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1) Introduction L'hydrogène est un sujet d'exploitation chimique et suscite un

1) Introduction L'hydrogène est un sujet d'exploitation chimique et suscite un fort intérêt pour l'énergie en termes d'utilisation et de stockage 2) définition L'hydrogène est l'élément chimique le plus abondant de l'univers, classé premier dans le tableau de Mendeleïev, car c'est l'atome le plus simple et le plus léger : il est constitué d'un noyau contenant un proton et un électron terminal. 3) Applications de L’hydrogène L'hydrogène peut être converti en électricité, chaleur ou énergie cinétique selon l'utilisation finale. Il se caractérise par une large capacité de stockage comme le stockage d'énergie dans les bâtiments en assurant l'approvisionnement en électricité et en chaleur grâce à la cogénération, permettant le développement de bâtiments à énergie positive ; De plus, le réservoir d'hydrogène peut être associé à une pile à combustible pour améliorer l'autonomie des véhicules électriques. Il a été observé que l'hydrogène est largement utilisé dans l'industrie aéronautique comme carburant pour la propulsion des fusées. 4) Comment produit-on l’hydrogène ? Différentes techniques de production existent : le reformage du gaz naturel à la vapeur d'eau est la technique la plus répandue. Il s’agit de faire réagir du méthane avec de l’eau pour obtenir un mélange contenant de l’hydrogène et du CO2. Le CO2 émis par ce procédé pourrait éventuellement être capté et stocké pour produire un hydrogène décarboné. En lieu et place du gaz naturel, l’utilisation du biométhane (méthane issu de la fermentation de la biomasse) constitue aussi une solution pour produire un hydrogène décarboné ; l’hydrogène peut aussi être produit à partir d’eau et d’électricité, c’est l’électrolyse de l'eau. L’électrolyseur sépare une molécule d’eau en hydrogène et en oxygène. Cette voie est encore peu répandue car nettement plus coûteuse (2 à 3 fois plus chère que le reformage du gaz naturel) et réservée aujourd'hui à des usages spécifiques, comme l’électronique, qui requièrent un niveau élevé de pureté ; la gazéification permet de produire, par combustion, un mélange de CO et d’H2 à partir de charbon (solution qui émet beaucoup de CO2) ou de biomass 5) Comment est stocké l’hydrogène Sous pression La méthode la plus simple permettant de diminuer le volume d’un gaz, à température constante, est d’augmenter sa pression. Ainsi, à 700 bar, l’hydrogène possède une masse volumique de 42 kg/m3 contre 0.090 kg/m3 à pression et température normales. À cette pression, on peut stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 125 litres. Aujourd’hui la majeure partie des constructeurs automobiles a retenu la solution du stockage sous forme gazeuse à haute pression. Cette technologie permet de stocker la quantité d’hydrogène nécessaire à une voiture alimentée par une pile à combustible pour parcourir de 500 à 600 km entre chaque plein. Sous forme liquide Une technique de pointe pour stocker un maximum d’hydrogène dans un volume restreint consiste à transformer de l’hydrogène gazeux en hydrogène liquide en le refroidissant à très basse température. L’hydrogène se liquéfie lorsqu’on le refroidit à une température inférieure de -252,87°C. Ainsi, à -252.87°C et à 1,013 bar, l’hydrogène liquide possède une masse volumique de près de 71 kg/m3. À cette pression, on peut stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 75 litres. Afin de pouvoir conserver l’hydrogène liquide à cette température, les réservoirs doivent être parfaitement isolés. Le stockage de l’hydrogène sous forme liquide est pour l’instant réservé à certaines applications particulières de très hautes technologies comme la propulsion spatiale. Par exemple, les réservoirs de la fusée Ariane, conçus et fabriqués par Air Liquide, contiennent les 28 tonnes d’hydrogène liquide qui vont alimenter son moteur central. Ces réservoirs sont une véritable prouesse technologique : ils ne pèsent que 5,5 tonnes à vide et leur paroi ne dépasse pas 1,3 mm d’épaisseur. Sous forme solide Le stockage de l’hydrogène sous une forme solide, c’est-à-dire conservé au sein d’un autre matériau, est aussi une piste de recherche prometteuse. Les méthodes de stockage de l’hydrogène sous forme solide sont des techniques mettant en jeu des mécanismes d’absorption ou d’adsorption de l’hydrogène par un matériau. Un exemple est la formation d’hydrures métalliques solides par réaction de l’hydrogène avec certains alliages métalliques. Cette absorption résulte de la combinaison chimique réversible de l’hydrogène avec les atomes composant ces matériaux. Les matériaux parmi les plus prometteurs sont les composés à base de magnésium et les alanates. Seulement une faible masse d’hydrogène peut être stockée dans ces matériaux, c’est pour l’instant l’inconvénient de cette technologie. En effet, les meilleurs matériaux permettent à ce jour d’obtenir un rapport poids d’hydrogène au poids total du réservoir ne dépassant pas 2 à 3%. 6) Comment se transporte l’hydrogène Le transport de l'hydrogène suit les mêmes principes que ceux utilisés pour le transport du gaz naturel. Il peut être transporté par des véhicules sur Le gaz ou le liquide se forme à l'intérieur de conteneurs spéciaux, et il peut également être transporté par des pipelines qui ressemblent beaucoup à des pipelines Conduites utilisées pour le transport du gaz naturel. Selon les experts, il est possible de profiter de l'infrastructure existante Le gaz naturel pour le transport de l'hydrogène 7) production d'hydrogène et d'énergie L’usine est approvisionnée en électricité via le nouveau poste de répartition RTE en coupure sur la liaison 225 000 Volts Port-Jérôme- Sandouville, qui serait adjacent au poste de transformation de H2V Elle est approvisionnée en eau industrielle par le réseau d’eau industrielle de la zone de Port-Jérôme L’électrolyse se produit dans une cuve contenant un mélange d’eau et d’hydroxyde de potassium dans laquelle sont plongées des électrodes qui conduisent l’électricité. La réaction se déroule à une température comprise entre 80 et 90°C et sous 30 bars de pression, c’est-à-dire 10 fois la pression mesurée dans un pneumatique de voiture. Séparation des gaz et purification de l’hydrogène. L’hydrogène produit et comprimé est ensuite injecté dans le réseau de distribution d’hydrogène de Port-Jérôme. 8) les inconvénients de l'hydrogène énergie : L'énergie hydrogène est chère : Il est difficile de stocker l'énergie hydrogène : Les combustibles fossiles sont utilisés pour produire de l'hydrogène. Il existe encore des risques environnementaux avec les piles à combustible à hydrogène. Énergie hydrogène hautement inflammable : Il n'est pas facile de remplacer l'infrastructure existante. Il y a aussi des pertes de transport à prendre en compte avec l'énergie hydrogène 9) Conclusion : L'hydrogène est une source d'énergie prometteuse pour un usage commercial. L'abondance de cet élément et la capacité de le produire à partir de l'eau par électrolyse en font une option attrayante et plus propre qui peut remplacer les combustibles fossiles et relever les défis de la décarbonisation . uploads/s3/ comment-produit.pdf