Hydrogène -
Une source d'énergie propre

L'hydrogène est un gaz très inflammable. Cependant, on lui attribue différentes couleurs en fonction de son origine.

Hydrogène vert est produit par électrolyse de l'eau. Pour ce faire, on utilise de l'électricité provenant de sources d'énergie renouvelables qui ne rejettent pas de CO₂ dans l'atmosphère. Aucun CO₂ n'est rejeté lors de la production d'hydrogène vert.

L'hydrogène gris est généralement produit à partir de gaz naturel fossile par reformage à la vapeur. Ce procédé produit environ 10 tonnes de CO₂ par tonne d'hydrogène. Le CO₂ est rejeté dans l'atmosphère. Cet hydrogène doit être remplacé par de l'hydrogène respectueux du climat.

L'hydrogène bleu est de l'hydrogène gris produit en stockant le CO₂ au lieu de le relâcher dans l'atmosphère (CCS, Carbon Capture and Storage). Ce procédé permet de stocker jusqu'à 90 % du CO₂.

L'hydrogène orange est un hydrogène produit à partir de déchets et de matières résiduelles. Il est considéré comme neutre en CO₂.

L'hydrogène turquoise est de l'hydrogène produit par décomposition thermique du méthane (pyrolyse du méthane). Au lieu de CO₂, il produit du carbone solide qui ne s'échappe pas dans l'atmosphère. Le processus de pyrolyse du méthane est encore en cours de développement.

L'hydrogène blanc se trouve dans des gisements naturels. On ne sait pas encore s'il pourra être utilisé à l'avenir. La formation de l'hydrogène blanc et son transport dans la croûte terrestre sont encore mal compris.

Sous sa forme pure, l'hydrogène peut être stocké sous forme de gaz comprimé dans des conteneurs pressurisés ou sous forme de liquide cryogénique dans des conteneurs isolés. Il peut également être chimiquement lié et stocké sous forme de carburants synthétiques ou de LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier). De cette manière, l'hydrogène lié peut également être stocké dans des conditions normales dans des réservoirs conventionnels pour le pétrole brut et les produits pétroliers.

Les installations souterraines de stockage en pores ou en cavernes de sel peuvent également être considérées comme des installations stationnaires de stockage de l'hydrogène gazeux et chimiquement lié. Elles sont actuellement utilisées pour stocker le gaz naturel et le pétrole brut.

Le moteur à hydrogène est essentiellement un moteur à gaz. Cela signifie qu'il est basé sur les mêmes principes qu'un moteur à combustion conventionnel. En d'autres termes, sur le cycle classique d'Otto, ou cycle à quatre phases. La différence est que l'hydrogène est brûlé au lieu de l'essence ou du diesel - et qu'il produit de l'eau.

Une vanne de contrôle de la pression sur le moteur amène l'hydrogène arrivant du réservoir de stockage à une pression de fonctionnement stable et régule la quantité de carburant entrant. L'hydrogène gazeux, ainsi que l'air d'admission, sont aspirés dans la chambre du piston par l'intermédiaire d'une conduite d'air de suralimentation. Le piston comprime le mélange dans cette chambre, augmentant ainsi la température et la pression. La bougie d'allumage enflamme alors le mélange hydrogène-air comprimé, ce qui provoque une expansion rapide des gaz et pousse le piston vers le bas. Ce mouvement convertit l'énergie chimique en travail mécanique et entraîne le moteur. Le piston remonte ensuite et pousse les gaz de combustion - dans ce cas, principalement de la vapeur d'eau - hors du cylindre et dans le collecteur d'échappement.

Malgré les différences entre l'hydrogène et les carburants conventionnels tels que l'essence, le gaz (par exemple GPL, GNC) et le diesel, les composants clés tels que le carter du cylindre, la culasse et le carter d'huile sont en grande partie les mêmes. Seules les pièces supplémentaires - par exemple, l'acheminement du carburant et les conduites d'air frais et d'échappement, y compris la turbocompression, ainsi que les capteurs et le logiciel - doivent être modifiées pour assurer une combustion optimale de l'hydrogène. Ces conduites peuvent être légèrement plus grandes grâce au débit d'air plus élevé nécessaire au fonctionnement en mélange pauvre. Cependant, la taille et le poids du moteur restent pratiquement inchangés.