Sciences dessus dessous

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  • Jean-François Cliche

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    Mercredi 13 juin 2012 | Mise en ligne à 11h34 | Commenter Commentaires (22)

    Quel avenir pour l’hydrogène ?

    Le Québec a reçu de la grande visite ces derniers jours. L’ingénieur japonais Katsuhiko Hirose, de la société Toyota, que l’on pourrait sans trop exagérer qualifier de «père de la Prius», puisqu’il fut responsable de sa consommation d’essence pendant son développement, puis de son déploiement mondial, a fait un passage à Québec et à Trois-Rivières cette semaine.

    Mais ce n’était pas pour faire la promotion des véhicules à batterie qu’il avait fait le voyage. En fait, m’a-t-il dit lundi, c’est plutôt dans les piles à hydrogène qu’il entrevoit l’avenir à long terme des voitures électriques. Le fait qu’il dirige maintenant la division des piles à combustible chez Toyota n’y est sans doute pas étranger, mais il demeure tout de même frappant d’entendre M. Hirose condamner, en quelque sorte, la technologie qui propulse son propre «bébé», puisque la Prius est une voiture à batterie (encore que ladite batterie puisse être changée, évidemment).

    En effet, le grand défi des voitures électriques à l’heure actuelle est l’autonomie, soit la distance parcourable entre deux recharges, mais M. Hirose prévoit que ce sera la pile à combustible — plus précisément «à hydrogène» — qui permettra de le relever, et non la technologie des batteries. Des modèles d’essai font déjà plus de 500 km sans recharge (contre une vingtaine en mode tout électrique pour les batteries classiques), et la plupart des grands constructeurs automobiles, dont son employeur, prévoient lancer leurs premiers modèles commerciaux vers 2015. Il faudra que les infrastructures de recharge suivent, ce qui n’est pas acquis, mais il reste que l’on peut remplir un réservoir à hydrogène un peu comme on le fait avec l’essence — ce qui est beaucoup plus rapide qu’une recharge de batterie.

    M. Hirose s’est aussi permis d’enlever temporairement son chapeau d’employé de Toyota, suggérant qu’idéalement, selon lui, l’hydrogène devrait servir à beaucoup plus qu’à déplacer des voitures. La liliputienne molécule de H2 serait en effet aussi une candidate idéale pour stocker l’énergie produite par les éoliennes et le solaire, ce qui résoudrait le problème de l’intermittence de ces sources d’énergie. Cela impliquerait, certes, une petite «perte» puisque il faut plus d’énergie pour produire de l’hydrogène que celui-ci ne peut en rendre, mais cela serait en partie compensé par le fait que le moteur électrique est plus efficace que le moteur à explosion, juge M. Hirose. Et puis, les villes n’ont-elles pas déjà de grandes infrastructures de transport de gaz (naturel) ?

    Cette vision du futur est toutefois encore loin de se réaliser, notons-le, et n’est peut-être même pas bien partie pour arriver un jour. L’an dernier, les États-Unis ont à toute fin utile fait une grosse croix sur l’hydrogène, coupant en deux leurs subventions de recherche pour les voitures mues par des piles à combustible. À peu près en même temps, une brochette d’experts en énergie réunis au prestigieux Institut Perimeter, en Ontario, débattaient des meilleures voies énergétiques pour l’horixon 2030 ; ils en ont tiré le rapport Equinox Blueprint, qui n’entrevoit pas un si brillant avenir pour l’hydrogène. Si celui-ci y est mentionné ici et là, notamment comme une (et non «la») technologie parmi d’autres pour les transports, le document donne presque toute la place aux piles à flux pour le stockage des énergies renouvelables.

    C’est peut-être un peu (beaucoup) pour cette raison que M. Hirose me disait que la voiture à hydrogène est une étape clef pour que ses idées sur notre avenir énergétique se réalisent. Une sorte de cheval de Troie, quoi.

    Alors, quel avenir pour l’hydrogène ?


    • L’hydrogène brule dans une concentration entre 5% et 80%. Et comme les gazoducs ne sont pas toujours étanches, la moindre fuite est potentiellement très dangereuse. Et l’hydrogène fait rouiller le fer (les gazoducs sont de plus en plus en plastique par-contre). Ca couterait cher en protection cathodique. Je ne pense pas que ça soit une bonne idée d’envoyer ça dans un tuyau.

      Pourquoi ne pas tout simplement comprimer de l’air dans un réservoir lorsque réseau ne consomme pas tout l’électricité produite par une éolienne. Une turbine pourrait utiliser cette air comprimé pour produire de l’électricité. Est-ce moins énergivore de produire de l’hydrogène ?

