En 2023, moins de 2 % de l’hydrogène mondial provient des renouvelables. L’industrie avance, les annonces se multiplient, mais la réalité reste plus nuancée : la filière souffre de coûts de production qui ne baissent pas et d’infrastructures qui peinent à suivre. Les normes fluctuent selon les frontières, empêchant l’émergence d’un véritable marché global. Résultat : le passage à une échelle industrielle, pourtant attendu partout dans la course à l’énergie propre, fait du surplace.
L’hydrogène, une promesse pour la transition énergétique ?
Difficile désormais d’ignorer l’hydrogène dans les grands débats sur l’avenir énergétique. Lorsqu’il est question de limiter la casse climatique, le mot revient comme une formule fétiche. Pourtant, l’évidence mérite d’être nuancée : sur notre planète, ce gaz se fait discret à l’état naturel. Pour le produire, l’industrie table à 95 % sur le gaz naturel, via ce qu’on appelle « hydrogène gris ». Il en résulte des rejets massifs de CO2 et un maintien de la dépendance aux énergies fossiles.
La version verte, produite par électrolyse de l’eau avec de l’électricité renouvelable, rassemble beaucoup d’attentes mais aussi de sérieuses contraintes : l’électricité propre reste rare et chère, la production verte peine à décoller. L’hydrogène bleu, obtenu à partir du gaz naturel couplé à la capture du carbone, promet de limiter un peu les impacts, mais le stockage du CO2 questionne encore. Quant à l’hydrogène blanc découvert récemment en Lorraine, les étapes industrielles restent à inventer.
Ce gaz ne remplace pas l’énergie : il la transporte, la stocke, permet de lisser l’intermittence des renouvelables, ou d’envisager la décarbonation de secteurs difficiles à électrifier comme la sidérurgie ou certains transports lourds. Tout l’enjeu se cristallise autour de son mode de production, sur lequel repose son réel bilan écologique. La filière avance, mais l’ambiguïté plane toujours entre potentiel affiché et application efficace.
Entre potentiel et réalité : quelles applications concrètes aujourd’hui ?
Le paysage actuel de l’hydrogène s’incarne par quelques sites et projets pilotes emblématiques de chaque secteur. Par exemple, à Bécancour, Air Liquide a lancé la première usine de production d’hydrogène vert à échelle industrielle en s’appuyant sur un mix hydroélectrique. Greenfield Global, à Varennes, repense son modèle via l’électrolyse. Shell, avec l’usine Quest, pousse l’expérimentation de l’hydrogène bleu et de la capture du carbone.
Côté mobilité, la Toyota Mirai mise sur les piles à combustible, mais leur diffusion reste anecdotique : peu de stations, prix d’achat élevé, batteries en embuscade… Le ferroviaire tente sa chance : des trains à hydrogène circulent en Allemagne, tandis que Nantes expérimente le Navibus sur la Loire.
Dans l’industrie lourde, la sidérurgie cherche à réduire son bilan carbone en testant la réduction directe par hydrogène, à l’image d’ArcelorMittal qui multiplie les pilotes. Le secteur spatial, fidèle à sa tradition, utilise toujours l’hydrogène pour propulser ses fusées.
La palette des usages s’étend : stocker de l’énergie intermittente, injecter une part d’hydrogène dans les réseaux de gaz, transformer des déchets pour en fabriquer. Un exemple marquant : Energy Observer, ce navire-laboratoire qui produit et consomme son hydrogène grâce à des équipements embarqués. Derrière ces démonstrateurs, l’industrialisation achoppe encore sur trois murs : prix du kilo d’hydrogène, circuits logistiques complexes, montée en puissance des technologies électriques concurrentes.
Les principaux obstacles techniques, économiques et environnementaux
La fabrication d’hydrogène repose presque partout sur le gaz naturel. À chaque tonne créée, c’est jusqu’à 10 tonnes de CO2 relâchées, un paradoxe pour une filière censée faire mieux que les solutions fossiles. Adopter l’hydrogène vert suppose de miser sur des électrolyseurs et de l’électricité renouvelable, mais la facture peut doubler, voire tripler, par rapport au modèle existant.
Stocker et transporter ce gaz ne va pas de soi. Comprimer à 700 bars, liquéfier à,253 °C, sécuriser les installations contre les fuites ou explosions, tout cela réclame des équipements onéreux et des normes de sécurité strictes. La pile à combustible, colonne vertébrale du secteur mobilité, impose de recourir au platine, matière première rare et chère, qui pèse sur l’équation économique.
Le rendement global de la chaîne hydrogène intrigue : chaque étape rogne l’efficacité. Entre le courant renouvelable, l’électrolyse, le stockage, le transport et la conversion finale en électricité, moins d’un tiers de l’énergie initiale arrive jusqu’à l’utilisateur, quand une batterie restitue plus de 70 %.
Pour mieux cerner où ça coince le plus, voici les obstacles majeurs qui barrent actuellement la route :
- Prix encore élevé de l’hydrogène bas-carbone
- Absence d’infrastructures adaptées pour le stockage et la distribution
- Rendement énergétique limité
- Difficultés de sécurité et dépendance au platine
Face à ces obstacles, la compétition s’organise : batteries électriques et carburants synthétiques avancent vite, profitant d’écosystèmes industriels plus matures. Même le recyclage des piles à combustible reste balbutiant, loin de ce que l’on observe pour les batteries lithium-ion.
Quelle place pour l’hydrogène dans les politiques de transition énergétique ?
La dynamique politique se veut ambitieuse, affichée sur tous les continents. En Europe notamment, la volonté d’accélérer la production d’hydrogène « vert » se traduit par des plans d’investissement, des alliances sectorielles, des objectifs chiffrés. On multiplie les appels à projets, les initiatives pour faire émerger une filière solide capable de rivaliser enfin avec les filières fossiles.
En France, le plan hydrogène mobilise plusieurs milliards d’euros et cible trois axes : moderniser les procédés de l’industrie lourde, déployer des transports moins carbonés, pousser la recherche. Autre rebondissement : la découverte de gisements d’hydrogène blanc en Lorraine, qui relance l’intérêt politique et médiatique. Mais passer du laboratoire à la production à grande échelle reste l’obstacle principal.
Dans le reste du monde aussi, les programmes se diversifient : création de giga-usines en Chine, trains à hydrogène opérationnels en Allemagne, centrales thermiques hybrides testées au Japon. Les États-Unis, le Canada, la Corée du Sud, l’Australie, chacun développe sa feuille de route et ses priorités.
Le véritable défi sera d’unir industriels, chercheurs et décideurs publics. Sans ce trio, pas de filière solide, pas de percée durable face à la concurrence croissante des batteries. L’hydrogène cherche encore sa place définitive et la vitesse pour l’atteindre dépendra de la volonté de transformer des annonces en actions. Si demain, l’hydrogène bascule dans l’ordinaire et rejoint les solutions crédibles de la transition, c’est qu’enfin, il aura quitté le stade de la promesse pour s’installer dans le réel.