Vers des bâtiments autonomes en énergie grâce à l'hydrogène

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Depuis 2017, l'immeuble Delta Green à Saint-Herblain, dans la périphérie nantaise, est le premier bâtiment mixte qui fonctionne grâce à l'hydrogène.
Depuis 2017, l'immeuble Delta Green à Saint-Herblain, dans la périphérie nantaise, est le premier bâtiment mixte qui fonctionne grâce à l'hydrogène. (Crédits : Galéo)
Il est déjà techniquement possible de produire de l'hydrogène dans les immeubles avec des panneaux solaires ou des éoliennes, afin d'apporter électricité et chaleur. Passer à l'échelle de la ville est une autre affaire.

Nicolas Hulot, alors ministre de la Transition écologique et solidaire, a lancé, le 1er juin dernier, un « plan de déploiement de l'hydrogène pour la transition énergétique ». Il a notamment mis l'accent sur la mobilité, insistant sur deux objectifs à atteindre d'ici à 2023 : 5.000 véhicules hydrogène et 100 stations de recharge. Mais il ne faut pas oublier qu'au Japon, 250.000 logements sont équipés de pompes à chaleur à hydrogène (voir La Tribune du 30 mai 2018). Pourtant, le mot « bâtiment » n'apparaît qu'une seule fois dans le dossier de presse du ministère.

« L'hydrogène permettra de répondre au problème de l'intermittence des énergies renouvelables, notamment parce qu'il offre une solution de stockage et de flexibilité, au service des infrastructures et des besoins thermiques des bâtiments, évitant ainsi des renforcements de réseaux », est-il écrit.

L'hydrogène est déjà une réalité dans les bâtiments, mais à petite échelle. À Saint-Herblain, dans la périphérie de Nantes, l'immeuble Delta Green est le premier bâtiment mixte qui fonctionne déjà grâce à cette énergie, depuis mars 2017. Sur les toits des 8.000 m² de bureaux, logements et services se trouvent trois champs de panneaux photovoltaïques qui produisent de l'électricité. Le courant ainsi généré scinde la molécule d'eau (H20) en deux parties : l'hydrogène d'un côté, l'oxygène de l'autre, qui repart dans l'atmosphère. C'est l'électrolyse. Quant à l'hydrogène, il peut être stocké dans une pile à combustible avant d'être réutilisé comme électricité.

Lisser les pointes et les pics

« Un an et demi après, nous sommes dans les clous. Nous avons moins produit que prévu mais nous avons aussi moins consommé que prévu. Nous avons donc atteint nos objectifs », remarque Alain Raguideau, le promoteur immobilier à l'origine du projet. Même si l'autonomie du bâtiment n'est pas encore atteinte, il songe à utiliser l'hydrogène produit comme carburant pour deux véhicules en autopartage pour l'ensemble de la copropriété.

« Nous en sommes encore aux balbutiements, poursuit-il, mais je fais partie des quelques-uns qui y croient. Si nous nous projetons à dix ans, je reste persuadé que ce sera une solution hyper simple. Non seulement l'alimentation est décarbonée, mais en plus les pots d'échappement des voitures à hydrogène ne rejettent que de la vapeur d'eau. »

La startup Powidian, qui a installé la station de production d'hydrogène dans ce bâtiment de Loire-Atlantique, conseille le recours aux piles à combustible (PAC) pour stocker l'hydrogène dans les zones géographiques où il y a des grandes périodes de mauvais temps. À la différence des batteries, qui conservent l'énergie des éoliennes et des panneaux photovoltaïques à court terme, les PAC peuvent la conserver à moyen terme.

« Passé un certain seuil de stockage, produire de l'hydrogène, c'est intéressant, assure son cofondateur, Jean-Marie Bourgeais. Il peut servir d'écrêtage. Lorsque vous ne voulez pas augmenter votre consommation, vous pouvez réduire votre abonnement. Sinon, l'hydrogène peut servir à effacer les pointes et les pics de consommation. »

L'hydrogène peut en effet servir de vecteur énergétique, car une pile à combustible produit 50% de chaleur réutilisable en eau chaude sanitaire ou pour du plancher chauffant, et 50% d'électricité.

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Optimiser l'alimentation

Son homologue Sylfen a, lui aussi, cette approche multi-énergies visant à utiliser l'énergie en surplus au moment opportun.

