Pourquoi nos voitures marchent encore au pétrole? (suite) : La voiture avec pile à combustible

Dans ma petite introduction précédente, je vous avais exposé quelques alternatives à la voiture fonctionnant avec un moteur à explosion au pétrole. L'une des alternatives qui me parait assez crédible est l'utilisation de l'énergie provenant de la technologie de la pile à combustible. La pile à combustible est une "pile" qui fabrique de l'électricité, laquelle peut faire mouvoir un véhicule équipé d'un moteur électrique....Du mythe à la réalité.... de l'intox à l'info.....

Le principe en quelques lignes et pour faire SIMPLE:

Vous l'aurez compris c'est une "pile" capable de générer de l'électricité, comme la pile qui fait bouger le petit lapin rose de la fameuse pub dura*****l. La fabrication de l'électricité se fait par l'oxydation, sur une première électrode, d'un réducteur (l'hydrogène dans ce cas), en même temps qu'il y réduction d'un oxydant (l'oxygène) sur l'autre électrode. Petit rappel (et le Français est bien fait quand même) : globalement on peut dire que l'OXYdation c'est fixer de l'OXYgène sur quelque chose (ça marche précisément dans cette réaction chimique). Pour les puristes de la physique/chimie et pour les curieux, vous pouvez aller ici et là, pour comprendre ce que sont les réactions d'oxydoréduction...

Pour faire simple : on a deux électrodes qui ont des propriétés physico-chimiques différentes et au contact de l'une on a de l'hydrogène sous forme de gaz (H2) qui arrive et sur l'autre électrode on a de l'oxygène gazeux (O2) qui est contact.

La réaction chimique qui va se produire est la formation (ou synthèse) d'eau!!!! La combinaison de l'H2 avec l'O2 va former la fameuse molécule H2O (molécule de l'eau) (je vous fait grâce de la réaction chimique, vous trouverez tout ici, sur cette animation du CEA (commissariat à l'énergie atomique) et sur le schéma ci-contre). Au final la formation des molécules d'eau, à partir de l'hydrogène et de l'oxygène génère du courant électrique.
Schéma du principe de la pile à combustible..... (tiré de Wikipedia (ah Wikipedia.... mais l'article est pas mal du tout)

Après ces considérations sur le principe de la pile à combustible, je vais essayer de comprendre POURQUOI on n'a toujours pas de pile à combustible dans nos voitures.... Vous pouvez trouver tout un tas d'infos relatifs à la pile à combustible sur le web : ici, sur ce site perso très bien fait ou encore là.... etc....

Donc, a priori, cette technologie ne m'a pas l'air insurmontable à mettre en œuvre.....

Une technologie révolutionnaire? une technologie nouvelle?

Je suppose que vous avez tous vu des reportages dans les journaux télévisés, lu dans des journaux papiers etc... que les véhicules à pile à combustible.... c'est l'AVENIR de l'automobile. A chaque grande messe des salons de l'auto les constructeurs nous présentent un nouveau "concept-car" toujours plus performant, toujours plus beau, toujours plus....
MAIS allez chez votre concessionnaire favori ou même poussez le culot à aller prospecter à l'étranger pour vous procurer ces bijoux de technologie... on vous rigolera au nez vous disant "mais ma brave dame/mon bon monsieur, c'est encore à l'état expérimental, c'est une technologie toute récente, on n'en n'aura pas avant 20 ans des véhicules comme ça, et encore dans le meilleur des cas" . Ce genre de remarque c'est si vitre concessionnaire s'y connais un peu en bagnole et qui se tient un peu au courant des "nouvelles" technologies... Sinon, si vous tomber sur un gars qui s'est recyclé dans la vente d'automobiles après avoir vendu des lave-linges ou des robots-mixeurs dans une grande surface.... il vous dira plutôt "ah ouais, c'est quoi ça? vous me parlez de quoi? ah c'est comme d'habitude les clients sont toujours très bien informés de ce qui se fait de nouveau avant nous! L'entreprise sort un nouveau modèle et vous les clients vous êtes toujours mieux informés que nous... pfffff ". Vous me direz entre vendre des lave-vaisselle et une voiture c'est pareil (hein?), c'est de la vente après tout....

