L’hydrogène est un vecteur énergétique d’intérêt car « sa combustion ne génère que de la vapeur d’eau, sans rejet de gaz à effet de serre tels que le CO2 », indique l’étude réalisée par l’association Record (Réseau coopératif de recherche sur les déchets et l’environnement). Ce gaz industriel est déjà largement utilisé dans les raffineries et pour la production d’ammoniac, avec 60 millions de tonnes consommées au plan mondial (2011). Mais il provient de procédés traditionnels, essentiellement par reformage de ressources fossiles – 90 % de l’hydrogène étant issu du pétrole, du charbon ou du gaz. Les autres technologies matures sont l’électrolyse de l’eau ou la dissociation thermique de l’eau.Or, l’hydrogène peut aussi être produit à partir d’autres sources de carbone, comme les déchets. Les déchets urbains (fraction fermentescible des ordures ménagères, CSR, déchets verts, boue de Step) comme les déchets industriels (agroalimentaire, industries papetières et textiles), les déchets d’agriculture, de la sylviculture et de l’aquaculture conviennent. Mais les technologies à mettre en œuvre diffèrent alors. L’étude se penche sur la gazéification des déchets et le reformage du biogaz, relativement maîtrisés. La gazéification, qui consiste à transformer une matière solide et carbonée en un gaz de synthèse, peut aboutir, dans certains cas, à une forte proportion en hydrogène. Son extraction du mélange de monoxyde de carbone et d’impuretés est d’ores et déjà maîtrisée dans les procédés traditionnels. Le reformage du biogaz est maîtrisé dans le cas du gaz naturel (méthane fossile), mais son origine biologique implique de traiter des molécules comme le sulfure d’hydrogène (H2S) et les siloxanes. Plusieurs solutions techniques existent sur le marché. Des recherches sont également en cours sur des voies biologiques. En effet, « de nombreux genres de micro-organismes sont capables de produire du biohydrogène comme sous-produit de leur métabolisme », indique l’étude. Avantage : ils ne demandent que peu d’énergie pour fonctionner. Et l’inconvénient corollaire : leur vitesse de production est faible et les conditions de culture sont complexes, avec des risques de contamination bactérienne. Deux types de micro-organismes ont été identifiés. D’une part, les microalgues, cyanobactéries et bactéries pourpres, qui utilisent la lumière comme source d’énergie (photobioprocédé). Mais ces cultures doivent rester pures, et les déchets, et leur probable contamination, risquent de perturber le process. D’autre part, des micro-organismes ne nécessitant pas de lumière (« voie sombre ») peuvent être employés. Ces procédés dits fermentaires sont déjà largement maîtrisés à l’échelle industrielle, mais n’ont pas été développé pour produire de l’hydrogène. Plusieurs sont en cours de développement, mais aucun n’a encore atteint la maturité. Enfin, en dernier lieu, les cellules d’électrolyse microbienne, dans lesquelles les déchets sont dégradés en CO2 par des bactéries électro-actives, capables de transférer leurs électrons à un support solide.Plusieurs projets de production d’hydrogène à partir de déchets sont en cours. En France, le semi-pilote Hyvolution couple photofermentation et fermentation en voie sombre. Valorgas teste en pilote la fermentation en voie sombre de déchets en mélange, et Promethée cherche à produire méthane et hydrogène par fermentation de la fraction fermentescible des ordures ménagères. Une seule expérimentation existe sur le vaporeformage du biogaz de décharge avec VabHyogaz, portée par le syndicat Trifyl dans le Tarn. Il vise à terme la production entre 100 kg et 1 tonne par jour d’hydrogène, avec une application dans l’électromobilité. D’autres expérimentations en Grande-Bretagne, États-Unis ou Taiwan sont également détaillées. Mais une seule technologique de production d’hydrogène par gazéification de la biomasse a été identifiée : ClearGen PEM, de Ballard. L’unité de 175 kW fonctionne à partir de sciure de bois, depuis 2015, en Californie. À noter : ces procédés peuvent se combiner pour optimiser la production d’hydrogène. Cette vision intégrée est d’ailleurs « recommandée afin de garantir la viabilité de la filière sur le long terme ». Sachant que la production d’hydrogène est maîtrisée par quelques grands gaziers, les procédés de production à partir de déchets ne pourront se développer que « si la demande en hydrogène augmente fortement, ce qui n’est pas la tendance actuelle, note l’étude, ou si un tarif de réinjection en réseau était créé ». Ce scénario de l’enrichissement du gaz naturel en hydrogène (Hythane) a l’avantage de nécessiter peu d’investissements pour la production. Reste à harmoniser réglementairement le taux d’hydrogène pouvant être injecté – il fluctue aujourd’hui entre 2 et 6 %. Albane Canto