Pourquoi il faut fabriquer de l’hydrogène vert et comment ? - Monsieur Bidouille

Il fait très chaud. On est à Fosse-sur-Mer, vraiment dans le sud-sud de la France. On est au bord de la Méditerranée. On voit un petit peu des industries autour de nous. Il y a notamment, juste à côté, un bateau qui décharge du gaz liquéfié. On est vraiment perdu un petit peu au milieu de la garrigue, on entend les cigales, tout ça. Et vous voyez derrière moi un petit site industriel. C'est en réalité un démonstrateur. C'est un modèle industriel miniature pour s'entraîner et faire des essais. Il s'appelle Jupiter 1000 et on va essayer d'aller voir ça, à quoi ça ressemble et à quoi ça sert. Bonjour, je m'appelle Sylvain Lemeltier. Je travaille chez GRT Gaz et plus particulièrement dans son centre de recherche qui s'appelle RAIS. Je m'appelle Patrick Pichard. Je travaille à la DAI, c'est la Directive des Actifs Industriels. C'est l'ingénierie de GRT Gaz. Je suis toujours le responsable construction et démarrage de l'installation de Jupiter. Bon, je pense qu'il faut donner quelques précisions ici. Déjà, salut à mes bidouilleurs et bidouilleuses. Donc je disais, GRT Gaz a une mission de service public pour gérer le transport du gaz sur une bonne partie du territoire français. Parce que oui, il existe un réseau de gaz, un peu comme les lignes à haute tension, avec des canalisations qui traversent le pays, des lieux de stockage et des stations de compression pour pousser le gaz. C'est pas très connu et pourtant, il y a des technologies très intéressantes. Et forcément, GRT Gaz fait de la recherche, fait du développement, parmi lesquels le démonstrateur Jupiter 1000, avec le soutien d'entités publiques et d'industriels. L'objectif de ce démonstrateur est de tester les technologies de Power to Gaz, c'est-à-dire de produire de l'hydrogène et du hyméthane à partir d'énergies électriques. Déjà, on va amener sur le site de l'électricité verte. Avec cette électricité verte, on va alimenter deux électrolyseurs, un électrolyseur alcalin, un électrolyseur à membrane à échange de protons. On va aller les voir. Mais avant de parler matos, on va faire un petit peu de contexte. Le dit hydrogène H2, qui est la forme de l'hydrogène à pression et température normale, qu'on va appeler hydrogène pour le reste de la vidéo parce que c'est plus simple. À chaque fois que je vais parler d'hydrogène dans la suite de la vidéo, c'est du dit hydrogène en réalité. Mais bon, tout le monde appelle ça hydrogène. L'hydrogène est utilisé par l'industrie principalement pour produire de l'ammoniaque, pour fabriquer des engrais, pendant le processus de raffinage du pétrole ou pour fabriquer du méthanol. Donc on l'utilise principalement pour faire de la chimie plutôt que pour produire de l'énergie. Mais l'intérêt pour cette molécule grandit avec l'urgence climatique. La transition énergétique, tout ça, je pense que vous en avez entendu parler. En effet, la combustion de l'hydrogène ne génère que de l'eau et peut être utilisée dans des piles à combustible pour recréer de l'électricité. Ce qui est quand même un énorme avantage par rapport au gaz, c'est qu'il n'y a aucune émission de CO2 pendant l'utilisation de l'hydrogène. Du coup, c'est un vecteur énergétique très intéressant, mais ça dépend des applications. On peut s'en servir comme source d'énergie pour des gros véhicules comme des bateaux, des trains, éventuellement des camions. On peut l'utiliser pour synthétiser certains éléments chimiques. J'en ai déjà parlé. Il peut aussi remplacer le charbon dans les hauts fourneaux parce que le charbon n'est pas utilisé que pour faire fondre le métal, mais aussi comme réducteur, ce qui permet d'obtenir du fer à partir des oxydes de fer qu'on trouve dans le minerai. L'hydrogène peut remplir ce rôle de réducteur et donc réduire l'empreinte carbone de l'acier. On peut créer un réseau d'hydrogène national et stocker de grosses quantités d'énergie sur de longues durées, par exemple, stocker l'énergie excédentaire des énergies renouvelables et s'en servir pendant les pics de consommation électrique. Et enfin, on peut l'utiliser pour fabriquer du gaz de synthèse, qu'on appelle e-méthane. Et dans cette vidéo, ce sont les deux derniers points qui vont nous intéresser, qu'on regroupe sous l'appellation Power to Gaz, donc d'énergie électrique vers le gaz en français, en référence au fait qu'on convertit l'énergie électrique Au moment où sort cette vidéo, les technologies de Power to Gaz en sont au stade pré-industriel. D'après l'Agence mondiale de l'énergie, la production mondiale d'hydrogène vient dans sa quasi-totalité de ressources fossiles. 