Tout savoir sur... l'hydrogène et les piles à combustible grâce à ces fiches documentaires à télécharger recouvrant tout ce qui concerne l’utilisation de l’hydrogène comme énergie propre et durable.
Regroupées en plusieurs chapitres principaux, ces fiches permettent de traiter l'ensemble de la chaîne hydrogène de la production à son utilisation pour différentes applications. Bonne lecture !
Depuis la nuit des temps les hommes se déplacent, mais très longtemps ils le firent avec lenteur, cette même lenteur à laquelle cheminait leur évolution. Durant des millénaires leurs sources d’énergie n’ont pas varié : ils ont transporté, travaillé la terre et fabriqué en utilisant leur propre force, celle des animaux, celle du vent et celle de l’eau. (rév. 01/2021)
0.2 Glossaire, acronymes et unités
Bioga, biomasse, capteur photoélectrique, centrale hydroélectrique, centrale marémotrice, etc. (rév. 07/2021)
De l’Antiquité au siècle des lumières, à la suite d’Aristote, tous les savants ont été convaincus que l’univers était constitué de quatre éléments : l’eau, la terre, l’air et le feu. Après une vingtaine de siècles, des doutes s’insinuent ; ainsi au XVIème, le philosophe et médecin suisse Paracelse (1493 – 1541), qui était aussi alchimiste et physicien, se demande si "l'air" qui se dégage lors de la réaction du vitriol sur le fer
est bien identique à l'air que nous respirons. (rév. 09/2018)
1.2 Données de base physico-chimiques sur l'hydrogène
L’hydrogène est l’atome situé en première place dans le tableau périodique des éléments. C’est le plus simple: un noyau constitué d’un proton, et un électron périphérique. C’est donc l’atome le plus léger avec ses qualités et ses défauts. (rév. 02/2018)
1.3 Production et consommation d'hydrogène
Les principaux usages chimiques et pétroliers de l'hydrogène aujourd'hui, l'hydrogène en Europe
et dans le monde, l'hydrogène et la demande mondiale d'énergie. (rév. 12/2020)
2.1 Situation mondiale de l'énergie
Production d'énergie primaire dans le monde, Disparités des consommations d'énergie dans les différentes zones économiques, Perspectives à moyen et long terme pour l'évolution de la demande énergétique mondiale, Energie et environnement, Les combustibles fossiles: où en sommes nous des réserves ? (rév. 05/2020)
2.2 Situation énergétique de la France
Consommation d'énergie primaire, comparaisons avec la situation mondiale, taux d'indépendance énergétique de la France, bilan français en énergie électrique, évolution et tendances de la demande énergétique en France. (rév. 05/2020)
Le transport routier : un secteur captif pour l'industrie pétrolière, les pays producteurs de pétrole, des potentiels de ressources pétrolières. (rév. 05/2020)
Les différentes études de prospective convergent sur le potentiel de développement important du gaz naturel dans les 30 prochaines années, même si le contexte en termes de compétitivité inter-énergies a sensiblement évolué depuis 2003. (rév. 05/2020)
La production, le charbon domine la production d'électricité dans le monde, les utilisations possibles du charbon pour la production d'électricité, fabrication de combustibles liquides à partir du charbon, les réserves de charbon et de lignite, réglementation. (rév. 06/2020)
2.6 L'électricité dans le monde et en France
Production et consommation mondiale d'électricité, production et consommation d'électricité en France, les différentes filières de production d'électricité, échanges d'électricité, consommations d'électricité dans le monde. (rév. 02/2018)
2.7 Les énergies renouvelables
Les énergies renouvelables, EnR en abrégé, sont des énergies qui, après avoir été prélevées dans la nature, sont à nouveau disponibles dans un temps suffisamment court pour, à notre échelle de temps, être considérées comme inépuisables. En cela, elles diffèrent des énergies fossiles qui demandent des millions d'années pour se constituer et sont utilisées en un temps infiniment court, à l’échelle de celui nécessaire à leur reconstitution. (rév. 05/2021)
3.1.1 Production d'hydrogène à partir des combustibles fossiles
Production d'hydrogène par vaporeformage, production d'hydrogène par oxydation partielle, perspectives d'évolution, références et bibliographie utile. (rév. 11/2019)
3.1.2 Captage et stockage géologique du CO2
Introduction, le captage et le transport du CO2, le stockage géologique du CO2, aspects économiques du stockage géologique du CO2, situation actuelle et perspectives d'avenir, réglementation, les risques et l'acceptabilité sociétale, conclusions. (rév. 01/2020)
3.2.1 Production d'hydrogène par électrolyse de l'eau