« La solution, c'est d'associer différentes technologies pour optimiser l'alimentation d'un bâtiment à partir d'énergies locales, avance Nicolas Bardi, le président de cette jeune pousse. Nous pouvons mettre du panneau photovoltaïque, de la micro-hydraulique... des sources locales au plus proche. Dans tous les cas, le stockage n'a de sens que si nous pouvons faire du décalage de consommation. »

À l'échelle des maisons individuelles, les batteries sont efficaces la journée et permettent de couvrir la consommation des ménages le soir venu. Mais, à l'échelle d'un immeuble, c'est insuffisant. C'est pourquoi il faut dans ce cas de l'énergie solaire auto-consommée, du surplus stocké en batterie et sous forme d'hydrogène, mais aussi du gaz naturel pour produire de l'énergie additionnelle. « Le bâtiment autonome est un bâtiment adulte qui a le choix entre acheter de l'électricité, du gaz, de la chaleur... », résume Nicolas Bardi.

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Si cela fonctionne déjà à l'échelle du bâtiment, est-il possible d'aller plus loin ?

« C'est possible dans des micro-quartiers ou dans des zones pavillonnaires, mais à condition de faire de la gestion intelligente. Par exemple, il faut éviter que tout le monde lance sa machine à laver au même moment », estime Jean-Marie Bourgeais, de Powidian.

Le président de Sylfen, pour sa part, qualifie cette question de « vrai sujet politique et philosophique. »

« Nous allons vers des logiques de densification de l'habitat. Couvrir, par exemple, les toits de Paris de panneaux photovoltaïques, c'est ridicule. Il faudrait des parcs de production centralisés en périphérie. Cela ne pourrait pas fonctionner autrement ».

Comme le disent si souvent les promoteurs de cette énergie, les batteries sont comme les bagages à main et l'hydrogène, la valise en soute. Mais dans les métropoles denses, il y aura toujours davantage d'énergie consommée que d'énergie produite.