    • L’hydrogène c’est facile à faire:

      On prend de l’eau, on ajoute un peu de sel et on plonge dans le liquide deux électrodes reliés à une batterie 12 volts.
      J’en ai fait quand j’avais 12 ou 13 ans dans mon labo au sous-sol et ça m’avait explosé au visage quand j’ai voulu y mettre le feu.
      Alors oui c’était de l’hydrogène, j’ai manqué de devenir borgne pour le vérifier.

      L’hydrogène est parmi les carburants les plus énergitiques, il suffit de 4% d’ydrogène dans l’air pour avoir une explosion:

      http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen#Combustion

      C’est entre autres grâce à son excellent rapport poids-énergie qu’on l’a choisi pour la navette spatiale.

      Le problême avec l’hydrogène c’est que la molécule est trop petite, alors contrairement à la molécule de gaz naturel elle passe facilement à travers les parois de quasiment nimporte quel réservoir.

      Mais vu que l’hydogène est si facile et économique à faire, pourquoi attendre que les infrastructures soient en place ?

      Pourquoi ne pas:

      1-Vendre des petits “électrolyseurs à hydrogène” à ceux qui s’achètent la voiture à hydrogène.

      2-Mettre de l’eau et du sel dedans et lasser ça branché tout la nuit pour avoir le lendemain la quantité nécessaire pour remplir le réservoir.

      Au diable les pertes !

      L’hydrogène ne coûte presque rien à fabriquer et si on en perd un peu à travers le réservoir ça ne pollue pas.

      Je pense même qu’en ajustant ou modifiant le carburateur on peut faire fonctionner une voiture à essence ou au gaz naturel avec de l’hydrogène.

      J’imagine qu’il doit y avoir une bonne raison pour laquelle ça ne se fait pas, mais je ne vois pas laquelle.

    • QUEL avenir … masculin. C’est réussi dans la dernière ligne du texte mais pas dans le titre.

      Ouch, celle-là fait mal… Ma première idée de titre était «QueLE voiture pour l’hydrogène ?»… Merci de me signaler l’erreur.
      JFC

    • L’hydrogène est une source d’énergie formidable! Nous n’avons besoin que d’électricité pour la produire!

      Si les véhicules fonctionnaient à l’hydrogène, nous pourrions enfin utiliser les combustible fossile à d’autre fins.

      Pour produire de l’électricité par exemple!

    • @Jim,

      Ha, Ha, Ha, des tréfonds de ma mémoire vous avez fait surgir chez moi des réminiscences de mon cour d’Initiation science physique du secondaire 1. Woooow, c’était l’époque des Vic 20, commodore 64… le temps dans lequel nous devions programmer nos jeux et enregistrer le tout sur des cassettes…

    • c’était hier… la synthèse de l’eau.

    • @jim777
      “J’imagine qu’il doit y avoir une bonne raison pour laquelle ça ne se fait pas, mais je ne vois pas laquelle.”
      Un seul mot : Boum (en cas de collision).

    • avec l’électrolyse.

    • @ Walt68

      C’était le bon temps…

      J’ai même fait de la nitrocellulose en plongeant du coton dans de l’acide nitrique et sulfurique que le pharamacien du coin m’avait donné parce qu’il avait lui même fait de la chimie amateur quand il était plus jeune.

      http://fr.wikipedia.org/wiki/Nitrocellulose

      On rince le résultat avec de l’eau, on fait sècher comme il faut et on met le tout dans un papier d’aluminium bien serré en forme de fusée.

      Suffit de mettre une allumette en dessous pour rejoindre Wernher von Braun et Robert Goddard dans le panthéon des pionniers de l’espace.

      Mais ne le dites à personne parce qu’on va me prendre pour un terroriste.

    • @ gl000001

      Bonsoir.

      Oui ça fait boum en cas de collision.
      Tout comme le gaz naturel et l’essence déjà utilisé présentement dans les véhicules.

      Dans cet article de cyberpresse,

      http://tinyurl.com/6npzhun

      on nous dit:

      “Toyota entend malgré tout sortir ses premiers véhicules à l’hydrogène dès 2015.

      «Nous avons opté pour le réservoir à haute pression en attendant», explique le représentant de Toyota.

      «Nous avons fait plusieurs tests de collision et c’est la partie la plus résistante de la voiture», promet-il.”

    • Le problème de l’hydrogène est que l’on gaspille énormément d’énergie à le produire et à le transporter.

