Olivier Joubert, le directeur de la Fédération de recherche hydrogène du CNRS.
© David Galllard
Pour assurer le déploiement industriel de la filière hydrogène, les investissements dans la recherche restent nécessaires, souligne Olivier Joubert, le directeur de la Fédération de recherche hydrogène du CNRS. Des défis technologiques sont encore à relever afin de pouvoir répondre aux objectifs de production massive.
Le déploiement de l’hydrogène représente le défi majeur de la filière pour la décennie à venir. Quel est le rôle de la recherche dans cette stratégie ?
Nous avons pour objectif d’améliorer l’existant et de prévoir les technologies essentielles d’ici à quinze ans. L’enjeu étant de produire massivement de l’hydrogène vert, nous sommes particulièrement mobilisés sur les technologies d’électrolyseurs ainsi que sur les liens avec les sources d’énergie en amont de la chaîne, qu’elles soient photovoltaïques, éoliennes ou hydroélectriques. En ce qui concerne le domaine de la mobilité, nous travaillons sur les piles à combustible (PaC), mais aussi sur le système afin d’améliorer notamment l’hybridation avec les batteries lithium-ion ou les supercondensateurs. Il existe d’ailleurs un consensus mondial dans le monde de la recherche sur l’hydrogène concernant les volets à prioriser.
Comment se positionne la France sur ce sujet ? Quelles sont ses priorités ?
Nous bénéficions d’une recherche sur l’hydrogène structurée et performante, mobilisée depuis des décennies. Beaucoup de progrès restent toutefois à faire sur les technologies françaises – électrolyse et PaC – pour qu’elles soient à la pointe, notamment en ce qui concerne la durabilité. Nous sommes aussi actifs sur des technologies de production d’hydrogène moins matures, l’électrolyse haute température (au-dessus de 800 °C) en tête. C’est une nouvelle filière qui se construit, et peu d’acteurs dans le monde fabriquent ces électrolyseurs à très haut rendement. Il y a certes Sunfire en Allemagne, qui a un peu d’avance par rapport à la France. Mais nous avons d’excellents laboratoires au CNRS et au CEA pour rattraper notre retard. L’entreprise Genvia se lance par exemple avec une technologie issue du CEA.
Quelles sont les principales pistes de recherche sur la haute température ?
C’est une innovation qui demande encore de nombreuses améliorations, voire des ruptures. Des technologies de céramiques à basse température sont par exemple en développement pour que l’hydrogène soit produit de la même manière que dans les électrolyseurs à membrane polymère. Ceci éviterait le système de purification nécessaire pour les électrolyseurs en céramique fonctionnant à haute température. Il existe d’autres recherches de matériaux qui, de manière plus incrémentale, devraient permettre d’améliorer la durabilité des membranes. À haute température, des problèmes de durée de vie se posent en effet avec le matériau actuel.
Des innovations sur les technologies actuelles sont-elles attendues ?
Il existe un vaste champ de recherche, encore complètement ouvert, pour trouver des matériaux polymères qui tolèrent des températures élevées. En effet, les technologies à basse température de type PEM (membrane échangeuse de protons) nécessitent l’utilisation de métaux du groupe platine, rares et coûteux, pour catalyser la réaction. Or l’actuelle membrane polymère utilisée dans les électrolyseurs et les PaC PEM ne supporte pas des températures supérieures à une centaine de degrés. Si nous pouvions monter en température, nous aurions alors besoin d’une quantité moins importante de catalyseurs.
Croyez-vous aux innovations de rupture à très bas niveau de maturité, à l’instar de la photo-électrolyse de l’eau ?
La production d’hydrogène à partir de l’utilisation directe du soleil (photo-électrolyse) ou à partir d’algues (biopiles), le recours à l’hydrogène pour la combustion ou bien l’hydrogène naturel sont des pistes très intéressantes sur lesquelles le CNRS est présent. En revanche, la Fédération de recherche hydrogène du CNRS que je dirige n’inclut pas ces groupements de recherche, nos axes de travail étant en phase avec l’accélération industrielle.
Avez-vous de suffisamment de moyens pour mener à bien vos projets ?
Les 7 milliards d’euros du plan hydrogène français visent essentiellement à soutenir le déploiement industriel, et c’est important ! Mais l’avenir de l’hydrogène passe aussi par l’innovation. Nous estimions pouvoir mener de belles recherches avec 100 millions d’euros sur cinq ans. C’est finalement un budget de recherche de 65 millions sur sept ans qui a été annoncé. Je pense que c’est insuffisant pour conduire une activité de recherche rapide et efficace. Malgré cette déception, nous sommes ravis de l’emballement que suscite l’hydrogène du côté industriel. C’est une belle reconnaissance de la filière, pour laquelle nous travaillons depuis des années.
« Des progrès restent à faire pour que les technologies hydrogène françaises soient à la pointe », avertit Olivier Joubert (CNRS) - Industrie et Technologies
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