62% du méthane, 21% du charbon, 17% du pétrole et 0,1% d'électricité. Oui, si on additionne tout, ça fait 100,1%, mais on est très clairement dans la marge d'erreur là. Ce qu'il faut retenir, c'est que pour l'instant, l'électricité ne représente rien et que toutes les autres techniques utilisées pour obtenir de l'hydrogène émettent beaucoup de CO2 puisqu'on sépare le carbone de l'hydrogène. Et ce carbone, il doit bien aller quelque part. Et plus souvent, c'est dans l'atmosphère. À l'exception d'une fraction, moins de 1% de la production, où on va capturer et séquestrer le carbone en souterrain, fabrique de l'hydrogène à partir du méthane, on récupère le CO2 et on va le réinjecter en sous-sol. Mais bon, ça, c'est encore une fois très, très, très minoritaire dans la production mondiale. Disons que pour avoir de l'hydrogène vert, bas carbone, il y a une bonne marge de progression, d'où les démonstrateurs comme Jupiter 1000. C'est un démonstrateur, donc ça permet de prouver que le système fonctionne. C'est un bac à sable, ça permet d'apprendre. Concrètement, Jupiter 1000 est entre le réseau électrique d'un côté et une conduite de gaz de l'autre. Son but est de convertir l'énergie électrique en hydrogène ou méthane et de l'injecter dans le réseau de gaz. Pour ça, il va falloir deux autres alimentations, de l'eau d'un côté et du dioxyde de carbone, du CO2, de l'autre. On commence par l'eau et l'électricité pour produire de l'hydrogène. Ou plutôt du d'hydrogène, mais bon, je pense que vous avez compris. C'est là que ça se passe, on va arriver avec de l'électricité. Alors, il faut redresser l'électricité. Un électrolyseur, il fonctionne avec du courant continu. L'électrolyseur lui-même contient de l'eau. Dans l'analcalin, l'eau, en fait, on appelle ça du KOH. On va transformer cette eau, H2O, en hydrogène, H2, et oxygène, O2. L'électrolyse est un procédé assez simple. On peut même en faire chez soi, il y a plein de tutos sur le net. Mais il faut faire attention parce que l'hydrogène est un gaz inflammable, donc ne faites pas ça n'importe comment. Vous voyez les petites bulles là ? C'est de l'oxygène d'un côté et de l'hydrogène de l'autre. On a cassé les molécules d'eau avec l'aide d'un courant électrique. Alors bien sûr, au niveau industriel, on est très loin des pots de yaourt. J'ai enfin trouvé une utilité à ces pots que je garde depuis je ne sais pas combien de temps. On a optimisé le procédé, ce qui a donné plusieurs technologies. Les trois plus connues sont les électrolyseurs alcalins, les électrolyseurs à membrane et changeuse de coton, et l'électrolyse à haute température. La dernière technologie étant au stade de développement, elle n'est pas installée à Jupiter Nile. Mais on a les deux autres. Il y a un électrolyseur alcalin d'un côté, qui est une technologie assez mature, puisqu'elle existe depuis longtemps, et de l'autre, les électrolyseurs à membrane et changeuse de proton, qu'on nomme PEM, entre vrais qui s'y connaissent. En fait, c'est juste l'acronyme en anglais. Commençons par l'alcalin. Après filtration, l'eau est mélangée à de l'oxyde de potassium. Le résultat, la solution obtenue, est de l'hydroxyde de potassium. C'est un électrolyte, donc une substance qui conduit l'électricité. Le courant électrique sert à briser les liaisons entre les atomes. En ajoutant ou en enlevant un électron, l'équilibre des liaisons chimiques est rompu, ce qui permet de créer de nouvelles liaisons et donc de nouvelles molécules. Pour mettre en contact l'électrolyse avec l'énergie électrique, on passe par des électrodes. Pour cet électrolyseur, elles sont en alliage de nickel poreux, comme une sorte d'éponge métallique. Il faut imaginer que l'eau passe à l'intérieur. Le côté moins est relié sur la première électrode, qu'on appelle