    • Si Ils (Toyota Motors Corp) ont mis Katsuhiko Hirose sur le coup du développement des futurs véhicules à “piles à combustible” attendez-vous à effectivement voir des Prius+ mues à l’hydrogène apparaître éventuellement sur les routes. Ce Monsieur c’est du sérieux. Et son employeur a des budgets comparrables à ceux de la NASA.

      Personne ne croyait au projet Prius au début, et voyez aujourd’hui. D’ailleurs celle que j’ai dans mon entrée vient de franchir les 100 000 kilomètres et l’économie est au rendez-vous alors que l’atmosphère me dit merci.

    • @jim777
      Les voitures à essence explosent seulement dans les films. C’est très rare qu’un voiture explose. Quand l’essence coule, elle brule. Il faudrait éventrer rapidement la réservoir pour libérer une grande quantité de vapeur d’essence pour que ça explose. Et la vapeur d’essence détone quand même à plus haute température que d’autres carburants. Le diésel par exemple qui n’a pas besoin de bougie.

      Le gaz naturel brule dans une concentration entre 5% et 15% seulement. Il va se diluer dans l’atmosphère bien avant d’être assez concentré pour devenir dangereux. L’hydrogène va rester concentré assez longtemps pour qu’une étincelle fasse détoner tout ça. L’intervalle de concentration étant bien plus grand.

      Le propane est plus lourd que l’air. Il va remplir les creux et peut facilement détoner.
      Lui, il est dangereux et pourtant on s’en sert pour des “lifts”.

      @yvan_dutil
      Mais sa combustion redonne beaucoup d’énergie. Quel est le rendement ? Comment ça se compare à l’électricité et à l’essence ?

    • Tous les moyens de transports sont risqués. Même la marche. Surtout en hiver.
      Il y a toujours des risques à conduire une voiture.
      C’est pour ça que toutes les voitures, y compris les voitures à hydrogène, doivent passer des test gouvernementaux rigoureux.

      Les fabricants d’autos à hydrogène savent bien ce qui inquiète les gens, ils ont fait des études pour le savoir.
      Quand on pense hydrogène on pense au Hindenburg qui a explosé et stoppé net l’utilisation des dirigeables de ce type.

      Alors c’est pour ça que, comme c’est décrit dans l’article que j’ai cité plus haut, les fabricants de cette voiture à hydrogène ont fait des tests de collision et ont fait en sorte que le réservoir soit la partie la plus solide du véhicule.

      Quand le réservoir est plus solide que le bloc-moteur, c’est pas mal rassurant.

      De plus, avec la nanotechnologie, il se fait de la recherche pour améliorer la sécurité des réservoirs.
      Ici par exemple, l’hydrogène se trouve associé à des nanoparticlules pour améliorer le transport et la sécurité:

      http://www.fastcompany.com/1738498/nanotech-advance-helps-plans-for-hydrogen-fuel

      En ce moment la voiture à hydrogène est un peu mise de côté mais selon moi ça ne durera pas.
      Dans le passé on a prédit la non-viabilité de la voiture électrique et hybride.

      Les modèles électriques dépassent les attentes et aujourd’hui la Prius est la troisième voiture la plus vendue dans le monde:

      http://content.usatoday.com/communities/driveon/post/2012/05/toyotas-prius-is-worlds-third-most-popular-car-line/1

      J’ai hâte de voir ce que ça va donner quand l’essence va être à $2 le litre.
      Aujourd’hui elle ne baissera plus en bas d’un dollar, c’est fini ce temps là.

    • @ yvan_dutil

      Bonjour.

      Vous dites:

      “Le problème de l’hydrogène est que l’on gaspille énormément d’énergie à le produire et à le transporter.”

      C’est pour ça que je propose plus haut de le produire chez soi.
      Faire de l’hydrogène c’est plus facile que de faire du pain.
      Ils vendent des petites machines pour faire du pain-maison alors pourquoi pas une petite machine pour produire son propre carburant ?

      Le rendement quand on transforme de l’eau en hydrogène est de 80 à 94% :

      http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen#Laboratory

      C’est un point d’autant plus intéressant que, m’a-t-on dit, l’électricité de toutes les centrales du monde ne suffirait pas à alimenter le parc auto actuel s’il était entièrement mû par des batteries. Et cela nous ramène à un point qui a déjà été soulevé ici : la production décentralisée d’énergie peut avoir d’énormes avantages, dont celui de mobiliser des capitaux immenses qu’aucun gouvernement ne peut investir. Ce n’est pas encore rentable pour les particuliers, mais cela le deviendra bien un jour…
      JFC

    • @ JFC

      Bonjour.

