et l’essence augmentent, chacun sait que les perspectives ne montrent pas un renversement de tendance. Si l’on se projette dans quelques années, ne va-t-on pas vers encore davantage d’inégalités ? Ne risque-t-il pas d’avoir un fossé entre ceux qui auront les moyens de s’offrir le produit de luxe que sera l’essence et les autres ? Les prix ne vont-ils pas exploser avec la hausse du prix du transport maritime et aérien ? Ceci montre l’urgence à trouver une alternative au pétrole pour faire fonctionner l’économie. Car l’heure de ces questions approche.
Diminution de la ressource, stagnation de la production, explosion de la demande avec les besoins de l’Inde et de la Chine, instabilité politique dans la région qui abrite les plus importantes réserves : tels sont les facteurs structurels qui expliquent le maintien du prix du pétrole à un niveau élevé. Quant aux perspectives, elles tendent à montrer que le pétrole ne sera plus jamais une énergie bon marché. Même si la situation politique se stabilise au Moyen-Orient, les prix ne peuvent qu’augmenter, tirés par le haut par une demande en constante augmentation.

Le prix d’un "modèle"

Depuis plus d’un siècle, les pays de l’Occident (Europe, Amérique du Nord et Japon), ont construit leur développement sur une énergie polluante, mais bon marché : le pétrole. Le pétrole et ses sous-produits sont massivement utilisés dans la vie quotidienne : production d’électricité, transports, plastiques. Moins de 2 siècles auront suffi pour une minorité de l’humanité à dilapider ce que la nature a mis plusieurs centaines de millions d’années à produire. Ce besoin immodéré de pétrole a aussi d’importantes répercussions sur l’environnement. Sa combustion produit des gaz à effet de serre. Ce phénomène est très souvent désigné comme responsable des rapides changements climatiques que nous connaissons. Pour contrer cet emballement, des mesures de limitations comme le Protocole de Kyoto existent et sont entrées en vigueur. Mais diminuer les émissions de gaz à effet de serre, c’est limiter considérablement sa consommation en pétrole et en charbon. Or, c’est avec ces ressources que l’on a construit un mode de développement.
La difficulté est là lorsque l’on constate que les pays qui veulent s’industrialiser souhaitent recourir aux mêmes méthodes que les Occidentaux. La semaine dernière, à la Conférence internationale de Bonn, le représentant de l’Union indienne a affirmé que son pays allait continuer d’augmenter sa consommation en pétrole et charbon. Il ne veut pas que l’Inde souffre d’une crise sociale provoquée par une diminution volontaire du rôle des hydrocarbures dans son économie. Or, l’Inde à elle seule représente plus d’un milliard d’habitants, c’est-à-dire davantage que les populations de l’Europe, de l’Amérique du Nord et du Japon réunies. On imagine donc sans peine que la hausse de la demande des pays que l’on qualifie d’émergents aura un impact important sur le prix de ce qui était jusqu’à présent une source d’énergie bon marché, sur fond de tarissement des réserves d’ici quelques générations. L’impact sera aussi environnemental, car si le prix du pétrole atteint des niveaux trop élevés, ceux qui ne pourront pas payer risquent de se tourner vers le charbon, "riche" en effet de serre.

