L’hydrogène sera-t-il le futur or noir ? S’il est encore extrêmement marginal au quotidien, les prévisionnistes lui promettent un très bel avenir en tant que vecteur énergétique. Encore balbutiante, la filière se cherche encore. Ou plutôt devrait-on parler de filières au pluriel, car l’hydrogène peut être produit de très nombreuses façons, identifiées par couleurs en fonction de la méthode de production et de son impact environnemental. On parle ainsi d’hydrogène noir (ou brun) lorsqu’il est produit par gazéification du charbon, jusqu’à l’hydrogène vert lorsqu’il est produit par électrolyse de l’eau via des sources d’énergie renouvelable. Entre les deux, tout un arc-en-ciel d’hydrogène : gris, bleu, jaune, turquoise ou encore blanc lorsqu’il est extrait de réservoirs géologiques.
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Pour tenir ses promesses d’une énergie abondante et fiable pour les décennies à venir, la filière hydrogène au sens large doit donc parvenir à s’organiser et à gagner en rentabilité, sans reproduire les erreurs passées. Ainsi, si des gigafactories de production de H2 sont déjà à l’étude, des unités de production territorialisées et judicieusement maillées à l’échelle d’une région ou d’un pays peuvent venir compléter et sécuriser la production, tout en limitant les besoins et les coûts de transport.
La fabrication additive pour résoudre les défis de l’hydrogène
Pour une gigafactory dédiée à la production d’hydrogène comme pour une unité plus localisée, outre l’échelle de valeur, tout est à construire pour industrialiser et rentabiliser la filière. Avec un avantage par rapport aux industries les plus anciennes, nées et développées entre le 19e et le 20e siècle, la fabrication additive (FA) aussi appelée impression 3D. Avec elle, les phases de recherche et développement ou encore de pré-industrialisation sont à la fois plus rapides et moins coûteuses.
En la matière, l’impression 3D va par exemple permettre à chaque unité de production d’hydrogène vert par exemple, quelle que soit sa taille, de tester le juste dimensionnement des électrodes utilisées, des séparateurs ou encore de concevoir facilement des éléments multi-matériaux en fonction des besoins de production. De même pour le stockage, qui pose encore un certain nombre de difficultés aux industriels : là aussi, l’impression 3D ouvre un immense champ des possibles pour concevoir les réservoirs à hydrogène du futur, en termes de formes, de matériaux utilisés, etc.
En d’autres termes, dans le cadre d’une industrie naissante comme celle de l’hydrogène, la FA propose de répondre vite, bien et dans des coûts raisonnables à une problématique double, connue de tous les industriels : ne pas limiter l’imagination des ingénieurs R&D et pouvoir ainsi facilement prototyper leurs innovations. Dans un objectif d’améliorer rapidement le rendement de la filière, quelle que soit la phase concernée : production, stockage ou même transport jusqu’aux lieux d’utilisation.
Hydrogène : une filière industrielle comme les autres
Que l’on parle d’hydrogène ou de toute autre filière industrielle, les enjeux sont donc les mêmes : il s’agit avant de massifier la production dans un souci de performances pour gagner en rentabilité. Une rentabilité dont les marges permettront de poursuivre l’innovation, de proposer de nouveaux usages et de produire en quantité suffisante et à coûts maîtrisés pour répondre aux besoins futurs, dans des prix acceptables pour le marché.
Pour y parvenir, outre la phase actuelle de création de la filière, les producteurs de H2 pourront une nouvelle fois compter sur l’impression 3D pour leur passage à l’échelle, mais également pour le maintien en conditions opérationnelles voire la maintenance préventive des installations de production.
Par ailleurs, avec la FA, les industriels pourront ainsi compter sur des prix raisonnables des pièces d’usure ou de rechange, et des délais raccourcis grâce à une production en local, directement sur site, auprès de mainteneurs ou des fabricants de matériels eux-mêmes, qui trouvent une nouvelle source de revenus en fournissant les plans 3D des pièces à reproduire à leurs clients.