la cathode. Le côté plus est relié sur l'anode. Entre les deux, on a une membrane. Du côté de la cathode, les molécules d'eau vont recevoir des électrons de charge négative. Les molécules vont se recombiner pour obtenir d'un côté du dihydrogène, donc deux atomes d'hydrogène, et de l'autre des ions hydroxides, ou OH-. Ces ions sont chargés négativement, ils vont donc être attirés par l'anode du côté plus. Et le truc, c'est qu'il y a une membrane entre l'anode et la cathode. Sauf que cette membrane est faite d'une matière qui ne laisse passer que les ions négatifs. Les ions hydroxides vont franchir la membrane, et une fois de l'autre côté, un électron part vers l'anode et on obtient d'un côté de l'oxygène O2 et de l'autre une molécule H2O, donc d'eau. Bref, l'électrolyseur alcalin transforme deux molécules d'eau H2O en deux d'hydrogène H2 côté cathode et un d'oxygène O2 de côté anode. Ces gaz ne sont pas récupérables comme ça. Ils sont dissous dans l'eau qui circule avec une pression d'environ 30 bar dans l'électrolyseur. Voilà à quoi ressemble une cellule d'électrolyseur en 3D. L'électrolyte arrive par le bas. Il est réparti dans deux cavités. La cathode est ici en bleu et l'anode ici en blanc. Et entre les deux, la membrane qui laisse passer les ions négatifs. L'hydrogène est produit côté cathode et l'oxygène côté anode. Ces bulles de gaz sont mélangées avec l'électrolyte et sont évacuées par le haut dans deux cavités séparées. Si on veut augmenter la puissance, on va ajouter plusieurs de ces modules les uns derrière les autres pour former ce qu'on appelle un stack en anglais ou une pile en français. Il suffit de rajouter les cellules les unes derrière les autres. En sortie basse ici, vous avez donc bien la circulation d'eau qui se fait de la potasse. Les deux tuyaux entrées et sorties pour une circulation. La circulation d'eau est toujours à température refroidie pour maintenir une température constante au niveau du stack. La production de l'hydrogène et de l'oxygène se fait par le haut. Vous avez la première, l'assortie d'hydrogène, et la deuxième, l'assortie d'oxygène qui vont dans les tuyaux. Hydrogène, c'est ça ? Oui, c'est celui-là. Et l'oxygène qui sort sur les tuyaux derrière, c'est séparé. Il y a la membrane avec les deux électrodes de chaque côté coulées à la membrane. C'est ça. Et donc la membrane, c'est le truc blanc ici ? Tout blanc, derrière. C'est ça ? Et ça, c'est juste un séparateur dans lequel circule l'électrolyte. Donc, par exemple, là, on a une membrane, on va avoir la cathode d'un côté et l'anode de l'autre, et ça circule entre les deux ici. Et on voit toutes les membranes ici, les unes à côté des autres. Suivant un peu la croissance du stack, c'est là qu'on augmente, on y met la puissance. Il y a des bulles de gaz qui se forment dans un liquide. Et donc là, après, ici, on va juste séparer ce qui reste liquide, qui va retourner dans la machine, et la partie gazeuse qui va sortir et qu'on va utiliser. D'accord, les séparateurs, c'est ces cuves-là qu'on voit ? Il y en a une pour l'hydrogène et une pour l'oxygène. La séparation, elle se fait ici. Vous avez donc la cuve oxygène et la cuve hydrogène. Ça, c'est la cuve hydrogène ? Voilà, cuve hydrogène, cuve oxygène. D'accord. Vous avez toujours un petit blanche de potasse au-dessus et ça monte en pression. Des ballons séparateurs, on en a déjà vu en vidéo sur cette chaîne, en beaucoup plus gros par contre. C'était pendant ma visite à la centrale solaire Hilo. Cette cuve est un séparateur au vapeur. Le liquide tombe en bas de la cuve et la vapeur est évacuée par le dessus de la cuve. Ici, c'est exactement le même principe, sauf que c'est de l'hydrogène qui est évacué par le haut des cuves. Ensuite, quand on arrive à peu près entre 20 et 30 bars, on a l'évent de régulation qui s'ouvre et on sort l'hydrogène dans les millifecteurs qu'il y a derrière et l'oxygène est mis à l'évent. Ce n'est pas intéressant de le récupérer, mais il peut être récupéré pour d'autres industriels. Juste pour préciser, on peut s'approcher parce que c'est complètement à l'arrêt ? C'est complètement à l'arrêt et en sécurité. Normalement, quand ça fonctionne, les portes sont fermées. Si on ouvre les