« Mes amis, je crois que l’eau sera un jour employée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène, qui la constituent, utilisés isolément ou simultanément, fourniront une source de chaleur et de lumière inépuisables. » La célèbre prédiction de Jules Verne dans L’île Mystérieuse (1874) se concrétise dès aujourd’hui dans un grand nombre de domaines, à l’heure de la transition énergétique et de la souveraineté industrielle…

Extraits du dossier à retrouver dans le magazine en-direct n°326.

En juin dernier, la 25^e Conférence mondiale sur l’énergie hydrogène réunissait pas moins de 1 000 acteurs du domaine à Singapour. La prochaine se tiendra en 2028 à Paris, autour d’un même public de scientifiques et d’industriels.

« C’est un signe fort de la reconnaissance de l’implication et de la capacité de la France dans le développement de technologies incontournables pour l’avenir », estime Daniel Hissel, vice-président de l’université Marie et Louis Pasteur (UMLP), directeur-adjoint de la Fédération nationale de recherche sur l’hydrogène, et qui sera l’un des deux coprésidents de l’édition 2028 de la conférence.

« Mais les efforts demandent à être poursuivis. En France, le programme Hydrogène lancé en 2020 n’est pas suffisamment relayé par de nouveaux projets, alors même que nous sommes dans une étape de consolidation à l’échelle mondiale. Si certaines entreprises ont dû recentrer leur activité au fil du temps, d’autres sont plus que jamais dans la course. Il est indispensable de continuer à soutenir le tissu scientifique et industriel pour favoriser le développement technologique. »

Au niveau mondial, la Chine a annoncé faire de l’hydrogène une priorité de son plan quinquennal, l’Inde est également fortement engagée dans le domaine et vise à devenir l’un des acteurs majeurs de la production d’hydrogène vert dès 2030.

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Les équipements placent la barre très haut

Les équipements sont à la hauteur des réalisations et des ambitions, comme en témoignent les dernières acquisitions du FCLAB, obtenues grâce au projet national DurabilitHy. (…)

« DurabilitHy est un projet tiré par le terrain, par les applications. Les équipements acquis à ce titre répondent directement aux problématiques d’usage qui intéressent les industriels », explique Marie-Cécile Péra.
La durabilité des systèmes de puissance est au cœur des objectifs. Des bancs d’essais de 15 kW permettent de tester des piles à combustible sur la longue durée. « Ces bancs peuvent être couplés de façon à assembler plusieurs sous-systèmes, dont il est possible de faire varier la puissance. C’est le meilleur moyen d’optimiser un système dans sa globalité. »

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Rentrée de l’école de l’hydrogène

Elle a officiellement débuté en janvier 2026, mais n’a pas à proprement parler ouvert ses portes : l’école de l’hydrogène est une école hors les murs, un réseau d’établissements mobilisés autour d’un objectif : renforcer la place de l’hydrogène dans l’offre de formation.

Projet porté par la Région Bourgogne – Franche-Comté, l’école de l’hydrogène s’appuie sur des ressources académiques et des collaborations avec le monde de l’entreprise pour favoriser un enseignement adapté du CAP au doctorat.

« Il s’agit de structurer l’offre sur le territoire, de renforcer les formations déjà existantes et de donner une coloration hydrogène à d’autres », explique Thomas Gauby, chef du projet à la Région. « Cette coloration sera plus ou moins marquée en fonction des objectifs. Elle ira de quelques heures de découverte à des modules spécialisés pleinement inscrits à certains programmes, et s’assurera de tisser un lien entre les cursus scolaires et universitaires. »

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L’hydrogène entre en guerre

On le sait depuis les débuts du conflit en Ukraine, la façon de mener une guerre a changé. Sur le terrain, le matériel lourd laisse place aux drones, aux capteurs et autres équipements high tech et compacts. Les gros moteurs à combustion passent la main aux batteries lithium pour une alimentation tout électrique. Mais comme les civils, les militaires se heurtent à la double problématique de l’autonomie et du temps de recharge de ces batteries.

