Pour que l’hydrogène puisse réellement devenir le vecteur énergétique de demain, il faut qu’il soit disponible à tout moment, et en tout point du territoire. Mettre au point des modes de transport, de stockage et de distribution efficaces représente donc un enjeu crucial.

LES RÉSEAUX DE DISTRIBUTION

Dans les schémas actuels, la logique de distribution industrielle est en général la suivante : l’hydrogène est produit dans des unités centralisées, puis utilisé sur site ou transporté par pipelines. Le transport gazeux par pipelines permet de connecter les principales sources de production aux principaux points de son utilisation.
Des réseaux de distribution d’hydrogène par pipelines existent déjà dans différents pays pour approvisionner les industries chimiques et pétrochimiques (environ 1 050 km en France, en Allemagne et au Bénélux sont exploités par Air Liquide). La réalisation de ces infrastructures industrielles démontre que l’on dispose d’une bonne maîtrise de la génération et du transport d’hydrogène. Un bémol cependant : le coût du transport est environ 50 % plus cher que celui du gaz naturel et une unité de volume d’hydrogène transporte trois fois moins d’énergie qu’une unité de volume de gaz naturel.
Pour distribuer l’hydrogène, des infrastructures de ravitaillement devront être développées. La mise au point de stations-service ne semble pas poser de problèmes techniques particuliers. Une quarantaine de stations pilotes existent d’ailleurs déjà dans le monde, en particulier aux États-Unis, au Japon, en Allemagne et en Islande.
Il faudra cependant du temps pour que ces stations-service couvrent tout le territoire, ce qui risque de freiner le développement de l’hydrogène dans les transports. Pour pallier cette difficulté, certains constructeurs automobiles envisagent d’utiliser des carburants qui contiennent de l’hydrogène plutôt que l’hydrogène lui-même. Dans ce cas, l’étape de reformage a lieu à bord du véhicule. L’intérêt du procédé est alors réduit puisque le reformage produit du dioxyde de carbone, principal responsable de l’effet de serre.

LE STOCKAGE DE L'HYDROGÈNE

Concevoir des réservoirs à la fois compacts, légers, sûrs et peu coûteux est déterminant puisque c’est précisément cette possibilité de stockage qui rend l’hydrogène particulièrement attractif par rapport à l’électricité.

STOCKAGE SOUS FORME LIQUIDE

Conditionner l’hydrogène sous forme liquide est une solution a priori attrayante. C’est d’ailleurs sous cette forme qu’il est utilisé dans le domaine spatial. Mais l’hydrogène est, après l’hélium, le gaz le plus difficile à liquéfier. Cette solution entraîne une dépense énergétique importante et des coûts élevés qui rendent son application plus difficile pour le grand public.

STOCKAGE GAZEUX SOUS HAUTE PRESSION

Le conditionnement de l’hydrogène sous forme gazeuse est une option prometteuse. Les contraintes sont toutefois nombreuses.
Léger et volumineux, l’hydrogène doit être comprimé au maximum pour réduire l’encombrement des réservoirs. Des progrès ont été faits : de 200 bars, pression des bouteilles distribuées dans l’industrie, la pression est passée à 350 bars aujourd’hui, et les développements concernent maintenant des réservoirs pouvant résister à des pressions de 700 bars. Mais cette compression a un coût. De plus, même comprimés à 700 bars, 4,6 litres d’hydrogène sont encore nécessaires pour produire autant d’énergie qu’avec 1 litre d’essence.
Le risque de fuite d’hydrogène doit être également pris en considération compte tenu du caractère inflammable et explosif de ce gaz dans certaines conditions. Or, en raison de la petite taille de sa molécule, l’hydrogène est capable de traverser de nombreux matériaux, y compris certains métaux. Il en fragilise, de plus, certains en les rendant cassants. L’étude du stockage haute pression consiste donc, pour l’essentiel, à éprouver la résistance des matériaux à l’hydrogène sous pression. Ces matériaux doivent être résistants mais relativement légers (mobilité oblige).
Les réservoirs métalliques, utilisés actuellement, se révèlent encore coûteux et lourds au regard de la quantité de gaz qu’ils peuvent emporter. Des réservoirs non plus métalliques mais en matériaux polymères sont en cours d’élaboration pour répondre à ces contraintes.

STOCKAGE SOUS BASSE PRESSION

Une alternative à l’utilisation de réservoirs sous pression gazeuse consisterait à stocker l’hydrogène dans certains matériaux carbonés ou dans certains alliages métalliques capables d’absorber l’hydrogène et de le restituer lorsque cela est nécessaire. Ce mode de stockage fait actuellement l’objet de nombreuses études.