Adapté à l’insularité

Fortement dépendante du pétrole pour le désenclavement, le transport, mais aussi pour la production d’électricité avec la centrale du Port, La Réunion est concernée par toutes ces transformations. Quelle énergie est capable de se substituer au pétrole, tout en étant disponible en abondance et dont l’utilisation ne se traduit pas par une catastrophe écologique ? Certains voient dans l’hydrogène la réponse à cette question qui conditionne le devenir des sociétés industrielles.
Ce gaz est présent sous une forme ou une autre sur toute la Terre, son utilisation ne produit pas de gaz à effet de serre, et des procédés existent déjà pour le "raffiner".
S’il ne garantit pas le "zéro pollution", l’hydrogène a l’énorme avantage de limiter les nuisances uniquement sur le site où il est produit. Résultats de la dépense d’énergie nécessaire à l’extraction de l’hydrogène des composants dans lesquels il se trouve à l’état naturel, CO2 et autres rejets polluants peuvent ainsi être plus facilement "piégés" par des filtres adaptés.
Ce gaz peut ensuite alimenter une pile à combustible, un "moteur" suffisamment puissant pour faire fonctionner un bus ou un bateau. La pile est également suffisamment miniaturisable pour qu’elle puisse faire fonctionner un ordinateur portable, ou un téléphone, tout en augmentant sensiblement l’autonomie de cette famille de machines à communiquer.
La pile à combustible a ainsi l’avantage de déconnecter le mode de vie que nous connaissons du pétrole, une source d’énergie polluante qui ne se renouvelle pas.
À partir de là, on peut, pourquoi pas, envisager une totale auto-suffisance énergétique de La Réunion, au-delà de la production de l’électricité par des énergies renouvelables. C’est ce que cherche à réaliser l’Islande, une île volcanique de 300.000 habitants. Les Islandais souhaitent produire de l’hydrogène à partir de leurs rivières et de leurs volcans. La Réunion a aussi un potentiel hydraulique et géothermique. Pourquoi ne pourrait-on pas alors produire localement de l’hydrogène, voire même l’exporter dans le monde ?
Le renchérissement et la raréfaction du pétrole peuvent ainsi être perçus comme des atouts pour impulser une dynamique vers une auto-suffisance énergétique, condition importante pour aller vers le développement durable de La Réunion.

Manuel Marchal

Pile à combustible : une énergie plus propre
La pile à combustible fonctionne selon le principe inverse de l’électrolyse de l’eau, inventé par l’électro-chimiste britannique William Grove en 1839. Le cœur comprend une anode (électrode positive) et une cathode (électrode négative), séparées par un électrolyte (un matériau qui bloque le passage des électrons). Grâce au catalyseur (platine couvrant les surfaces actives des électrodes), l’hydrogène (pur ou issu du méthanol) se combine avec l’oxygène (contenu dans l’air), générant à la fois eau, chaleur et électricité. Souvent l’eau ainsi produite s’évacue naturellement dans l’air sous forme de vapeur. La pile au méthanol produit en plus du CO2.
(Source "Industrie et technologies")

Faire le "plein d’hydrogène"

Gaz très volatile et inflammable, l’hydrogène a aussi comme inconvénient d’être peu "compact" comme source d’énergie si on le compare à l’essence. À pression ambiante, pour produire la même quantité d’énergie qu’un litre d’essence, on a besoin de 1.500 litres d’hydrogène.
Cela montre l’ampleur de 2 problèmes : comment transporter et stocker ce gaz afin qu’il soit aussi simple de faire "le plein d’hydrogène" que le plein d’essence ?
Première piste : compresser le gaz. À une pression équivalent à 700 fois celle de l’atmosphère, il ne faut plus que 3 litres d’hydrogène pour égaler un litre d’essence. Ce procédé suppose donc l’existence de tuyaux et de réservoirs capables de résister à de hautes pressions.
Autre possibilité : transporter et stocker le gaz sous forme liquide. Pour cela, il est nécessaire de refroidir l’hydrogène à -253 degrés et de maintenir cette température dans les réservoirs et les tuyaux. C’est sous cette forme que les Islandais souhaitent exporter l’hydrogène qu’ils comptent produire en masse d’ici quelques décennies. L’avantage de ce système est que la pression reste faible, l’inconvénient est qu’il faut disposer d’une source d’énergie suffisante pour refroidir le gaz.
Troisième procédé : l’"éponge à hydrogène". Le principe est de stocker le gaz sous forme d’hydrures, métalliques ou liquides. Ces composés chimiques ne changent pas d’état à température ambiante. Ils ne libèrent le gaz que sous l’effet d’une chaleur intense ou par le déclenchement volontaire d’une réaction chimique. Relativement sûr, ce mode de stockage convient bien aux automobiles et aux appareils mobiles (ordinateurs, téléphones). Le groupe PSA teste actuellement cette solution sur un camion de pompier. Une société danoise, Amminex A/S, va plus loin dans la miniaturisation. Elle met au point des pastilles comportant une forte proportion d’ammoniac. L’ammoniac est une molécule formée d’un atome d’azote pour 3 atomes d’hydrogène. Au passage de la pastille au travers d’un filtre qui active une réaction chimique, elle libère alors 10% de sa masse d’hydrogène.
Mais pour l’industrie automobile, le principal obstacle à la diffusion de la pile à hydrogène reste le coût de production de ce matériel dans l’état actuel des connaissances. Mais les avancées de la recherche et la hausse des prix des carburants peuvent changer la donne.

