Le déploiement d'une chaîne logistique hydrogène à l'échelle régionale
Présentation
Je suis Chugoun Mustafa, ingénieur de recherche à l'Université de Corse. Ces travaux ont été financés par l'ANR France 2030 dans le cadre du projet UNITI — Université pour la Transformation au service des Territoires Insulaires Méditerranéens — en partenariat avec l'Université de Toulouse via le laboratoire LAPLACE.
L'objectif est de développer une approche d'optimisation multicritère pour le déploiement d'une chaîne logistique hydrogène à l'échelle régionale, appliquée à la Corse.
Contexte énergétique de la Corse
La Corse est une ZNI — