Mémento de l Hydrogène FICHE Les réalisations . L HYDROGENE ENERGIE EN FRANCE

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1 Mémento de l Hydrogène FICHE 9.0. L HYDROGENE ENERGIE EN FRANCE La présente fiche est un panorama de ce qui se fait en France dans le domaine de l hydrogène énergie. Sont d abord passées en revue les réalisations concrètes existantes et mises sur le marché, ou en état de l être, puis en second lieu les initiatives, projets et programmes en cours et prévus pour l avenir. Sont ensuite cités les principaux acteurs impliqués dans cette filière hydrogène énergie. Les thèmes abordés recouvrent le plus souvent le contenu plus approfondi des fiches spécialisées correspondantes auxquelles il est suggéré de se reporter. Sommaire 1 - Les réalisations 2 - Les prochaines réalisations 3 - Recherche et développement en cours 4 - Programmation et études 5 Les principaux acteurs 6 L apport de la France à l histoire de l hydrogène 7 - Conclusion 1. Les réalisations 1.1- Production L industrie française a produit en 2006, tonnes d hydrogène, elle en réutilise, sur place pour ses propres besoins, la majeure partie (hydrogène captif et hydrogène coproduit). Seulement 11% est de l hydrogène marchand distribué par les gaziers industriels (cf. Fiche 1.3). L utilisation énergétique actuelle de l hydrogène pour produire de l électricité, limitée à quelques opérations de démonstration, est trop peu importante pour justifier une production «spécifique», aussi, pour cet usage, il est fait appel à l hydrogène commercialement disponible. Néanmoins, il existe une véritable filière énergétique à base d hydrogène à faible émission de carbone produit par électrolyse de l eau avec l électricité issue des énergies renouvelables. Dès aujourd hui, sur le marché, en France, des électrolyseurs adaptés sont disponibles: - McPhy Energy propose des modules électrolyseurs alcalins d origine italienne (PIEL) produisant jusqu à 14 Nm 3 /h d hydrogène. McPhy Energy est une nouvelle société installée à La Motte-Fanjas dans la Drôme, spécialisée dans la production et le stockage de l hydrogène, particulièrement pour la mise en valeur des énergies renouvelables. - CETH2 (Compagnie Européenne des Techniques de l Hydrogène), également une jeune entreprise localisée dans l Essonne à Villebon-sur-Yvette, développe et commercialise des électrolyseurs à membrane polymère réalisées suivant une technique proche de celle des piles à combustible de type PEM (cf. Fiche 5.2.2). Ces électrolyseurs, capables de produire de 5 à 240 Nm 3 /h sous 15 bars, sont mieux adaptés à l intermittence des énergies renouvelables que ne le sont les électrolyseurs alcalins. Restant toujours dans le domaine de l hydrogène vert, CETH2 fabrique également des reformeurs produisant de l hydrogène à partir du méthanol ou du bioéthanol. Photo électrolyseur CETH2 (y inclure la légende) 1/12

2 - AREVA Stockage d Energie, anciennement Hélion Hydrogen Power, est une entreprise du groupe AREVA, localisée à Aix-en-Provence, aussi spécialisée dans les applications de l hydrogène-énergie. Elle fabrique également des électrolyseurs suivant la technique PEM qui délivrent de 10 à 100 Nm 3 /h d hydrogène à des pressions de 35 à 50 bars. Visuel Greenenergy Box Areva Stockage d Energie Stockage Le stockage de l hydrogène est l un des domaines où la France est particulièrement active depuis le stockage dans de petites bouteilles de gaz comprimé jusqu à celui de tonnes d hydrogène liquide nécessaires aux vols spatiaux. - Stockage de faibles quantités pour alimenter les petites piles à combustible liées à des équipements portables tels que les téléphones, smartphones, tablettes, baladeurs numériques, caméras, ordinateurs etc. La nouvelle société HyCan - Hydrogen Canister implantée à Valence dans la Drôme commercialise, via Internet, de petites bouteilles en aluminium de type aérosol d une contenance de 200 à 800 ml chargées à 12 bars d hydrogène gazeux permettant, à travers un détendeur approprié, de disposer d une énergie de 6 à 24 Wh. Cartouche Hydrostik d hydrure métallique La société lyonnaise WH2, créée récemment, propose de même à la vente sur son site des petites recharges d hydrogène sous forme de cartouches en aluminium. Le gaz, à la fois comprimé et absorbé sous forme d hydrure d aluminium, permet de stocker une énergie de 10 Wh sous une dizaine de cm 3 (cf. fiche 4.4). Ces cartouches sont destinées à alimenter les piles à combustible Horizon (Singapour) d importation vendues sur ce même site. Pragma Industries, située à Bidart dans les Pyrénées Atlantiques, commercialise également une gamme de petites et moyennes cartouches d hydrogène à hydrures métalliques pour diverses applications portables. pragma-industries.com Cartouches d hydrogène à hydrures métalliques Pragma Industries 2/12

3 - Stockage d hydrogène adapté aux applications mobiles: automobile, autobus, véhicules utilitaires, engins de manutention etc. MaHyTec implantée à Dôle dans le Jura est une entreprise spécialisée dans la fourniture de réservoirs à hydrogène comprimé à 350 ou 700 bars. D une capacité de un à plusieurs litres, ces réservoirs cylindriques en matériaux composites renforcés d enroulements filamentaires peuvent contenir de un à quelques kg d hydrogène, des quantités adaptées à l automobile à pile à combustible dont la consommation est de 0,7 à 1 kg d hydrogène aux 100 km. Réservoirs MaHyTec La société Composites Aquitaine, située à Salaunes en Gironde, est une filiale de EADS spécialisée dans la fabrication de pièces en matériaux composites pour l aéronautique, l espace, la défense et le ferroviaire. Elle fabrique également des réservoirs composites avec bobinage filamentaire pour gaz à haute pression et en particulier pour l hydrogène. Réservoir d'hydrogène 525 bars Composites Aquitaine développé dans le cadre du projet H2E (Air Liquide et Composites Aquitaine). Pour les quantités d hydrogène plus importantes dizaines à centaines de kg adaptées au stockage des énergies renouvelables, le domaine est resté longtemps avec des solutions assez peu satisfaisantes car il est délicat d envisager de gros volume de gaz à 350 ou 700 bars. En fait, on a utilisé plutôt de grands volumes de gaz à de plus basses pressions comme dans le cas du projet MYRTE cité plus loin 1.5. Aujourd hui des progrès ont été réalisés sur le stockage par chimisorption par un métal 1 et ont été mis en pratique par la Société McPhy Energy installée à La Motte-Fanjas dans la Drôme. Cette entreprise est devenue, en quelques années, l un des spécialistes mondiaux de ce type de stockage de l hydrogène dans de l hydrure de magnésium (cf. Fiche 4.4). Ce stockage a l avantage d offrir de grandes capacités, jusqu à 750 kg d hydrogène, sans mise en œuvre de pressions élevées. Depuis peu, McPhy Energy fournit également des électrolyseurs. 1 on rencontre souvent l expression «stockage solide», il s agit d un abus de langage pouvant faire croire à un stockage de l hydrogène à l état solide ce qui n est pas le cas (dans les conditions normales cette solidification se produit à 14 K soit -259 C). Il convient plutôt de dire stockage dans un solide. 3/12

4 Quant au stockage des très grosses quantités il se fait, de nos jours, sous la forme liquide à 20 K (- 253 C) dans des conditions qui exigent une mise en œuvre cryogénique délicate et coûteuse, seulement justifiée dans des cas très particuliers comme l alimentation des fusées spatiales en Guyane où ces grandes quantités d hydrogène sont produites sur place. Ainsi, grâce à la société Air Liquide, leader mondial des fournisseurs de gaz, et au lanceur Ariane, la France maîtrise particulièrement bien ces technologies. Pour ces très gros stockages d hydrogène, une autre solution envisagée est le stockage géologique à l image de ce qui se fait pour le gaz naturel (cf. projet HyUNDER cité plus loin 4.2.) Piles à combustible Pragma Industries, l entreprise citée ci-dessus à propos des cartouches d hydrogène, commercialise des piles PEM de faible puissance à vocation pédagogique présentées seules ou intégrées à une petite voiture jouet ou à un sécateur électrique. ClearPak Pragma Industries PaxiTech, implantée à Echirolles dans l Isère, fabrique et commercialise plusieurs modèles de piles à combustible d une puissance de 3 à 10 W adaptées aux équipements portables ou à leur recharge par port USB. Le catalogue de PaxiTech propose aussi des cœurs de pile, des assemblages, des cellules pour l étude de piles et des mallettes de matériel pédagogique. Pile planaire Paxitech 3W/5V Comme il est dit plus haut, WH2 commercialise sur internet ( de petites piles à combustible PEM de marque Horizon Fuel Cell fabriquées à Singapour (puissance 2W - capacité 15 Wh) ayant pour fonction de recharger des équipements portables en site isolé. Ces piles sont équipées des cartouches d hydrogène évoquées 1.2 ci-dessus. Cette même société vend également du matériel didactique hydrogène-énergie. Chargeur de batterie HorizonFuelCell SymbioFcell, entreprise localisée à Grenoble, développe et réalise des dispositifs à piles à combustible de moyennes et fortes puissances allant de 5 à 300 kw mises au point en collaboration avec le CEA. Les piles de puissances de 5 à 10 kw équipent des prolongateurs d autonomie pour voitures à batteries électriques et pour les fortes puissances ces piles alimentant de gros véhicules, des camions, des autobus ou des engins spécialisés comme des dameuses prévues pour les stations de sports d hiver dans une démarche de développement durable. Pile SymbioFCell 5kW 4/12

5 Axane et Air Liquide Hydrogène Energie, filiales de Air Liquide, situées à Sassenage, en Isère, sont spécialisés dans la fourniture de piles PEM d une puissance de 0,5 à 10 kw dont la fonction est celle d un groupe électrogène, c'est-à-dire de fournir de l électricité en secours ou en site isolé. En collaboration avec Plug Power, ces filiales fournissent également des piles pour divers engins spécialisés et en particulier pour des chariots élévateurs. Générateur électrique portable à pile à combustible Axane Toujours concernant les groupes de secours et l alimentation en site isolés, AREVA Stockage d Energie citée ci-dessus à propos des électrolyseurs, fournit des piles à combustible de puissances allant de 30 à 100kW. Cette même société propose également des bancs didactiques pour l enseignement: ces dernières années, 18 de ces dispositifs dénommés Bahia ont été installés dans des établissements d enseignement supérieur université, IUT, écoles /areva-stockage-d-energie.html Applications mobiles Les automobiles La petite voiture F-CityH 2 est le premier véhicule à pile à combustible hydrogène immatriculé en France (déc à la préfecture de Belfort). Elle est le fruit du partenariat de Michelin (module à pile à combustible), de FAM Automobiles (fabrication et homologation du véhicule), de Eve system (chaîne de traction et intégration des batteries dans le module énergie), de FC Lab (analyse des risques et tests environnementaux) ainsi que de l Institut Pierre Vernier (tâches de communication). Il s est agi d adapter un prolongateur d autonomie à une voiture électrique à batterie lithium permettant de multiplier par plus de trois sa capacité énergétique avec l avantage d une recharge de quelques minutes. F-City H2 La HyKangoo ZE est l utilitaire électrique à batterie Renault Kangoo ZE qui a été équipé d une pile à combustible prolongeant son autonomie jusqu à 320 km. Il s agit d une pile SymbioFcell de 5 kw alimentée à partir d un réservoir contenant 1,5 kg d hydrogène gazeux comprimé à 350 bars. 5/12

6 La Green GT H2 est un prototype de voiture de course qui, à l avenir, pourra participer à des courses comme celle des 24 h du Mans. Construit par la société helvétique Green GT Technologies, ce bolide conçu pour atteindre 300 km/h, est équipé d une pile à combustible SymbioFcell de 300 kw alimentée par deux réservoirs d hydrogène comprimé à 350 bars ayant une capacité totale de 8,5 kg. Les véhicules spéciaux Chariot élévateur sur le site Air Liquide de Vatry Des chariots élévateurs à pile à combustible sont commercialisés en Europe par la société HyPulsion résultant de la collaboration Plug Power et Axane. Neuf de ces chariots ont été mis en service sur une plateforme logistique appartenant à Air Liquide Welding à Vatry dans la Marne. Ils sont alimentés par une station service à hydrogène qu a spécialement implantée Air Liquide. A noter que pour ces engins électriques le principal intérêt de la pile à combustible est une recharge de l hydrogène, donc une immobilisation, de quelques minutes au lieu des 8 h nécessaires pour recharger ceux alimentés par des batteries, permettant ainsi de disposer d une flotte de chariots plus flexible. La tondeuse à gazon à hydrogène Bahya est une adaptation, réalisée par l entreprise MaHyTec déjà citée, de la tondeuse autoportée Bahia construite par la société alsacienne Etesia. Le moteur thermique a été modifié pour être alimenté en hydrogène à partir d un réservoir à hydrure. Ce type de tondeuse est prévu pour entretenir les espaces verts de la Communauté d Agglomération du Grand Dôle. Le projet DhyMont, qui s inscrit dans la démarche de développement durable des stations de sport d hiver savoyardes, a pour objet la réalisation d un prototype de dameuse électrique à pile à combustible à hydrogène dont il a été question ci-dessus. Le but est d expérimenter, sur de gros engins, le fonctionnement de piles à combustible de forte puissance dans des conditions extrêmes: basses températures, altitude, fortes pentes et vibrations. Cette opération réunit les entreprises SymbioFcell et AZTEC en collaboration avec l Institut FC Lab de Belfort et le CEA Liten. 6/12

7 Les bateaux Green calanques est un bateau solaire de la compagnie Croisières Marseille Calanques (CMC) qui, en 2013, doit être équipé d un ensemble électrolyseur - réserve d hydrogène - pile à combustible. Il deviendra ainsi entièrement autonome, capable de stocker l énergie solaire fournie par les cellules photovoltaïques de son toit par l intermédiaire de l hydrogène. Le projet résulte de la collaboration de CMC, AREVA Stockage d Energie (Hélion), Transdev Cap Provence et Arts et Métiers Paris Tech d Aix-en Provence. En Pays de Loire le bateau de loisir MOST H, prévu pour 10 passagers, est une petite embarcation à moteur électrique alimenté par une pile à combustible à hydrogène qui lui confère une autonomie de navigation de 8h sur la rivière l Erdre. Il a été conçu et réalisé par l ICAM de Nantes avec le soutien de plusieurs organismes institutions et entreprises des Pays de Loire dont la Mission Pays de Loire MH2. Les stations service Les stations service qui, en France, délivrent de l hydrogène ne sont pas ouvertes au public, elles font partie de sites techniques expérimentaux. Il en existe trois qui sont des stations mobiles Air Liquide. L une est à Tavaux, dans le Jura, elle fait partie de l unité industrielle Solvay, et délivre de l hydrogène à 35 MPa pour les prototypes de véhicules nés de la collaboration Renault, Solvay, SymbioFcell. Cette station était auparavant à Aubevoye dans l Eure, au Centre Technique d Essai Renault. La seconde de ces stations est à Sassenage dans l Isère, à la Division des Techniques Avancées d Air Liquide, elle y délivre également de l hydrogène gazeux à 35 et 70 MPa pour des prototypes de véhicules à pile à combustible. La troisième station de distribution d hydrogène est, elle, implantée à Vatry dans la Marne pour alimenter les chariots élévateurs à pile à combustible de la plateforme logistique de la société Air Liquide Applications stationnaires L opération Myrte, implantée à Vignola en Corse du Sud, est une chaîne énergétique complète permettant de stocker l énergie solaire et de la restituer en électricité et chaleur. Il s agit de l aboutissement d un projet mené par l Université de Corse, l entreprise AREVA Stockage d Energie, et le CEA. L installation comporte un ensemble de m 2 de panneaux photovoltaïques d une puissance crête de 560 kw, un électrolyseur de 40 Nm 3 /h et une pile à combustible de 200 kw couplée au réseau. L hydrogène et l oxygène produits par l électrolyseur à la pression de 35 bars sont stockés dans des réservoirs de 90 m 3 avant d être utilisés dans la pile à combustible. 7/12

8 Janus, le projet municipal de La Croix-Valmer dans la Baie de Saint-Tropez, en cours d installation, a pour objectif de contribuer à une autonomie énergétique partielle des bâtiments de la commune et si besoin de les secourir tout en assurant de la stabilité au réseau électrique général. Des panneaux photovoltaïques d une puissance de 35 kw disposés sur le toit d un bâtiment municipal produiront l électricité alimentant l électrolyseur d un groupe Green Energy Box construit par AREVA Stockage d Energie qui comporte également un module de stockage hydrogène-oxygène et une pile à combustible. La première phase de Janus concerne l alimentation électrique d un bâtiment, destiné à la petite enfance, dont l autonomie devrait être de 45%. Le siège de la société Abalone Energie à Saint-Herblain, dans les environs de Nantes, est un bâtiment énergétiquement autonome, voire à énergie positive, qui est en mesure de stocker de l énergie en faisant intervenir l hydrogène. Son équipement comprend des panneaux photovoltaïques, des éoliennes, un électrolyseur, un module de stockage d hydrogène et une pile à combustible. Installation d'une pile à combustible PEM dans un bâtiment tertiaire. La pile doit permettre de donner au bâtiment son autonomie énergétique lors du manque de production d'énergies renouvelables. 2. Les prochaines réalisations L opération de démonstration GRHYD propose de transformer en hydrogène l électricité issue d énergies renouvelables produite en dehors des périodes de consommation et d injecter cet hydrogène dans le réseau de gaz naturel. Le mélange obtenu, l hythane, a un meilleur pouvoir énergétique et émet moins de dioxyde de carbone. A titre expérimental, il est prévu dans un premier temps de valoriser cet hythane, d une part comme carburant pour véhicules, et d autre part comme alimentation d un quartier de 200 logements. Ce programme est mené par GDF SUEZ au sein d un groupement de 12 partenaires Distribution en station service pour véhicules. Très prochainement, sur la plateforme logistique IKEA à Saint-Quentin-Fallavier près de Lyon, Air Liquide installera une station privée de distribution d hydrogène (gaz à 350 bars) pour alimenter une vingtaine de chariots élévateurs à pile à combustible. 3. Recherche et développement en cours Le CEA intervient sur de nombreux sujets du domaine de l hydrogène énergie. L institut principal concerné est le CEA/LITEN basé à Grenoble. Parmi les travaux entrepris on peut citer: les recherches sur la production d hydrogène par les microalgues et les cyanobactéries dans le cadre de la plateforme de recherche HélioBiotec sur le site de Cadarache; les recherches sur le cœur des piles à combustible (film de Nafion recouverts de grains de carbone) avec l INAC (Institut des nanosciences et de cryogénie) et dans le cadre d un contrat avec Nissan; les travaux concernant l électrolyse de la 8/12

9 vapeur d eau à haute température et sur le stockage de l hydrogène dans les réservoirs composites dans les hydrures métalliques.et également la modélisation et la sécurité Ces travaux s effectuent en collaboration avec Massey Fergusson pour des applications agricoles, avec McPhy Energy pour les essais de ses plateformes de stockage. et avec SymbioFcell pour les applications de ses piles à combustible Dans un certain nombre de laboratoires du CNRS, le thème hydrogène énergie est abordé et les recherches correspondantes se retrouvent dans plusieurs Groupes de Recherche (GDR) fédérateurs: Le GDR ACTHYF, arrivé à échéance fin 2012, sera prochainement remplacé par un nouveau GDR en commun avec le GDR PACS, ce sera le GDR HYSPAC. Pour ce qui le concerne, ACTHYF, qui a réuni 31 instituts et laboratoires de recherche, il aborde plusieurs thèmes scientifiques et techniques liés à la production douce de l hydrogène (biomasse, thermolyse, électrolyse) à son stockage (gaz haute pression, hydrures métalliques), à sa purification et à la sécurité à prendre en compte pour son utilisation. Parmi les résultats obtenus on peut citer : la mise au point d un catalyseur permettant de produire de l hydrogène à température ambiante à partir d éthanol issu de la biomasse ; la mesure du changement de volume des hydrures métalliques lorsqu ils stockent de l hydrogène. Le GDR PACS, issu de 3 anciens groupes de recherche (ITSOFC, PACEM et PACTE), fédère une communauté scientifique de 150 chercheurs, de 60 laboratoires du CNRS. Centré sur l étude du cœur de pile à combustible, l objectif de ce GDR est de mettre au point un nouveau concept de membrane conductrice protonique alliant les avantages des membranes polymères des piles PEM (souplesse et conductivité élevée) à ceux des oxydes céramiques des piles SOFC et PCFC (température de fonctionnement plus élevée permettant une meilleure catalyse des réactions aux électrodes et une meilleure évacuation et utilisation de la chaleur produite). Le GDR Biohydrogène a pour objectif la promotion de l hydrogène d origine biologique comme source d énergie. Les axes des sujets de recherche concernent entre autres: la sélection de souches bactériennes productrices d hydrogène; le rôle des enzymes hydrogénases dans le métabolisme énergétique; l obtention en grande quantités d enzymes insensibles à l oxygène (celui-ci a pour effet néfaste de bloquer le processus catalytique de production de dihydrogène de ces enzymes) et la mise au point de biocatalyseurs de conversion hydrogène-électricité dans l intention d abaisser le coût de production des piles à combustible L ANR (Agence Nationale de la Recherche) finance le projet de biotechnologie Algo H2. Celui-ci prévoit d optimiser le processus de production d hydrogène par photosynthèse avec la microalgue verte Chlamydomonas reinhardtii grâce à une enzyme Fe-hydrogénase à forte activité. Dans cette opération sont impliqués: deux laboratoires du CEA (IBITec-S à Saclay et LB3M à Cadarache) et trois laboratoires CNRS-Université (BIP à Marseille, LGCB à Clermont-Ferrand et GEPEA à Nantes). 