portes, l'appareil tombe, s'arrête, c'est un arrêt d'urgence. Ça, c'est un équipement qui est produit par notre partenaire McPhy. Il est parti d'une version 1. Ça, c'est la version numéro 3 qui est plus performante. Et dans quelques semaines, on devrait mettre la version numéro 4 pour réaliser les tests. La prise d'eau, c'est quoi ? C'est de l'eau industrielle. C'est de l'eau industrielle ? Qui est non potable, qui a s'effiltrer. Et ensuite, on vient nous la déioniser, la démerveilliser. Et on fait un côté mélange de potasse pour l'alcalin et on a un nouveau traitement d'eau beaucoup plus fin qui vient pour le PEB. On parle d'environ un litre pour un mètre cube d'hydrogène. On est à environ 2,5 mètres cubes d'eau consommée par jour pour 500 kilowatts de puissance. Juste en face de l'électrolyseur alcalin, qui est la technologie la plus mature, on a les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons, qu'on appelle aussi PEM ou PEM. Les membranes qui sont ici ont une différence, c'est qu'elles vont elles-mêmes être actives. Donc, on va faire passer de l'eau. Il n'y a plus de KOH, c'est juste de l'eau. Par contre, c'est de l'eau extra-pure, donc on a une purification supplémentaire par rapport à l'alcalin. Les trois petits modules qu'on voit là, font produire à peu près la même puissance que le gros module qui est en face. Du coup, c'est beaucoup moins gros, en fait. Beaucoup moins gros. Vous voyez ici, donc il y a trois unités les mêmes. Tout à fait. On va avoir la même consommation de la même façon. C'est du continu qui arrive, courant continu, et qui va passer sur des plaques exactement selon le même principe, mais les plaques elles-mêmes ne sont pas faites du même matériau. On va produire de l'hydrogène à 30 bars, et c'est la même réaction, hydrogène-oxygène, et on a de la séparation derrière. Ça a une forme un peu différente, mais le principe est le même. C'est réversible. Ah d'accord, on peut en mettre autant. On pourrait l'utiliser comme une pile à combustible. L'inconvénient pour nous, c'est que si on l'arrête et qu'il y a de l'hydrogène dedans, et bien cet hydrogène, il va l'autoconsommer pour refaire de l'électricité. Cette technologie, les PEM, ont l'avantage de consommer de l'eau pure. Il faut vraiment qu'elle soit très très pure, ce qui demande une étape de filtration supplémentaire. Cette eau arrive côté anode, donc côté puce. Les atomes d'hydrogène de la molécule d'eau perdent leur électron qui part vers la cathode via l'alimentation électrique. L'oxygène se recombine pour former du dioxygène d'un côté, et les protons, qui sont les noyaux de l'hydrogène qui ont perdu leur électron, vont migrer par une membrane qui laisse passer que les protons, en étant attirés par la différence de potentiel électrique. Côté cathode, le proton retrouve son électron, ce qui lui permet de redevenir un atome d'hydrogène, et va ensuite se recombiner avec un autre atome d'hydrogène pour former du dhydrogène. Cette technologie a le mérite de créer de l'hydrogène très pur, mais il y a toujours un poil d'eau qui passe la membrane. Donc là, l'eau arrive là, on essaie de faire un peu le circuit basiquement, passe à l'intérieur, hydrogène à gauche ici, oxygène à droite. Donc là, c'est pareil, c'est mélangé. Voilà, il y a un petit peu d'eau. Il y a un petit peu d'eau. On va les séparer à nouveau ici. Et donc du coup, on a des séparateurs ici, donc cette fois-ci, ils sont verticaux, les autres horizontaux, mais c'est le même principe. Alors justement, c'est quoi qui différencie les deux ? C'est quoi le retour d'expérience là-dessus ? On a un rendement qui est à peu près similaire. Le cas, c'est au niveau du démarrage, c'est-à-dire qu'on redémarre les installations. Vous avez les installations qui sont soit en stand-by froid, c'est-à-dire qu'ils sont arrêtés, ils sont inertés à l'azote. Quand on arrête complètement au bout de 7 jours, on inerte toutefois l'azote. Actuellement, c'est inerté, sinon on ne pourrait pas l'ouvrir. Quand on redémarre en froid, il faut deux heures pour redémarrer en stand-by chaud pour produire l'hydrogène. Quelqu'un prend un peu plus de temps. Donc c'est au niveau de la réaction entre le redémarrage et la production en