L'hydrogène vert, livre ebook

L’Homme a longtemps cru que la Terre était infinie et ses ressources illimitées. Il découvre aujourd’hui qu’il vit dans un espace restreint et que la pénurie menace son existence. Il sait depuis longtemps que le climat peut perturber ses activités. Il apprend maintenant que ses activités peuvent provoquer un désastre climatique. Face à ces contraintes de plus en plus oppressantes, nous devons nous adapter à un monde qui change et trouver des pistes pour construire un avenir meilleur. Une de ces pistes consiste à abandonner définitivement l’usage des énergies fossiles responsables du réchauffement climatique et dont les réserves vont rapidement s’épuiser. Ainsi, il faut que les énergies de remplacement soient abondantes et facilement disponibles, qu’elles soient propres et viables techniquement et économiquement. L’objectif de cet ouvrage est de démontrer que, sous certaines réserves, l’hydrogène peut être l’une de ces énergies de remplacement. En particulier, l’hydrogène est amené à jouer, dans les prochaines décennies, un rôle majeur en tant qu’énergie de propulsion des véhicules terrestres et aériens, des fusées et des vaisseaux spatiaux. Le défi de demain sera alors de faire passer l’hydrogène du stade d’une matière première traditionnelle pour l’industrie chimique à celui d’un vecteur énergétique à la fois inépuisable et décarboné pour toutes les mobilités.

Introduction.................................................................................7

1. Qu’est-ce que l’hydrogène....................................................... 11

Historique de l’hydrogène, dusiècle des lumières à nos jours......... 11

Propriétés énergétiques del’hydrogène ....................................... 15

L’hydrogène : une matièrepremière pour l’industrie et un vecteur

énergétique pour lesmobilités................................................... 16

Sécurité liée à l’utilisation del’hydrogène ................................... 17

2. Les « gisements d’hydrogène »n’existent pas........................... 27

Généralités sur la production del’hydrogène................................ 28

Procédés de production del’hydrogène utilisant l’énergie fossile .... 41

Procédés de production de l’hydrogèneutilisant les énergies

renouvelables et l’énergienucléaire............................................ 47

3. Comment stocker, transporteret distribuer l’hydrogène ............ 53

Le stockage : une gamme large desolutions................................ 53

Transport etdistribution........................................................... 58

4. Les piles à combustibles oupiles « inusables »........................ 63

La pile alcaline (AFC)............................................................... 69

La pile à membrane échangeuse deprotons (PEMFC)..................... 70

La pile à acide phosphorique(PAFC)........................................... 72

La pile au carbonate fondu(MCFC)............................................. 73

La pile à oxyde solide(SOFC)..................................................... 74

La pile au méthanol(DMFC)....................................................... 76

5. L’hydrogène : une matièrepremière à notre disposition............ 79

Dans la chimie et lapétrochimie................................................ 81

Dans le réseau de transport del’électricité .................................. 85

6. L’hydrogène, un vecteurénergétique pour les transports

terrestres et aériens............................................................... 91

L’hydrogène pour décarboner lestransports terrestres................... 91

L’hydrogène pour décarbonerl’aviation commerciale ..................... 100

Le stockage de l’hydrogèneliquide ............................................. 112

L’hydrogène pour décarbonerl’aviation légère.............................. 113

7. L’hydrogène, un carburant pourles mobilités spatiales ............. 115

Quelques rappelshistoriques...................................................... 115

La radioactivité à la conquête del’espace ................................... 118

La propulsion d’une fusée......................................................... 120

La propulsion nucléaire et laproblématique d’un voyage

vers la planèteMars................................................................. 125

Notion de dosesradioactives..................................................... 130

Les rayonnementscosmiques..................................................... 132

Quelques notions préliminairessur la physique des réacteurs

nucléaires...............................................................................135

Avantages de la propulsionnucléaire dans un vol vers Mars

etau-delà...............................................................................139

L’hydrogène et la propulsionnucléaire thermique ......................... 141

Conclusion

De l’hydrogène chimique àl’hydrogène énergétique ............................. 151

Définitions...................................................................................160

Sigles et acronymes...................................................................... 164

Bibliographie...............................................................................167