L'hydrogène est un non-métal incolore et inodore. Dans sa forme la plus courante, il est extrêmement combustible. En d'autres mots, il tend à s'enflammer rapidement.
L'hydrogène réagit avec l'oxygène pour former de l'eau et cette réaction est extraordinairement lente à température ambiante; mais si elle est accélérée par un catalyseur, comme le platine, ou une étincelle électrique, elle est produite avec une violente explosion.
Le corps simple H2 est mis en évidence à l'état gazeux par Cavendish en 1766, qui l'appelle « air inflammable » parce qu'il brûle ou explose en présence d'oxygène, produisant de la vapeur d'eau.
L'hydrogène est inodore, incolore et insipide, de sorte que les fuites sont difficiles à détecter par les seuls sens humains. L'hydrogène n'est pas toxique, mais dans les environnements intérieurs comme les salles de stockage des batteries, l'hydrogène peut s'accumuler et provoquer une asphyxie en remplaçant l'oxygène.
Un atome très léger
La très grande légèreté de l'atome H2 rend les risques d'explosions très différents de ceux qui entourent d'autres gaz présents dans les véhicules aujourd'hui : GNV, GPL, vapeurs d'essence.
L'un des inconvénients de la voiture hydrogène vient de la production de l'hydrogène. Quelle que soit la méthode utilisée, d'importantes quantités d'énergie sont nécessaires pour produire ce gaz.
Vers 2024, la production de ce gaz permettra de générer près de 6 gigawatts d'énergie et environ 40 gigawatts en 2030. Ce plan européen évoquant entre 180 et 470 milliards d'euros d'investissements jusqu'en 2050 devrait donc participer à une rapide expansion des voitures à hydrogène dans les années à venir.
Mais l'hydrogène n'est pas une solution miracle du point de vue écologique. Il génère des pollutions, et son faible rendement le rend peu avantageux pour les usages où l'électricité peut déjà remplacer les énergies fossiles.
Propriétés du gaz Oxygène
L'oxygène à l'état pur ne brûle pas et n'est pas inflammable. Cependant, il a pour effet d'entretenir la combustion lorsqu'il est lié à d'autres éléments. Afin de le stockés sous sa forme liquide, à -182°C, l'oxygène doit être comprimé et refroidi.
Où se trouve l'hydrogène ? Les ressources principales permettant de produire le dihydrogène H2 (que l'on appelle hydrogène par abus de langage) sont l'eau et les hydrocarbures (le charbon, le pétrole ou le gaz).
Sur Terre il est surtout présent à l'état d'eau liquide, solide (glace) ou gazeuse (vapeur d'eau), mais il se trouve aussi dans les émanations de certains volcans sous forme H2 et de méthane CH4.
L'hydrogène constitue 9,5% du corps humain (6,65kg pour un individu qui pèse 70kg). Ce qui nous ramène à la moitié de la quantité de carbone et à près du 1/7 de l'oxygène. Il faut savoir que ces pourcentages sont en rapport avec la masse molaire (atomique) de chaque atome.
L'hydrogène est l'élément chimique le plus abondant dans l'univers. On le trouve dans la composition du Soleil, des étoiles, des planètes gazeuses. Sur notre planète, on a noté quelques émanations d'hydrogène naturel, mais non exploitables en quantités significatives et à des coûts compétitifs.
Il appelle ce gaz « air inflammable » (en anglais : inflammable air) et s'aperçoit que sa combustion produit de l'eau.
Il existe trois méthodes pour fabriquer de l'hydrogène : l'électrolyse de l'eau, le reformage du gaz (ou vaporeformage) et la pyrolyse de méthane.
La nomenclature chimique a évolué. On emploie hydrogène" pour l'élément et "dihydrogène" pour le gaz. Il en est de même pour l'oxygène.
Les composés d'hydrocarbures comme l'acétylène, l'ammoniac, l'hydrogène, le propane, le propylène, et le méthane sont tous des gaz inflammables.
Le terme hypoxie désigne une situation où la disponibilité en oxygène est réduite. Elle peut être rencontrée dans différentes situations pathologiques comme dans les maladies respiratoires ou cardiaques.
Taux excessif d'oxygène dans le sang. L'hyperoxie apparaît quand la pression partielle d'oxygène respiré est supérieure à 0,5 bar.
La raison pour laquelle l'hydrogène est inefficace est due au processus de transfert d'énergie nécessaire pour alimenter une voiture. C'est ce qu'on appelle parfois la transition du vecteur énergétique.
Le GPL, ou Gaz de Pétrole Liquéfié, est apparu comme le carburant du futur : moins polluant que l'essence et le diesel, bénéficiant d'avantages fiscaux le rendant moins coûteux à la pompe, et enfin préservant mieux l'usure des moteurs.
Les risques
Comme tout combustible, l'hydrogène peut s'enflammer ou exploser en cas de fuite. Mais comme il s'agit de la plus petite des molécules gazeuses, les risques de fuites sont plus importants qu'avec n'importe quel autre gaz.
Le prix d'un plein d'hydrogène +
Quant au plein d'hydrogène, le kilo est actuellement facturé entre 10 € et 15 €. Les véhicules à hydrogène actuels en embarquent 6 kg environ.
Comme on le voit, le moteur à eau existe bien, sous la forme de moteur à injection d'eau chez les constructeurs historiques, et plus artisanalement et loufoquement sous forme de kits à installer par des apprentis-sorciers nous promettant monts et merveilles (moteur Pantone ou kit d'injection Vix par exemple).
En effet, un véhicule à hydrogène ne rejette qu'un élément : la vapeur d'eau. Et pour cause, il ne consomme pas directement d'énergie fossile et n'émet ni dioxyde de carbone ni polluants atmosphériques. Outre cet aspect, cette voiture fonctionne avec une batterie beaucoup plus petite que celle de la voiture électrique.