hydrogène. En stand-by chaud, le démarrage est à peu près équivalent. C'est la petite différence entre les deux. Ensuite, cette partie est un peu plus complexe, donc elle réclame un peu plus de maintenance que la partie alcaline. Et ceux-là, vous les avez changés en cours de fonctionnement ? Non, pas ceux-là. Ça, c'est ceux d'origine, parce qu'en fait, Maxfit est un producteur principalement d'alcaline, donc ce qui le fait progresser, c'est sa techno-alcaline. Il a fait un PEM parce qu'on en voulait un, mais c'est son premier PEM et ce n'est pas son métier principal. Son métier principal est en face. Le PEM, on dit aussi qu'un des gros intérêts, c'est sa compacité. Sa compacité est partiellement compensée par le fait qu'il lui faut une épuration supplémentaire, et c'est la place qu'on repère ici. Niveau rendement énergétique, l'alcaline ou les PEM sont tous les deux entre 70 et 80%. Pour 100 W d'énergie, on va obtenir entre 70 et 80 W d'hydrogène. Par contre, ce rendement concerne uniquement la partie électrolyse, pas ce qui se passe ensuite. Quand on sort des électrolyseurs à 30 bars, c'est déjà une pression importante. Pour nous, c'est ça de gagné, parce que c'est autant de moins à comprimer au-delà. Et la compression de l'hydrogène, c'est une étape coûteuse en énergie. Donc on est à 30 bars, on va passer à 70 bars et ou à 200 bars, on peut faire les deux. Le 70 bars, on voit le stockage temporaire là-bas, va nous permettre d'injecter dans le réseau. Le 200 bars, c'est un stock, c'est pour avoir un peu plus de stock local pour passer d'un équipement à l'autre. Donc là, si on comprend bien, on ne va pas pouvoir s'approcher de ces cuves parce qu'il y a de l'hydrogène à l'intérieur, donc il y a une distance de sécurité. Les petites bouteilles au fond qu'on voit, on fera des plans dessus. Elles sont à 200 bars. 70 bars la première cuve. Et là, on voit qu'il y a une cuve à 30 bars. En fait, elle est entre l'électrolyseur et le compresseur. Ah, c'est du tampon en fait, c'est stocké là en attendant. De toute façon, ce ne sont quasiment que des tampons. Vous voyez qu'il n'y a pas de gros stockage d'hydrogène sur le site. C'est un des intérêts d'un site de Power2Gas, c'est-à-dire qu'on va transformer l'électricité en hydrogène et tout de suite l'injecter dans un réseau, que ce soit un réseau de gaz ou un réseau d'hydrogène, l'hydrogène va partir. Donc, on n'a pas de gros stock local et donc pas de souci de sécurité. Derrière nous, ce qu'on voit, c'est le compresseur. OK, c'est gros. La membrane, elle est là-dedans. OK, elle est entre les deux là en fait. La difficulté avec l'hydrogène, c'est qu'il a quelques nuances dans son comportement, mais surtout, c'est une molécule plus petite. Donc, on va avoir un peu plus de mal à avoir des étanchéités correctes, que ce soit sur un piston. Et là, on a choisi une membrane parce que c'est encore plus étanche. Et l'autre spécificité, c'est que quand on fait de la maintenance ou quand c'est à l'arrêt comme maintenant, il faut complètement le remplir d'azote. C'est un gaz, donc ça se manipule par des professionnels qui ont des procédures d'opération. Par précaution, dès qu'un appareil est arrêté, on va le mettre sous azote. On ne peut pas remplacer par de l'oxygène parce que mélange oxygène-hydrogène, on va créer des atmosphères explosives. Donc, on va toujours le remplacer par de l'azote et l'azote, on va ensuite le remplacer par l'hydrogène sans jamais passer par l'oxygène. Donc là, tout est sous azote, là. Tous les tuyaux, il y a de l'azote à l'intérieur. Il n'y a surtout pas d'air, d'oxygène. L'hydrogène a une densité énergétique volumique faible, mais une densité énergétique massique élevée. Je ne suis pas très sûr de la clarté de cette phrase. Juste, je vais vous expliquer. Par exemple, les bouteilles de stockage à 200 bars ici peuvent stocker environ 75 kilos d'hydrogène, soit 2,9 mégawattheures d'énergie thermique. Il faudrait 197 kilos de méthane pour avoir la même énergie ou 312 kilos de charbon. Donc, un kilo d'hydrogène représente plus d'énergie que un kilo de méthane. L'hydrogène a une meilleure quantité d'énergie par rapport au poids. Mais un mètre cube d'hydrogène à pression et température ambiante ne