Sciences

Hydrogène et colza, les concurrents de l'or noir ? - MAJ

ActualitéClassé sous :physique , colza , pétrole

-

Les réserves de pétrole seront-elles épuisées en 2040 ? Selon les dernières estimations de Total Fina Elf, la production d'or noir devrait atteindre son apogée en 2020, avec 100 millions de barils par jour (pour 80 millions par jour en 2004), et les ressources en combustibles fossiles s'épuiser dans les cinquante prochaines années. Si tous les scientifiques ne partagent pas cet avis, la question est posée : quel est le devenir de nos réserves énergétiques ?

Pointée du doigt par le rapport de Mai 2004 du Conseil Economique et social, la France serait l'un des pays riches les plus en retard dans les recherches d'énergie de substitution.

« Nous développons différentes technologies et différents prototypes qui vont nous permettre de ne pas être surpris si un jour cette hypothèse d'un baril de pétrole à 100 ou 120 dollars devait se concrétiser ». Cette affirmation de l'actuel président de Renault, Carlos Ghosn, hier sur France Inter, donne le ton : l'heure est à la diversification.

Les carburants verts

La première alternative au pétrole est entre les mains des agriculteurs et se nomme biocarburant. Issu d'un recyclage complexe des produits agricoles, il pourrait à terme remplacer à 100% le carburant de nos voitures, voire même servir à la confection des sacs de nos supermarchés ! Si la combustion du colza n'est pas moins polluante en terme d'émission que celle des moteurs à essence ordinaires, elle génère moins de particules, et le CO2 qu'elle produit est d'origine végétale.

Le colza : l'alternative à l'or noir ?

Pour fabriquer du biocarburant au colza, on presse le colza pour en tirer une huile, que l'on rend plus fluide par l'ajout de méthanol et d'hydroxyde de potassium. Cette estérification, réalisable avec nombre d'huiles végétales, libère de la glycérine, qui peut être réutilisée dans le domaine de la cosmétique, et du tourteau, utile pour nourrir le bétail.

La grande force de ce nouveau type de carburant, qui peut être mélangé à du diesel ou utilisé pur, est qu'il ne nécessite aucune modification du moteur et qu'il n'affecte pas ses performances. Dans un véhicule diesel standard, il est même possible d'alterner carburant ordinaire et biodiesel. A ce sujet, un rapport du Ministère de l'agriculture et de la pêche, sous la plume de Philippe Desmarescaux, disait déjà en décembre 1998 « Les biocarburants disposent de l'immense avantage de pouvoir être mis en place avec la flotte actuelle des véhicules et sans modification significative de la logistique de distribution du carburant. ». Pourtant, les assurances proposées par les constructeurs automobiles rechignent à garantir ce genre de pratique, arguant que le biodiesel dégrade plus rapidement les matériaux.

L'hydrogène

Déjà largement employé pour propulser les fusées et les navettes américaines, l'hydrogène pourrait bientôt être utilisé comme carburant dans les moyens de transport routiers.

Il existe deux façons d'utiliser l'hydrogène comme source d'énergie.

La première est de le brûler dans un moteur à combustion interne. Cette combustion produit de l'eau et des oxydes d'azote, mais pas de gaz carbonique. L'utilisation de l'hydrogène permettrait donc de réduire sensiblement les émissions de gaz à effet de serre, et sa généralisation freinerait l'épuisement de nos réserves de pétrole.

Néanmoins, l'utilisation de l'hydrogène dans nos voitures est complexe et n'est pas sans inconvénients. Le premier problème concerne le stockage. L'hydrogène étant très peu dense, il fournit à volume égal moins d'énergie que l'essence. Pour conserver une autonomie comparable à celle des voitures d'aujourd'hui, il faudrait embarquer à bord des véhicules des réservoirs démesurés (plusieurs centaines de litres au lieu de la cinquantaine usuelle).

Le second inconvénient peut être appelé le « paradoxe de l'hydrogène ». Alors qu'il constitue un carburant non polluant, l'hydrogène est produit à l'heure actuelle à partir de gaz naturel, et épuise donc une source d'énergie non renouvelable ! D'autre part sa production nécessite une certaine quantité d'énergie, qui provient "tout naturellement"... de nos centrales thermiques ou nucléaires !

Bus fonctionnant à l'hydrogène

La seconde façon d'utiliser l'hydrogène comme source d'énergie est la pile à combustible. Dans une telle pile, une membrane poreuse sépare deux régions, dont l'une contient de l'hydrogène gazeux et l'autre de l'air. Chaque région contient une électrode imprégnée de platine.

« Au contact du platine, l'hydrogène se dissocie, et les électrons laissés sur l'électrode migrent dans le circuit entre les deux électrodes, engendrant un courant électrique », explique Tapan Bose, de l'Institut de recherche sur l'hydrogène de l'Université du Québec à Trois-Rivières, avant d'ajouter que « l'avantage de ce système, c'est qu'environ 45 % de l'énergie chimique contenue dans l'hydrogène est convertie en électricité, ce qui est un excellent rendement. À titre de comparaison, le rendement d'un moteur à combustion interne ne dépasse pas 25 % »

Ainsi, l'électricité générée par la pile à combustible pourrait alimenter le moteur électrique d'une voiture. Mais certains scientifiques voient dans les piles à hydrogène plus qu'une source d'électricité pour les véhicules. «Elles pourraient servir de générateurs d'appoint, beaucoup moins polluants que des génératrices diesel. Mais, surtout, elles permettent d'envisager l'hydrogène comme moyen de stockage d'énergie. Prenez un endroit isolé, poursuit-il, non desservi par des lignes électriques, où l'électricité est produite par éolienne quand il y a du vent ou par une petite centrale thermique quand l'air est calme. On pourrait obtenir de l'hydrogène par électrolyse, à partir de l'eau, en utilisant l'énergie excédentaire produite quand il y a du vent. Quand il n'y a pas de vent, l'hydrogène stocké servirait à produire de l'électricité, avec des piles à combustible. Tout ça sans pollution ou presque ! » s'enthousiasme Tapan Bose.

Si son avenir sur le long terme est menacé, l'or noir a encore de beaux jours devant lui. D'ailleurs, en dépit de ses recherches en terme de développement durable, c'est bien le pétrole qui a permis à l'écurie Renault de remporter le titre de Constructeur, et à son pilote, Fernando Alonso, de devenir champion du monde de formule 1. Alors, à quand un grand prix de Monaco au colza ?

Mise à jour : contrairement à ce que, par manque de précision, une partie de cet article pouvait laisser penser, la substitution intégrale du pétrole par le biocarburant n'est pas viable, étant donnés les surfaces d'exploitation qu'il faudrait développer à cette seule fin, et les rendements qu'il faudrait obtenir sur ces exploitations. Ainsi, et pour les raisons exposées ci-dessus, si le biocarburant est une bonne alternative ponctuelle au pétrole, elle ne constitue pas à elle seule une solution compatible avec les enjeux du développement durable.

Cependant l'incorporation progressive de biocarburants dans les carburants fossiles est programmée et prônée par l'Union européenne, dont une directive incite à l'incorporation de carburants verts (éthanol ou Diester) dans les carburants fossiles classiques (essence et diesel) à hauteur de 2% en 2005 et de 5.75% en 2010.

D'autre part, et comme le précisait à juste titre un lecteur, l'attitude défensive des constructeurs automobiles et de gouvernements face aux biocarburants est un problème propre à la France. En cela, nous avons effectivement beaucoup à apprendre du Brésil et de nos voisins allemands.