Mis à part l'incompétence flagrante de notre second vendeur, je me suis intéressé au fait que cette technologie soit très récente (dans l'inconscient collectif).....

Faisons une petite rétrospective (dans l'ordre chronologique) :

- La découverte du principe de la "pile à combustible" date de ... 1838-1839 par Christian Schönbein (un chimiste germano-suisse).
- Les premières réalisations expérimentales d'un tel procédé ont été rélaisées par Willima R. Grove entre .... 1839 et 1842
- 1932 : les premières réelles piles expérimentales, avec une puissance non négligeable furent mises au point par Fancis T. Bacon....

Je ne vais pas ici vous faire toute la chronologie des ces découvertes (vous pourrez d'ailleurs trouver ici et là des historiques détaillés de ces découvertes...)

Le seul constat que je fais est que pour une technologie récente... dont les premier concepts datent de plus d'un siècle me laissent assez perplexe.... La question que je me pose est pourquoi une technologie dont les concepts sont assez anciens, n'a pas évolué plus vite? Rappelons que le concept du moteur à explosion date de 1807 (par le suisse François Isaac de Rivaz et ici) et que le premier "vrai" moteur à deux temps précurseur des moteurs à 4 temps plus moderne date de ....1862 inventé par Jean-Joseph Étienne Lenoir)

Pourquoi une technologie qui date de la même époque que l'invention du moteur à explosion n'a-t-elle pas eu le même essor? Est-ce une question de contrainte technologique? contrainte de matériaux? synthèse de l'hydrogène?... voire une question de "gros sous"????

Alors utilisation possible ou pas?

Rappelons aussi que ces piles à combustible on été utilisées dans les années 1960-1970 pour les programmes spatiaux, pour la propulsion de sous-marin etc... Donc ce qui peut propulser un sous-marin ou fournir de l'énergie à un satellite (d'une durée de vie assez conséquente en plus) ne peut pas être satisfaisant pour une voiture? Étrange..... Ou alors c'est que le rendement énergétique n'est pas bon? les matériaux employés pour fabriquer de telle piles sont peut-être trop chers? ou alors c'est que ces piles à combustibles sont trop lourdes pour être embarquées dans des automobiles?

La réponse à ces question est bien souvent "non" ou "pas tout à fait"... A savoir que les recherches scientifiques ont permis d'alléger ces générateurs, d'augmenter leur rendement etc... (voir ici, là, ici ou encore là)

En d'autres termes, ce n'est pas dans 20 ans que devraient apparaître les véhicules fonctionnant avec une telle technologie.... mais ils auraient dû apparaître avant-hier! non?

L'hydrogène : est-ce là que le "bas blesse"?

On nous sort que l'hydrogène est cher à produire et qu'on l'extrait même à partir d'hydrocarbures!!! Mais où est le bénéfice écologique ou l'économie sur le pétrole dans ce cas? Rappelons qu'au collège et/ou au lycée on nous apprend à faire "l'électrolyse de l'eau"... comme l'explique ce petit TP.