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Commentaires
a écrit le 10/12/2018 à 12:25 :
Les piles a combustible ne stocke pas de l'Hydrogène, elles le consomment pour transformer son énergie en électricité
Pour stocker l'hydrogène, il faut généralement des clindrs d'acier pressurisés.
Pouvez vous vous renseigner et nous dire comment est stocké le H2 dans ce batiment ?
a écrit le 30/11/2018 à 14:58 :
L'électrolyse a un rendement de 95% dès lors que l'on récupère la chaleur et de 82% pour les petites et moyennes unités délocalisées (par exemple celles de Thyssenkrupp, voire Atawey). Leur durée de vie est nombre de cycle est désormais très élevé et très supérieur aux batteries. Le stockage ne pose pas de problème dans des hydrures métalliques par exemple (voir Mc Phy Energy entre autres). La méthanation (power to gas) elle-même permet des rendements de 80 à 85% en phase industrielle (programme européen Helmeth achevé en 2013) et des unités de tailles petites ou moyennes et bien entendu au delà des 100 MW et plus. Mais l'université de Chalmers en Suède travaille sur des complexes chimiques de stockage avec le solaire thermique qui ont un très important intérêt aussi et qui peuvent s'appliquer à tout immeuble avec un minimum d'espace. Il ne faut pas que la France prenne du retard et il y a lieu de mieux faire connaître ces techniques de pointe et les rendements obtenus car les français sont à la traîne en science et technologie, comme en économie d'ailleurs.
a écrit le 29/11/2018 à 9:32 :
L'électrolyse n'est certainement pas une solution tant qu'elle consommera plus d'énergie sous forme électrique qu'elle n'en fournira sous forme d'hydrogène. Autant stocker l'énergie en batteries.
Serge Rochain
Réponse de le 10/12/2018 à 12:28 :
Ca c'est complètment absurde comme commentaire.
Lelectrolyse consommera TOJOURS plus d'energe elec que celle que contient l'hydrogène produit. Normal puisque son principe est de transofrmer une énergie immatérielle de flux, en une énergie matérielle, chimique, stockable. Ce qui est très important pour que les ENR (de flux) puissent remplacer un jour complètement les énergies fossiles (chimiques)
Donc si, l'électrolyse est super intéresante et importante.
Réponse de le 10/12/2018 à 12:28 :
Ca c'est complètment absurde comme commentaire.
Lelectrolyse consommera TOJOURS plus d'energe elec que celle que contient l'hydrogène produit. Normal puisque son principe est de transofrmer une énergie immatérielle de flux, en une énergie matérielle, chimique, stockable. Ce qui est très important pour que les ENR (de flux) puissent remplacer un jour complètement les énergies fossiles (chimiques)
Donc si, l'électrolyse est super intéresante et importante.
a écrit le 28/11/2018 à 22:05 :
Il y a au moins deux problèmes:
Une pile à combustible a une durée de vie de l’ordre de 8000 heures https://www.cnetfrance.fr/cartech/une-pile-a-combustible-a-l-esperance-de-vie-d-un-moteur-diesel-39791895.htm
C’est peu pour alimenter un bâtiment
En plus le rendement est très mauvais: produire de l’électricite pour fabriquer de l’hydrogène pour ensuite reproduire de l’électricité c’est gaspiller de l’électricité.
Quant au coût, non seulement il faut payer les panneaux solaires qui ne sont pas rentables mais en plus le réservoir de stockage de l’hydrogène qui doit être comprimé (encore une dépense d’énergie) et la pile à combustible qui dure moins de 5 ans. Alors parler de rentabilité d’ici 10 ans paraît on ne peut plus optimiste.
a écrit le 28/11/2018 à 17:25 :
il faut voir le stockage de l'hydrogène comme le château d'eau qui fait tampon entre la source d'eau et le consommateur . L'électrolyse a un rendement médiocre mais soleil et vent ne coûtent pas cher … Une véritable industrie doit se mettre en place pour produire de l'hydrogène en abondance . C'est l'avenir tout comme le nucléaire à ses débuts .
a écrit le 28/11/2018 à 17:01 :
Bel exemple de bourrage de mou:
1. "Un an et demi après, nous sommes dans les clous. Nous avons moins produit que prévu mais nous avons aussi moins consommé que prévu. Nous avons donc atteint nos objectifs »
et surtout:
2. "Nous en sommes encore aux balbutiements, poursuit-il, mais je fais partie des quelques-uns qui y croient. Si nous nous projetons à dix ans, je reste persuadé que ce sera une solution hyper simple. "
Hyper simple en effet!
a écrit le 28/11/2018 à 17:00 :
Les 60 Milliards d'eur/An de Taxes Carbur ( 600 M en 10 ans) seront toujours basculées sur les nouvelles énergies. Prétexte Ecolo = Mensonge d'Etat. Routes et ponts dépassés n'en profitant nullement. Les radars abimés sont facilement payés par ces 70% de TAXES.
a écrit le 28/11/2018 à 14:09 :
Ce sont des fantasmes ou vont plonger plein de gogos dans des projets farfelus, le rendement du craquage de l'eau est ridicule, il n'a d'intérêt que dans le cas de fabrication de courant électrique excedentaire de façon ponctuelle, ferme photovoltaïque, série d'éoliennes par jour de grand vent.
Il serait bien plus opportun de charger directement les véhicules électriques du coin echappant ainsi à la taxe de consommation finale, de transport et tva soit~40% de taxes
a écrit le 28/11/2018 à 13:46 :
Correctif
Si L'Humanité veux subsister seules les piles à hydrogène pouvant stocker l'électricité pourront remplacer l'énergie carbonée ou nucléaire pour le transport des véhicules ,des avions ,des navires et le chauffage des bâtiments etc.
Réponse de le 28/11/2018 à 15:09 :
Si on veut être réaliste, les énergies renouvelables, que nous souhaitons tous, ne pourront fournir, dans les décennies qui viennent qu'une petite partie de l'électricité dont nous aurons besoin. Le nucleaire sera donc indispensable... Et les élucubrations politiques qui annoncent une réduction considérable du nucleaire n'engagent que ceux qui y croient. La réalité sera bien dure pour eux ...
a écrit le 28/11/2018 à 13:44 :
Actuellement un député du rassemblement national X.... , est le seul a proposer l’ hydrogène plutôt que de défigurer les paysages avec l’ éolien , l’ état a investi 100 millions d’ E ...dérisoire ,il faudrait à long terme des milliards , mais si on ne commence pas cela ne se fera jamais , la transition écologique franchouillarde ne modifiera pas d’ un milliardième de de degré le réchauffement , ce n’est qu’un prétexte de racket ,réchauffement ,qui par parenthèse faisait sourire Claude Allègre vrai scientifique , que devient il , vieux ,comme moi, je suppose .

Voici deux thèmes pour banderolles de G J , à communiquer éventuellement :

Macron = Maduro = affameurs du peuple


LREM = La Racketterie En Marche !