pèse que 0,09 kilo, ce qui est très léger, beaucoup plus léger que le méthane. Ce n'est pas pour rien qu'on utilisait l'hydrogène pour gonfler les dirigeables à l'époque. C'est beaucoup plus léger que l'air. Bon, ça a mal tourné, mais c'est une autre histoire. Tout ça, ça veut dire quoi ? Ça veut dire que si on veut transporter beaucoup d'énergie dans un volume relativement petit ou transporter beaucoup d'énergie sans avoir des tuyaux de 15 mètres de diamètre, il va falloir compresser le gaz. On compresse pour augmenter la quantité de gaz dans le même volume. À une température de 15 degrés et une pression de 70 bars, on est autour des 5 kilos par mètre cube. Un mètre cube d'hydrogène à 70 bars et 15 degrés va peser 5 kilos. Alors que pour le méthane, on est à environ 50 kilos. À 200 bars et toujours à la même température, on est à 15 kilos par mètre cube pour l'hydrogène contre environ 160 pour le méthane. Autrement dit, si ces bouteilles à 200 bars stockaient du méthane, il y en aurait environ 800 kilos à l'intérieur. Soit 12 mégawattheures d'énergie thermique contre 2,9 mégawattheures pour l'hydrogène. C'est pour ça que les réservoirs de voitures à hydrogène sont à 700 bars. Il faut compresser beaucoup pour embarquer un minimum d'énergie dans un volume correct. Mais 700 bars, ça va sur des petits volumes. On arrive facilement à le contenir dans des bouteilles pas trop grosses. Imaginons qu'on veuille transporter de l'hydrogène en très grosses quantités, par bateau par exemple. Construire des cuves de plusieurs dizaines de mètres de diamètre capables de tenir 700 bars, c'est très compliqué. La solution pour contourner ce problème est de liquéfier l'hydrogène. Sous sa forme liquide, avec une pression de seulement 4 bars, on stocke beaucoup plus d'hydrogène que dans un réservoir à 700 bars et à température ambiante. Je précise à température ambiante parce que pour que l'hydrogène reste liquide, il faut que le réservoir soit à moins de 250 degrés. Alors ça paraît absolument impossible dit comme ça, mais en réalité si, on sait faire. Puisque c'est exactement pareil pour le gaz liquéfié, qui est transporté un peu plus chaud, à moins 160 degrés. Et on a fait des cuves exprès pour stocker ou transporter ce méthane liquide à bord des méthaniers. Regardez à quoi ça ressemble à l'intérieur d'une cuve. Ah là oui, il y a de quoi satisfaire quelques kinks en inox et en propreté. Je ne juge pas, chacun ses trucs. Moi vous savez, c'est le profilé aluminium. J'adore ça. C'est la perfection. Bref, le problème, c'est pas vraiment de créer des réservoirs capables de tenir les moins de 250 degrés. La plus grosse difficulté, c'est surtout de liquéfier l'hydrogène. Il faut descendre très très bas en température, à moins de 252 degrés. Et le problème, c'est que cette opération consomme énormément d'énergie. Environ 0,4 kWh en compression pour liquéfier seulement 1 kWh d'hydrogène. C'est une des difficultés majeures de l'hydrogène. Si on veut en transporter beaucoup, il faut le manipuler à haute pression ou sous forme liquide. Donc, consommer de l'énergie en compression. Mais il y a une autre solution qui peut valoir le coup dans certains cas, c'est d'utiliser de l'hydrogène pour fabriquer du méthane. Le méthane, c'est CH4, un atome de carbone, quatre atomes d'hydrogène. L'hydrogène, on l'a, il vient des électrolyseurs. Le carbone, on peut l'extraire directement du CO2. Au début, le démonstrateur utilisait des bouteilles de CO2 pures pour faire des tests. Et dans un futur proche, le CO2 sera directement extrait des fumées d'une usine voisine. Ils ont des cheminées, des process, etc., parce qu'ils ont besoin de chaleur. Et donc, sur une de leurs chaudières, on est allés se piquer. Et ça, c'est un de nos partenaires, le Weylots, qui l'a développé. Il prend une partie de la fumée de la cheminée. Donc, il a un système de lavage de ces fumées, plus un système de membrane, pour arriver à un CO2 relativement pur, qui correspond aux spécifications qu'a données le méthaneur. Le comprimer à quelques barres et l'amener dans le stockage, qui est juste derrière, qu'on peut voir. Il fait un kilomètre sous terre et il arrive là, quoi. On voit le petit tuyau qui arrive là. Alors, il