Introduction, quelques rappels sur l'électrolyse, les technologies en concurrence, coût de l'hydrogène fabriqué par électrolyse, fabricants et/ou développeurs d'électrolyseurs, références. (rév. 09/2019)
3.2.2 Production d'hydrogène par dissociation thermochimique de l'eau
Introduction, les réacteurs nucléaires, l'électrolyse, les cycles thermochimiques, conclusion. (rév. 07/2021)
3.2.3 Photoelectrolyse de l'eau
Principe, les difficultés technologiques, les performances, les acteurs, conclusion, documentation. (rév. 02/2019)
3.3.1 Production d'hydrogène à partir de la biomasse
Introduction, production d'hydrogène via la méthanisation et le reformage, production d'hydrogène par voie thermochimique, comparaison des consommations d'énergie des différents modes de production d'hydrogène, conclusion. (rév. 10/2019)
3.3.2 Bioproduction d'hydrogène par des organismes photosynthétiques
Les organismes photosynthétiques, comme certaines algues vertes unicellulaires ou cyanobactéries, possèdent l’avantage de produire de l’hydrogène à partir de l’énergie solaire en utilisant l’eau comme donneur d’électrons et de protons sans le dégagement parallèle de gaz à effet de serre (CO2) inhérent aux autres organismes hétérotrophes. Dans ce cas, un procédé totalement propre basé sur la photosynthèse peut être envisagé, avec comme source d'énergie les deux plus importantes ressources de notre planète, l'eau et le soleil. Les procédés utilisent en général deux phases, une phase oxygénique de croissance de la biomasse et une phase anoxique de production d’hydrogène. (rév. 01/2020)
Jusqu’à ce jour, l’hydrogène à l’état moléculaire, H2, était considéré comme n’existant pas dans la nature, si ce n’est à l’état de traces. Pour en disposer en grandes quantités, il faut le produire par les procédés décrits dans le présent chapitre 3, fiches 3.1.1 à 3.3.2. Or, depuis quelques décennies, des émanations d’hydrogène naturel ont été mises en évidence, d’abord au fond des océans et plus récemment sur terre. (rév. 03/2021)
Introduction, production de l'hydrogène renouvelable, mobilité à l'hydrogène renouvelable, l’hydrogène renouvelable et l’autonomie énergétique, l’hydrogène renouvelable et l’industrie, l’hydrogène renouvelable et le gaz naturel : le Power-to-gas, transport et distribution de l’hydrogène renouvelable, le Plan hydrogène et les énergies renouvelables, conclusion. (rév. 10/2021)
4.1 Transport et distribution de l'hydrogène
La disponibilité de l’hydrogène c’est-à-dire la mise en œuvre de la chaîne de logistique « production distribution » est au cœur de l’actuel déploiement de ce vecteur énergétique. Lorsqu’il doit être transporté, suivant les quantités, la durée du transfert, la géographie des lieux considérés et les facteurs technico-économiques, l’hydrogène est acheminé sous sa forme de gaz ou de liquide. (rév. 12/2019)
4.2 Stockage sous forme de gaz comprimé
Remarques générales, classes de réservoirs, architecture type d'un réservoir "Haute Pression", les performances, les solutions hybrides, sûreté et standards, fabricants de réservoirs "Haute Pression", références. (rév. 09/2019)
La liquéfaction de l’hydrogène, Unités industrielles de liquéfaction de l’hydrogène, La liquéfaction de l’hydrogène, appliquée à son stockage, Transport de l’hydrogène liquide (rév. 02/2019)
4.4 Stockage solide et liquide de l'hydrogène
Ces termes consacrés de « stockage solide » et « stockage liquide » de l’hydrogène désignent le stockage dans un solide ou dans un liquide et non pas à l’état solide ou à l’état liquide comme cela pourrait être compris. Pour ce dernier est d’ailleurs utilisé le terme « hydrogène liquide » (cf. Fiche 4.3). (rév. 02/2021)
4.5 La distribution de l'hydrogène pour les véhicules automobiles
Le jour où la voiture à hydrogène va devenir une réalité courante, la distribution, à l’instar de ce qui existe pour les carburants pétroliers, se devra de rendre l’hydrogène disponible en tout lieu, en toute sécurité, d’une manière commode et à un prix abordable. (rév. 10/2019)
5.1.1 Moteurs thermiques à hydrogène
Rappel du principe du moteur thermique, application à l'hydrogène, moteurs de un à quelques kilowatt, moteurs de quelques dizaines à quelques centaines de kilowatt, automobile et transport routier, transport ferroviaire, transport maritime. (rév. 06/2021)
5.1.2 Turbines aéronautiques et moteurs fusées à hydrogène
L’hydrogène liquide présente un intérêt pour les applications aéronautiques du fait qu’il réduit –pour une autonomie équivalente- la masse de carburant embarqué d’un facteur 2,8. De plus, il permettrait un transport « propre » dans la mesure où cet hydrogène aura été produit sans production de CO2. (rév. 04/2021)