3.4 Le projet BioTfuel, développé par l IFP Energies Nouvelles (IFPEN), concerne la production par voie thermochimique de biocarburants de deuxième génération (biodiesel et biokérosène). Mais, l axe central du procédé étant l obtention de gaz de synthèse à partir de la biomasse lignocellulosique, il sera possible de convertir ce gaz en hydrogène parallèlement (ou en alternative) à sa conversion en carburant (synthèse de Fischer-Tropsch). 4. Programmations et études 4.1- Feuille de route stratégique ADEME: «L hydrogène énergie et les piles à combustible». Son objectif est d éclairer pour l avenir les enjeux (industriels, technologiques, environnementaux et sociétaux), d élaborer des visions cohérentes et partagées des techniques et du système sociotechnique. Cette feuille de route met aussi en avant les verrous (technologiques, organisationnels et socio-économiques), et rend prioritaires les besoins de recherche industrielle et de son développement. Pour l horizon 2050, quatre visions sont proposées: (1) hydrogène bas carbone pour l industrie, (2), hydrogène renouvelable pour l industrie, (3), hydrogène bas carbone en réseau national et (4), Une économie locale de l hydrogène renouvelable maille le territoire Le projet HyFrance 3 Développement des marchés de l hydrogène a poursuivi les précédents HyFrance. Réunissant dix partenaires du secteur public, semi-public, privé et des associations qui sont 9/12

10 coordonnés par le CEA, ce troisième projet a étudié les évolutions de certains maillons de la chaîne hydrogène à moyens terme. Furent concernés la demande industrielle, la production, le stockage massif et la distribution en région dans des stations service pour l automobile. Aujourd hui ce projet est prolongé par le projet européen HyUNDER auquel participe toujours le CEA, il concerne le stockage géologique de l hydrogène dans des grottes de sel, des aquifères ou d anciens gisements de gaz Le programme H-PAC (Hydrogène et pile à combustible) piloté par l ANR (Agence nationale pour la recherche) a pour but le développement d une filière française de production d hydrogène sans carbone, de stockage et de piles à combustible, principalement pour des applications stationnaires Le programme H2E (Horizon hydrogène énergie) qui est piloté et pris en partie en charge par Air Liquide et regroupant 19 partenaires, laboratoires et industries, se veut une filière pour la mobilité durable Le projet H 2 Mobilité France est le volet français du projet H 2 Mobility réunissant une trentaine d acteurs industriels autour de Air Liquide dans le but de déployer une infrastructure de remplissage des véhicules hydrogène en Allemagne. En France, le projet se doit de mettre en place une structure hydrogène pour l application automobile à partir de Principaux acteurs Secteur public et semi-public: Dans la recherche publique, les travaux concernant l hydrogène se répartissent autour de trois axes principaux: la production, le stockage et les piles à combustible. Ils sont pour l essentiel effectués dans les laboratoires du CNRS ( des Universités, des Grandes Ecoles, du CEA ( et de l IFPEN (Institut Français du Pétrole énergies nouvelles, À cela s ajoutent les travaux de recherche effectués chez certains industriels. Sont également concernés pour les actions qu ils mènent au niveau de l initiative, du financement et du suivi d opérations de recherche et de développement : L ADEME (Agence de l environnement et de la maîtrise de l énergie) L ANR (Agence nationale de la recherche Les associations, les pôles de compétitivité et autres initiatives régionales : A l échelon national: L Association Française pour l Hydrogène et les Piles à Combustible (AFHYPAC) a