Alors l'hydrogène serait-il si dur à produire? Je ne serai pas aussi catégorique.... Ou alors c'est une histoire de stockage? de sécurité? je n'en sais rien car pas spécialiste de la question... Malgré tout je me demande si on ne pourrait pas produire de l'hydrogène, le stocker et l'utiliser et ce à partir de l'électrolyse de l'eau. Le principe me parait assez simple malgré tout... mais comme je vous dit je ne suis pas un spécialiste de la question... (voir schéma ci-contre

Utopie

Alors je me prend à rêver d'une usine, au bord de la mer ou de l'océan (là où il y a de l'eau...) avec une usine dont le toit serait entièrement recouvert de cellules photovoltaïques et entouré d'éoliennes afin de fournir l'énergie nécessaire à l'électrolyse de l'eau.... et non pas utiliser des énergies fossiles pour fabriquer la dite énergie.... Mais comme d'habitude, l'investigation serait trop longue pour connaitre tous les paramètres de la faisabilité d'un tel projet. Malgré tout cela ne me parait pas insurmontable non plus....
Je me suis alors demandé si tout ceci pourrait-être rentable? Les enjeux économiques et le coût de tels projets sont-ils viables?

Une histoire de gros sous?

D'après les informations que j'ai glané par-ci par-là, j'ai pu me rendre compte d'une chose. La pile à combustible ne s'est pas aussi vite développé que l'utilisation du pétrole pour la simple et bonne raison que le pétrole il n'y a pas si longtemps que ça était une énergie peu coûteuse... Pas si évident par les temps qui courent. On va même extraire du pétrole à partir de sable bitumineux au Canada, dont le coût d'extraction est exorbitant ou relancer les puits de pétrole en région parisienne, laissés jusque là, à l'abandon car pas assez rentables.... Mais depuis que les cours du pétrole sont assez élevés cela redevient rentable.... allez comprendre... On va même chercher de nouveau gisements de pétrole dans des nappes situées dans les fonds océaniques jusqu'alors délaissés car pas assez rentables également. Notons au passage que des sommes d'argent colossales sont investies dans tous ces projets pour de nouveau extraire.... du pétrole. La question que je me pose, c'est pourquoi on investit autant de pognon dans des projets qui concerne le pétrole alors qu'en investissant dans l'amélioration des piles à hydrogènes ou dans la production "propre" d'hydrogène on pourrait avoir des résultats positifs sur l'environnement ou même dans votre porte monnaie... Mais l'on nous dit pour le moment cela n'est pas encore rentable...

Conclusion et questions

Alors pourquoi les industriels n'investissent pas dans la fabrication de ces piles à combustibles à la hauteur de ce qu'ils investissent dans la recherche de puits de pétrole? Pourquoi les constructeurs automobiles nous balancent-ils à peu près chaque années des nouveaux prototypes (et ce depuis les années 1970!!!) de véhicules à pile combustible sans les mettre en production par la suite? Cela n'est peut-être pas assez rentable autant en matiète d'argent que de rendement énergétique? Quoique.... voir ici.

Photo récupérée sur :
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=2542

Peut-être devraient-ils refaire toutes leurs chaines de montage? Le coût de tout cela est-il si différent de celui qu'un constructeur met dans l'élaboration d'un nouveau moteur à explosion? Les constructeur automobiles n'ont-ils pas des intéressements dans les compagnies pétrolière? etc....

En fait ce que je crois c'est que pour le moment personne n'a intérêt à changer de monde de fonctionnement et que tant qu'il y a du pétrole... on fait avec... quand il n'y en aura plus et bien on verra! Vous verrez tous ces gens venir pleurer auprès des divers gouvernements pour avoir de l'argent afin de développer des "nouvelles" technologies.... Et quand les gouvernement s auront donné l'argent (à savoir VOS SOUS), toutes ces personnes vous diront que maintenant il faut payer un véhicule encore plus cher car c'est de la haute technologie, qu'il leur a fallu des heures et des heures de travail avant de tout mettre au point, que cela leur à couté "un bras" et que c'est normal... au final vous aurez payé 2 voir 3 fois. Mais c'est quand même pas demain la veille que vous ferez le plein de votre véhicule avec de l'eau et encore moins avec de l'hydrogène bon marché ........

(Suite : la voiture à moteur à explosion utilisant de l'hydrogène)

PS : du fait que je n'ai pas trop le temps de me relire... je suis désolé pour les fautes d'orthographe.