      “Ce n’est pas encore rentable pour les particuliers, mais cela le deviendra bien un jour…”

      Tout à fait, il est même question d’offrir aux propriétaires d’autos électriques ou hybrides “d’aider le réseau” en redonnant de l’électricité à la compagnie d’électricité pendant les heures de grosse demande et lorsque le véhicule électrique est inutilisé (95% du temps).

      En acceptant de faire partie d’un immense réseau-tampon de batteries, le propriétaire peut obtenir des revenus allant jusqu’à $4000 par auto et par année:

      http://en.wikipedia.org/wiki/Vehicle-to-grid

      Si on ajoute à ça une éolienne et des panneaux solaires, devenir une micro-entreprise dans le domaine énergitique peut générer des revenus intéressants pour les particuliers en plus de contribuer au sevrage de l’utilisation des énergies fossiles.

      Ici on a un exemple de quelqu’un qui reçoit $3000 par an en échange des surplus d’électricité générés par ses panneaux solaires:

      http://www.businessweek.com/smallbiz/content/jul2006/sb20060706_167332.htm

      Les prix de tout ça sont encore un peu trop élevés mais comme vous le savez il y a d’intenses recherches qui se font en ce moment dans le domaine des panneaux solaires et des batteries rechargeables.

    • (ajout)

      Finalement on n’aura peut-être même pas besoin d’attendre que les gouvernements se tournent vers les énergies vertes.

      Ça se fera collectivement au lieu de se faire politiquement.

    • Il y a quelques années, j’avais fait le calcul et cela prenait au total 4X plus d’énergie faire rouler une auto à l’hydrogène comparé à une voiture à batterie. L’autonomie est un faux problème. Pour à peu près 90% des gens une autonomie de 100 km couvre plus de 90% de leurs besoins. Pour le reste, une petite turbine pourrait produire l’électricité nécessaire pour augmenter l’autonomie. Il ne faut pas oublier qu’une voiture à piles sera toujours plus simple à fabriquer qu’une voiture à hydrogène. En fait, dans l’état actuel de la technologie, la plupart des voitures à piles font mieux que leur équivalent à hydrogène.

      Pour ce qui est de l’utilisation de panneaux solaires ou de stocker de l’énergie dans les batteries des voitures, il ne faut pas trop se faire d’illusion. Les capacités nécessaires sont énormes alors dans la plupart des scénarios on ne peut pas se passer des grosses centrales et des gros systèmes de stockage d’énergie.

    • On peut produire l’hydrogène par électrolyse mais en pratique l’hydrogène obtenu ainsi coute beaucoup lus cher que par une productin chimique normale de produits pétroliers , et vlan pour l’hydrogène pas cher …

      Le rendement pour le cycle complet est pénible enviorn 5 à 10 % une vrai catastrophe surtout si on le brule dans un moteur ou est limité par la deuxième loi de la thermodynamique lHydrogène est un vecteur énergétique par une forme d’énergie … En pratique dans une pile a combustible on a un rendement du double ( plus de 80 % dans une pile a combustible ) car on est pas limité par la 2 loi de la thermo…et c’est vers cette voie qu’on se dirige. Le problème est que les membranes semi perméables sont tr`s instables et qu’on passe le temps à les remplacer et a arebatir la pile ce qui coute de loins beau beaucoup plus cher que le combustible …qui plus léger que l’air s’envole si il y a fuite comme dit gl beaucoup plus sécuritaire que le propane …Et la molécule est tellement petite qu’elle difuse même au travers du métal une réservoir se vide m^me si il est étanche a moins de le maintenir a des températures très très basse ….

      Malheureusement on nous montre toujours le ” Fâmeux ” ballons qui explose or dans ce balon c’est le goudron du revètement imperméabilisant qui brule dans un gros nuage noir qui n’en finit pas de bruler …pas l’hydrogène qui ne fait qu’un petit pouf super rapide et c’est fini…

    • @yvan_dutil
      Merci pour les infos. Merci à Mononke également.

      Vous voulez une voiture électrique avec une turbine ? La voila (avec une deuxième turbine en bonus) :

      http://www.gizmag.com/jaguar-c-x75-concept-four-wheel-drive-electric-supercar/16518/

    • @ gl000001

      Aaaah ! ÇA c’est une voiture futuriste

      $1.15 million, je pense que je devrais avoir ça dans mon pot de cennes noires.

    • En matière de stockage d’énergie à des fins de transport, entre autres, si j’avais un petit deux à parier, je le miserais sur les ultra condensateurs. Les récentes percées sont très impressionnantes.

      http://www.supercondensateur.com/article12/supercondensateur-graphene-lsg-cree-avec-graveur-dvd

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