est un petit peu plus gros, le tuyau qui est sous terre, parce qu'il pourrait alimenter d'autres démonstrateurs à côté qui auraient besoin de CO2. Imaginons que là-bas, on ait une cheminée qui fonctionne au gaz naturel, un gaz fossile. Eh bien, on va récupérer le CO2. C'est ce qu'on appelle le CCU, capturer le carbone et l'utiliser. Et comme ça, on va l'utiliser deux fois. C'est-à-dire qu'on va produire un iméthane qui, lui-même, va repartir vers un procédé quelconque, un usage industriel ou domestique du méthane. Là, en l'occurrence, dans la région, on est plutôt en zone industrielle. Donc, l'énergie, elle vient de l'hydrogène pour reformer un gaz qui va être utilisé. Et donc, ça nous permet d'avoir, comme ça, un carbone qui va être recyclé plusieurs fois. Avec 4 m³ d'hydrogène et 1 m³ de CO2, on obtient 1 m³ de iméthane. Donc, le iméthane, c'est du méthane de synthèse, à ne pas confondre avec le biométhane, qui est issu d'un processus biologique différent. Et on obtient aussi 2 m³ d'eau, eau qu'on peut renvoyer à l'électrolyse, du coup. La réaction chimique pour fabriquer ce méthane passe par un catalyseur, c'est-à-dire un élément chimique, ici une matière solide, qui va faire réagir le CO2 avec l'hydrogène pour produire du méthane. Pour que le catalyseur fonctionne, la réaction doit se faire à haute température, environ 300°C. La réaction chimique chauffe toute seule, donc pas besoin d'apporter de l'énergie en plus pour chauffer le catalyseur. C'est même l'inverse, il chauffe trop, donc il faut le refroidir. Ça génère plus de chaleur que ça n'en consomme. Donc, dans une installation industrielle, l'intérêt, ce serait d'utiliser cette chaleur pour un autre process. La chimie se passe dans ces modules. Trois modules de ce type suffisent à produire 25 m³ de méthane. On va avoir deux rampes de cinq modules. Ça, c'est ce qui était prévu au départ. En réalité, dans les boîtes, il n'y a que trois modules occupés parce que KeyMod a développé son procédé et arrive à faire la puissance globale non plus avec dix modules, mais avec trois. À la sortie des modules, les fluides passent là aussi dans un séparateur pour séparer d'un côté l'eau et le méthane de l'autre, qui va partir vers un compresseur à pistons. On va le ramener à 70 bar pour l'injecter dans le réseau. C'est un compresseur de gaz. Le compresseur, c'est des pistons ? Tout à fait. Là, c'est un gros compresseur classique à pistons. Bien entendu, la production de méthane ne se fait pas sans perte énergétique, mais elle a un gros intérêt. C'est de pouvoir produire du méthane bas carbone, à condition que l'électricité soit bas carbone elle aussi. Si on brûle de méthane pour faire de l'électricité, pour faire de l'hydrogène, tout ça pour refaire du méthane, ça n'a aucun intérêt. Pourquoi fabriquer du méthane alors qu'on pourrait simplement utiliser l'hydrogène ? Déjà, on a vu que le méthane est plus facile à stocker et à transporter. Il faut moins le compresser, moins dépenser d'énergie pour le liquéfier. Et ensuite, le principal intérêt, c'est qu'on a déjà un réseau national de méthane, avec du stockage, des usines, etc. Ce réseau ne peut pas actuellement faire passer de l'hydrogène pur. Il faut créer un réseau spécifique pour ça. GRT gaz bosse dessus, mais il faudra des années pour qu'il se développe et sera peut-être jamais aussi dense que le réseau de gaz actuel. Le e-méthane pourrait aider à la transition parce que lui peut être injecté directement dans le réseau. Si on est vraiment à la toute fin du processus, donc on a fabriqué de l'H2, on a fabriqué du méthane de synthèse, il va falloir l'injecter sur le réseau. Donc à côté de Jupiter 1000, on a un réseau de gaz national, donc un vrai réseau de gaz de méthane qui passe. Et on va soit injecter du méthane de synthèse, soit on va injecter un tout petit peu d'hydrogène. Mais alors vraiment un tout petit peu, ce n'est pas plus de 2%. On ne peut pas monter au-delà de 2% pour des raisons techniques. Voilà, c'est vraiment la limite. Et donc, ça va se passer là. Devant le site, de l'autre côté de la route, on a un réseau de gaz qui passe. Et on a fait ce qu'on appelle un bypass, c'est-à-dire qu'on a mis une vanne au milieu et un piquage