pour raison d être la promotion de l hydrogène-énergie. Elle a pour mission d aider au déploiement des techniques afférentes tout en étant l interlocuteur représentatif auprès des pouvoirs publics et des acteurs institutionnels. A l échelon régional : L Association Lorraine pour la Promotion de l Hydrogène Et de ses Applications (ALPHEA) a un rôle de communication et d animation autour de tout ce qui concerne l hydrogène, et assure également la coordination de nombreux projets régionaux. Le Pôle d excellence Energie 2020 de la région Nord Pas-de-Calais a pour vocation d accompagner les acteurs régionaux de la filière «Energie». A ce titre le pôle s implique dans plusieurs actions mettant en jeu l hydrogène énergie avec la volonté d une structuration d un véritable projet «d hydrogène vert». La région Franche-Comté Territoire de Belfort est fortement impliquée dans la filière hydrogène pile à combustible avec l appui de l Université de Besançon, l Université de Technologie de Belfort Montbéliard et le laboratoire FC-LAB de Belfort (spécialisé dans la pile à combustible) et le Pôle de 10/12

11 compétitivité Véhicules du futur. Des grandes entreprises (Solvay, Alstom, Peugeot, GE) et de nombreuses PME sont impliqués dans des projets de véhicules utilitaires à pile à combustible. PHyRENEES est une association qui a pour objectif de structurer et développer la filière hydrogène en Midi-Pyrénées. Autour de l Ecole des Mines d Albi-Carmaux, elle réunit des collectivités locales, des industriels locaux, des grands groupes industriels, le Conseil Général du Tarn et la Région Midi Pyrénées. L ERH2 Bretagne, association soutenue par la Région Bretagne a pour ambition de devenir un pôle de compétence régional sur les énergies renouvelable, l hydrogène et les piles à combustible. erh2- bretagne.over-blog.com La mission Pays de Loire MH2 qui regroupe des entreprises, des établissements d enseignement et des centres de recherche est une association soutenue par l ADEME, la DIRRECTE et la Région Pays de Loire. Son intérêt se porte tout particulièrement sur les applications de l hydrogène et de la pile à combustible dans le domaine maritime. Capenergies est le pôle de compétitivité de la Région PACA qui s attache à labéliser des projets autour des énergies n émettant pas de gaz à effet de serre. Il a particulièrement intégré les projets hydrogène dans ses priorités en collaboration avec le CEA, l Université de Corse, l Ecole des Mines de Sophia Antipolis, les entreprises Hélion GDF Suez et EDF. Tenerrdis est le pôle de compétitivité créé à l initiative de la région Rhône Alpes et des conseils généraux des départements de cette région. Il concerne les énergies nouvelles et les énergies renouvelables avec une attention particulière à l hydrogène aux piles à combustibles pour les transports. Berhy, toute nouvelle association berrichonne, se propose d implanter une (des) opération(s) de démonstration de stockage par l hydrogène des énergies renouvelables produites sur son terroir : éolienne (200 MW), solaire (4,5 MW) et biomasse (unité agricole de méthanisation 45 Nm 3 /h). L utilisation envisagée pour cet hydrogène est la mobilité et l outillage d entretien d espaces verts Echelon industriel (la plupart des entreprises ont été citées dans ce qui précède): Groupes : Air Liquide Ce groupe international est présent dans de nombreux projets français, européens et nordaméricains, sur tous les aspects de l utilisation de l hydrogène dans les piles à combustible. Ce groupe a d ailleurs créé deux filiales Axane et Air Liquide Hydrogène Energie, qui se proposent d assurer le développement, la fabrication et la commercialisation de piles à combustible pour usage portatif, pour des applications stationnaires et pour des équipements adaptés aux transports collectifs ou aux véhicules utilitaires. et GDF SUEZ se penche plus spécialement sur l évaluation des technologies de pile à combustible au gaz naturel, en particulier pour des applications résidentielles, sur l usage du mélange hydrogène gaz naturel pour le transport ou le réseau de distribution et aux biogaz issus de la biomasse et des déchets. Ce groupe industriel s est préoccupé de la mise en oeuvre de l hydrogène dans deux chaînes énergétiques à base d énergie éolienne. La première est la chaîne éolienne-électrolyseurhythane de l opération ALTHYTUDE achevée en 2011 et de la nouvelle opération GRHYD évoquée ci-dessus. La seconde est la chaîne éolienne électrolyseur-gazoduc -pile à combustible- réseau électrique qui fut l objet de l analyse technico-économique CYRANO terminée en /12