Effets positifs du réchauffement :de vastes plaines froides comme la Sibérie ,deviendraient un vaste grenier mondial à céréalers etc ...tout n’est pas négatif dans le réchauffement...en outre...les escrologistes ( terme utilisé par le Doyen de L'Université de Clermont Ferrand , il y a quelque temps )sont pour la plupart des arrivistes qui ne cherchent que des places au pouvoir ...

La traversée du pacifique par un porte-tanker géant pollue comme toute la circulation automobile annuelle de la France , L’ Allemagne = charbon , La Chine = charbon etc......dans les décennies à venir ...



Persiste et signe ,

G .T.
a écrit le 28/11/2018 à 13:41 :
L’électrolyse de l'eau par l'électricité date de 1800 et toutes les technologies citées ont plus de cent ans d'existence. C'est la découverte récente du réchauffement climatique qui date lui de 10.000 ans et la raréfaction des énergies fossiles qui donne une nouvelle valeur à ces technologies. Mais Il n'étonnerait que l'administration française réussisse, au nom de la transition X, à imposer à Paris de construire en sous-oeuvre une réserve d'hydrogène hautement explosif. Question de bon sens, comme celle de mouvoir les automobiles au plutonium, technologie sans émission qui existe et n'est pas utilisée.
a écrit le 28/11/2018 à 13:41 :
Si L'Humanité veux subsister seuls les piles à hydrogène pouvant stocker l'électricité pourra remplacer l'énergie carbonée ou nucléaire pour le transport des véhicules ,des avions ,des navires et le chauffage domestique .
a écrit le 28/11/2018 à 13:04 :
Le gouvernement ferait mieux d'attendre avant de distribuer des primes pour changer de voiture. La voiture électrique ce n'est pas terrible, batteries non recyclables, métaux rares, des batteries importées à 90 % de Chine. Le diesel pollue avec les particules fines et l'essence que veut privilégier l'état, du CO2 paradoxal. En revanche, des technologies prometteuses seront commercialisées dans les prochaines années. L'hydrogène qui n'émet
que de la vapeur d'eau. Les algues marines qui peuvent produire en quantité importante de l'énergie pour faire rouler proprement les véhicules.
a écrit le 28/11/2018 à 11:52 :
Prix du voiture à hydrogène : 70 000€ minimum.

Rendement électricite -> hydrogène -> électricité : 30%.

A la limite, pour du chauffage et pour lisser les pics de consommation pourquoi pas une fois qu'on saura le produire à grande echelle. On en est encore loin et le gouvernement n'a dédié aucun crédit à la recherche dans le dernier PPE.
Réponse de le 28/11/2018 à 15:17 :
Les pics de consommations, ils vont quand m^me couter cher ! Il il y aura 70 % de perte par rapport à la production en direct... Il va falloir trouver d'autres moyens de stockage avec de meilleurs rendements. Il me semble que la production d'H2 par des procédé chimiques a un meilleur rendement, mais ca ne doit pas être terrible quand même
a écrit le 28/11/2018 à 10:02 :
A une époque on parlait de piles à combustible à méthanol, et de maisons qui deviendraient ainsi autonomes en électricité, un peu comme on remplit sa cuve de fuel et se débrouille avec. Il a dû y avoir un problème technique, ça a disparu de l'horizon. Pourtant plus aisé à gérer que l'hydrogène, on remplit bien certains réservoirs de voiture avec son grand frère l'éthanol.
En Corse le site prototype "Myrthe" vers Ajaccio électrolyse l'eau le jour grâce à des panneaux photovoltaïques, stocke H2 et O2 et les recombine en pile à combustible quand y a besoin d'aider le secteur à fournir de l'énergie. Là c'est analogue en plus grand.
Réduire la consommation des appareils est une bonne chose (ma VMC consomme 15 fois moins que celle d'origine) mais un aspirateur, lave linge ne peut descendre à zéro, sauf y mettre une manivelle pour l'actionner. :-)
a écrit le 28/11/2018 à 9:48 :
C'est bien beau sur le papier, mais mise au point réelle dans 10 ans, comme pour d'autres solutions voiture/habitat/électricité ... Que d'ici-là, le gouvernement cesse ses incantations et ses taxations punitives.
a écrit le 28/11/2018 à 9:19 :
C'est très bien tout ca mais il faudrait, bilan énergétique à l'appui, nous indiquer comment produire de l'hydrogène en masse pour ensuite l'utiliser. C'est incroyable le nombre de belle déclarations qui fleurissent dans les médias sans les étayer d'une solide démonstration technique.

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