Pour pallier ces inconvénients, l’hydrogène s’avère une piste prometteuse, explorée dans un projet européen auquel participe l’UTBM. L’Estonie, la Slovénie, la Grèce et la France sont les pays engagés dans ce projet, dont les partenaires sont soutenus par leurs ministères de la défense respectifs.

« L’ambition de l’Europe est d’être autonome et maître de ses approvisionnements, dans un contexte marqué par des risques de conflit sur son territoire », explique Fei Gao, professeur en génie électrique à FEMTO-ST et en charge du projet à l’UTBM. « L’un des objectifs du projet est de produire de l’hydrogène directement sur le théâtre des opérations, grâce à des systèmes portables fonctionnant à l’énergie solaire ou éolienne, et adaptés au contexte militaire. »

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Produire… et consommer local

En matière de production d’électricité pour des applications civiles, la logique des grands ensembles fait entrer les technologies hydrogène dans des infrastructures lourdes et de grands réseaux, à l’instar des installations existantes, comme les centrales nucléaires.

En marge de cette optique, un courant veut privilégier le développement d’équipements à petite échelle, adaptés à leur contexte et maîtrisables par les usagers. Cette tendance Low-Tech, ou basse technologie, connaît un fort engouement depuis une dizaine d’années, par exemple en France où elle se matérialise dans les Low-Tech Labs.

« Ces technologies sont conçues pour être utiles et répondre à des besoins essentiels. Elles sont accessibles, d’un fonctionnement simple à comprendre, comme celui d’un vélo. Dans un souci de durabilité, elles se développent à une échelle raisonnable et privilégient l’utilisation de matériaux qui limitent les problèmes d’extraction ou d’enjeux de souveraineté », expliquent les enseignants-chercheurs Nicolas Simoncini et Robin Roche.

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Solutions de stockage optimales

Stocker de l’hydrogène est notamment possible sous forme solide, par le biais d’hydrures métalliques, et à haute pression sous forme gazeuse : c’est le stockage hyperbare. L’étude et l’optimisation de cette deuxième solution est au cœur du projet national Hyperstock, qui s’achèvera l’an prochain au terme de cinq années de travail.

Hyperstock est l’un des sept projets de R&D élus en 2022 au titre du PEPR-H2, le Programme et équipement prioritaire de recherche sur l’hydrogène décarboné. Il bénéficie d’un budget global de près de 4 millions d’euros et des compétences d’une trentaine de chercheurs, doctorants et post-doctorants affiliés à sept laboratoires de recherche, au CEA et au CNRS.

L’une des recherches menées au département Mécanique appliquée de l’Institut FEMTO-ST concerne l’un des éléments clés du stockage hyperbare : le liner polymère, qui constitue une enveloppe étanche dans le réservoir. Les parties métalliques impliquées dans le raccordement au réseau et les canalisations sont un sujet traité par les partenaires du projet.

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Plus vite avec l’IA

Ouvrir une pile à combustible en fonctionnement est impossible ! Réaliser des tests sur un système hydrogène demande beaucoup de temps ! En contournant ces obstacles, l’intelligence artificielle (IA) s’impose depuis plusieurs années à l’Institut FEMTO-ST.

L’IA permet de mieux comprendre les systèmes hydrogène, d’établir des diagnostics sur leur fonctionnement et des pronostics sur leur espérance de vie, et de réduire la durée des tests avant leur mise sur le marché.

« Produire une PAC demande une dizaine de minutes, la tester prend 2 h 30 en bout de chaîne de fabrication. Dans un projet actuellement en cours, de vrais tests sont utilisés pour générer, par intelligence artificielle, de « faux tests » qui combinent les données en fonction de différents paramètres, comme la température, la pression…, et qui sont en définitive très proches de la réalité, explique Daniel Hissel. L’IA permet une meilleure exploitation des données disponibles, pour définir les protocoles de tests les plus efficaces possible. »

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Illustration début d'article : Gwladys Darlot