12 PME PMI : Axane (filiale Air Liquide), produit des piles dans le domaine du groupe électrogène et des véhicules spécialisés. CETH2 est une entreprise qui fabrique des électrolyseurs à membrane polymère. AREVA Stockage d Energie (filiale AREVA), produit des électrolyseurs et piles de puissance pour le stationnaire, et des unités complètes de stockage et restitution d électricité dénommées Green Energy Box HyCan - Hydrogen Canisher est une société qui commercialise par Internet des cartouches d hydrogène en aluminium. HyPulsion coentreprise Plug Power Axane liée au groupe Air Liquide développe et commercialise des piles à combustibles pour chariots élévateurs. WH2 est une société qui, elle, commercialise sur internet des piles à combustible pour la recharge de mobiles. MaHyTec implantée à Dôle dans le Jura est une entreprise spécialisée dans la fourniture de réservoirs à hydrogène comprimé en matériaux composites. McPhy Energy produit des unités de stockage de l hydrogène sous forme d hydrure de magnésium. Paxitech, spécialisé dans le cœur de pile PEMFC (membranes et électrodes) Pragma Industries, spécialisé dans les petites piles et le matériel pédagogique correspondant, SymbioFcell, spécialisé dans les piles PEMFC de puissance pour les véhicules 6. L apport de la France à l histoire de l hydrogène (cf. fiche 1.1) A la fin du XVIII ème siècle, Lavoisier confirme les travaux de ses prédécesseurs suisse et anglais en prouvant que l eau était constituée d hydrogène, «l air inflammable» et d oxygène, «l air vital». Toujours en France et à la même époque, les frères Montgolfier font voler des aérostats gonflés à l hydrogène, mettant en valeur la propriété de ce gaz d avoir une densité plus faible que celle de l air. Au début du siècle suivant, de nombreux travaux permettent d affiner la connaissance de ce nouvel élément et d en concevoir l application que fut le gaz d éclairage mis au point par Lebon. Ce gaz, composé de 40 à 60% d hydrogène, d abord moyen novateur de s éclairer devint rapidement un combustible quasi universel pendant près de deux siècles : le gaz de ville. Au XX ème siècle, les utilisations industrielles et énergétiques se développent : Air Liquide améliore le procédé de synthèse de l ammoniac à base d hydrogène puis celui de la purification de l hydrogène lui-même par adsorption modulée en pression (PSA); un réseau de canalisations d hydrogène est mis en place pour alimenter l industrie chimique et les raffineries; et pour sa part, les moteurs de la fusée Ariane ouvrent la voie à l hydrogène-énergie. 7. Conclusion L impression que peut donner la France est de ne pas jouer un rôle très important concernant l hydrogène-énergie. Cela ne reflète pourtant pas la réalité tant au niveau des initiatives que de celui des réalisations concrètes et de la potentialité de groupes industriels et de PME-PMI spécialisés. Dans le cadre de la feuille de route stratégique «L hydrogène énergie et les piles à combustible» établie par l ADEME, s élaborent des programmes et se réalisent des projets aussi bien à l échelle nationale qu à l échelle locale. C est ainsi que le CEA, les groupes industriels Air Liquide et GDF SUEZ, le CNRS, les Universités et les Ecoles d Ingénieurs avec l appui de l ADEME entraînent des PME-PMI dans de nombreuses actions de cette nouvelle filière énergétique. Ajoutons le rôle que joue AFHYPAC en ce qui concerne la promotion de l hydrogène énergie auprès des instances politiques, publiques et privées mais aussi concernant la coordination de la plupart des actions entreprises tant à l échelon national qu à l échelon régional. Il serait aujourd hui souhaitable que se développent des opérations de démonstration concernant la mobilité hydrogène et d économies locales de l hydrogène renouvelable avec la perspective de les relier entre elles grâce à un maillage par réseaux énergétiques intelligents. Et mieux encore, il faudrait qu en faveur de l hydrogène-énergie soit fait un choix politique national clair qui, dans les régions, se concrétise par des initiatives déterminées. 12/12