07/08/2024 Produire de l’hydrogène par hydrolyse électronucléaire de l’eau et l’utiliser dans des moteurs à explosion fonctionnant à l’hydrogène

Récemment, la société indienne Triton EV a dévoilé un moteur thermique qui fonctionne grâce à la combustion de l’hydrogène, contrairement aux moteurs à explosion actuels  qui utilisent des carburants d’origine fossile dérivés du pétrole. Contrairement aux moteurs essence et diesel habituels, le moteur de Triton EV ne que rejette que de l’eau en sous-produit. Il n’y a donc pas de production de gaz à effet de serre ni de polluants nocifs.

Mais si l’hydrogène est l’élément chimique le plus abondant dans l’univers, sa production sous une forme pure pour les besoins d’une vaste gamme de procédés industriels est très consommatrice en énergie et a une empreinte carbone élevée.

Rappelons que l’hydrogène est utilisé dans divers processus industriels, allant de la production de combustibles synthétiques et de produits pétrochimiques à la fabrication de semi-conducteurs, en passant par la recharge des véhicules à pile à combustible. Mais comment le produire en quantité suffisante ?

La solution est connue depuis longtemps. Elle consiste à utiliser quelques pourcentages de l’énergie produite par les centrales électronucléaires actuelles, dite de fission. Malheureusement, cette électricité est de plus en plus rare et chère. Même la France, grande productrice, doit importer, lors des saisons rigoureuses, un peu électricité thermique complémentaire.

Rappelons pourtant que si seulement 4 % de l’hydrogène actuellement produit l’étaient à l’aide de l’électronucléaire, les émissions de dioxyde de carbone pourraient selon certaines estimations être réduites de 60 millions de tonnes par an. Et si la production d’hydrogène reposait entièrement sur l’électronucléaire, ce seraient alors 500 millions de tonnes d’émissions de dioxyde de carbone que l’on pourrait éviter de produire chaque année.

Aussi en combinant des réacteurs nucléaires de puissance avec une usine de production d’hydrogène, il serait possible de constituer un système de cogénération qui permette de produire efficacement de l’électricité et de l’hydrogène. Pour pouvoir produire de l’hydrogène, un tel système doit être équipé soit d’un dispositif d’électrolyse, soit de composants permettant la mise en œuvre de processus thermochimiques.

L’électrolyse est une technique qui consiste à générer un courant électrique continu pour décomposer des molécules d’eau en hydrogène et en oxygène. L’électrolyse de l’eau liquide s’effectue à des températures relativement basses, entre 80 et 120 °C, alors que l’électrolyse de la vapeur d’eau requiert des températures plus élevées, ce qui la rend plus efficiente. Étant donné que l’électrolyse de la vapeur d’eau exige un apport thermique d’environ 700 à 950 °C, elle pourrait constituer une technique idéale pour l’intégration dans des centrales nucléaires dotées de réacteurs avancés à haute température.

« Le cycle iode-soufre est une méthode de production d’hydrogène qui offre des possibilités très intéressantes pour une exploitation à grande échelle durable et à long terme », déclare un expert. « Cette méthode très prometteuse est en train d’être mise au point au moyen du modèle japonais de réacteur expérimental à haute température (HTTR) et des modèles chinois de réacteur à haute température HTR-10 et de réacteur modulaire à lit de boulets à haute température HTR-PM 600. D’autres travaux de recherche continuent également d’avancer à grands pas. »

Plusieurs pays sont en effet en train de mettre en œuvre ou d’étudier des méthodes de production d’hydrogène à l’aide de centrales nucléaires afin de réduire leurs émissions de carbone dans les secteurs de l’énergie, de l’industrie et des transports. C’est aussi un moyen de tirer davantage profit d’une centrale nucléaire, ce qui peut améliorer sa rentabilité.

L’AIEA International Atomic Energy Agency fournit un appui aux pays intéressés par la production d’hydrogène au moyen d’initiatives comme des projets de recherche coordonnée et des réunions techniques. Elle a également mis au point le programme d’évaluation économique de l’hydrogène (HEEP), outil d’évaluation économique de la production d’hydrogène à grande échelle à l’aide de l’énergie nucléaire. Elle a en outre ouvert, au début de 2020, un cours en ligne sur la production d’hydrogène par cogénération nucléaire.

Le moteur de Triton EV

Ce sera dans cette perspective que le projet de moteur à hydrogène de la société indienne Triton EV https://www.tritonev.in/ trouvera tout son intérêt. La société a dévoilé un moteur thermique qui fonctionne grâce à la combustion de l’hydrogène, une alternative écologique aux moteurs à combustion traditionnels qui utilisent des carburants d’origine fossile. Contrairement aux moteurs essence et diesel habituels, le moteur de Triton EV rejette seulement de l’eau comme sous-produit. Il n’est donc pas question de rejets de gaz à effet de serre et de polluants nocifs.

Le moteur développé par la société indienne a été conçu pour offrir des performances élevées, au-delà des moteurs classiques. Autrement dit, il s’agit d’une alternative écologique pour laquelle la notion de puissance n’a pas été négligée, bien au contraire. Selon Triton EV, le moteur intègre un processus de combustion avancé qui minimise les pertes et qui devrait intéresser en premier lieu les professionnels du transport. Ces derniers devraient ainsi voir baisser leurs charges d’exploitation. De plus, le moteur est adapté aux camions routiers et aux véhicules de transport, comme  aussi aux voitures des particuliers.

Autrement dit, il n’est pas impossible que cette innovation se généralise dans un futur plus ou moins proche.

Cependant, même si la société indienne croit fermement en son projet, la prudence est de mise. On note en effet que Triton EV n’a encore publié aucun détail technique au sujet de son innovation, en ce qui concerne par exemple le rendement, le couple ou encore la puissance. Pour l’instant, les responsables de la firme seraient en discussion avec des constructeurs automobiles en vue d’un déploiement à grande échelle.

Laisser un commentaire