Des projets concrets

• Islande : objectif 2050
300.000 habitants situés sur une île volcanique entre l’Europe et l’Amérique. L’Islande mise sur son potentiel en énergie renouvelable et sur l’hydrogène pour assurer son auto-suffisance énergétique d’ici 50 ans.
Dans ce pays, l’eau et la force des volcans sont disponibles en abondance. Le projet islandais est de s’appuyer sur ses ressources hydrauliques et géothermiques afin d’en convertir une partie en hydrogène. Ce gaz sera alors le carburant des moteurs des bus, des automobiles et des bateaux de pêche. L’Islande veut donc aller au-delà de l’auto-suffisance en matière de production d’électricité. Les transports individuels et collectifs fonctionneront aussi avec une énergie renouvelable.
Un plan d’action a été rendu public en 2001 par Iceland New Energy, qui regroupe notamment Daimler-Chrysler, Norsk Hydro et Shell. L’objectif finale est l’exportation d’hydrogène vers l’Europe sous forme liquide à -253 degrés. Le carburant islandais, source d’inspiration pour les Réunionnais ?

• Auto-suffisance énergétique atteinte en Norvège
Bien que ce pays du Nord de l’Europe soit un des principaux producteurs mondiaux de pétrole, il étudie sérieusement des solutions alternatives, combinant énergies renouvelables et pile à combustible à base d’hydrogène.
"Industrie et technologies" cite l’exemple de l’île d’Utsira. Habituellement, ce sont des éoliennes qui assurent la production d’électricité. En périodes de fort vent, l’excédent sert à produire de l’hydrogène par électrolyse. Ce gaz fait alors fonctionner des piles à combustible lors des pics de consommation ou en périodes de faible vent. Pour l’électricité, les éoliennes et les piles à combustibles garantissent ainsi l’auto-suffisance énergétique d’une région insulaire.

• Afrique du Sud : 10.000 familles alimentées par 2 piles
En 2003, le Business Linkages Challenge Fund et l’organisme britannique de coopération DFID (Department for International Development) ont recherché des projets qui profiteraient aux zones rurales pauvres dans un ensemble de régions préalablement ciblées.
Les démonstrations ont concerné 3 applications :
1) L’alimentation électrique de Bisho (Eastern Cape), très aléatoire, implique un risque pour la conservation des vaccins. Une pile à combustible, installée dans un dispensaire en secours du secteur, a permis de stabiliser la temisantes.
2) Dans les Newlands de Durban se trouvent les réservoirs qui alimente la ville en eau. Les contrôler implique de connaître en temps réel les niveaux d’eau pour commander à distance les différentes vannes. L’information est acquise par un système télémétrique alimenté par le réseau ou des panneaux solaires. Le système a été alimenté pendant 4 mois par une pile à combustible, puis la pile a fonctionné en secours du réseau.
3) Intelligent Energy, en partenariat avec Nuon RAPS, a fourni l’énergie nécessaire à 10.000 foyers de Mzuke (KwaZulu Natal) où 2 piles de 100 W ont été utilisées en secours du réseau.
(Source : fuelcellworks.com)