qui dévie le réseau et le fait passer ici. Donc déjà, première chose, on va dévier le réseau pour l'amener sur le site. Donc là, le gaz, il circule ? Le gaz circule, il circule actuellement. Ce gaz, on va l'envoyer ici pour lui ajouter de l'hydrogène ou du méthane de synthèse. Là, on n'est pas en production, on va pouvoir aller s'approcher un peu si vous voulez. Ça, c'est un point d'injection ? Oui, tout à fait. Voilà, donc là, c'est du méthane de synthèse qu'on a produit tout à l'heure avec le méthaneur et qu'on va injecter dans le réseau. Ici, on va injecter de l'hydrogène. Alors, on va rajouter une petite précaution supplémentaire, c'est qu'on va s'assurer qu'on mélange bien l'hydrogène. Donc ça, c'est un mélangeur. En fait, ce sont des parois qui obligent le gaz à rentrer en mode turbulent et à se mélanger. L'hydrogène est régulé, c'est-à-dire que l'automate du site, on lui donne une consigne, on dit pas plus de 1% ou pas plus de 2% et il va réguler finement la quantité d'hydrogène. Et puis là, on va se retrouver dans un mélange avec, par exemple, 2% d'hydrogène. On ne dépasse pas les 2% d'hydrogène car on injecte sur un réseau de méthane. Sinon, on est obligé de passer sur un réseau d'hydrogène pur. Les réseaux d'hydrogène pur existent à petite échelle entre différentes industries, mais on n'a rien de comparable avec un réseau de gaz classique qui s'étale sur tout le pays et au-delà avec les interconnexions. Mais c'est à l'étude et j'en parlerai peut-être un jour. Dans ce genre d'équipement, ici, ça s'ouvre, on a ce qu'on appelle des éprouvettes, qu'on a mis des échantillons d'acier, de différentes qualités d'acier qu'on peut retrouver sur nos réseaux et qu'on laisse vieillir, entre guillemets, en présence d'un mélange. De temps en temps, on peut ouvrir ici et venir prélever des échantillons et les emmener dans nos laboratoires ou ceux du CEA, vérifier qu'il n'y a pas d'impact sur nos aciers. Et là, on va renvoyer tous les mélanges vers le réseau. Comme c'est un laboratoire, en fait, cette installation, on va prélever du gaz à différents points et puis voir un peu avant, après, si on a dénaturé le gaz. C'est le laboratoire où on fait les mesures. Il y a un petit peu de bruit, mais je filtrerai ça. Donc là, on va faire de l'analyse de gaz. Vous voyez les échantillons qui arrivent depuis le site. OK, donc ça, c'est tous les petits tubes d'échantillons qui sont pris. Et donc, on va amener ces échantillons et dans ces appareils, on va analyser le gaz et vérifier quelle est la composition fine, élément par élément, et proportionner quels sont les composants dans le gaz qui arrive, que ce soit de l'hydrogène ou du méthane de synthèse. On va aussi mesurer un taux d'humidité. Enfin, on va faire tout le panel des caractéristiques des gaz produits. C'est automatique. Par contre, on a beaucoup de manip' d'étalonnage et de réglage périodique et puis de recalage ou de choses comme ça. Mais sinon, ça tourne en permanence. En fait, les appareils, ils basculent. Ils passent d'une ligne à l'autre et ils font une analyse sur une ligne, après une analyse sur l'autre, etc. Toutes les 2-3 minutes, ils basculent. Avec ce petit tour, j'espère que vous voyez un peu mieux comment fonctionnent les différentes parties du Power to Gaz. Ce qu'il faut retenir, c'est que l'hydrogène est un vecteur énergétique. Il faut plus d'un kWh d'électricité pour produire un kWh d'hydrogène. La fabrication du méthane de synthèse a elle aussi un rendement qui s'ajoute à celle de la production d'hydrogène. Comme tous les gaz, il faut passer par une étape de compression pour stocker ou transporter l'hydrogène. C'est un gaz qui est indispensable à la transition énergétique car c'est une des rares solutions pour décarboner certains secteurs, mais qui restera précieux. Il ne faudra pas l'utiliser pour n'importe quoi. Jupiter 1000 est un des premiers démonstrateurs en France. Et depuis, plusieurs projets se multiplient. Et la France n'est pas la seule à investir dans l'hydrogène. C'est aussi le cas dans toute l'Europe et dans le monde. Je remercie GRT Gaz de m'avoir fait visiter le démonstrateur avec Sylvain et Patrick. Et je vous dis à une prochaine, amis bidouilleurs et bidouilleuses.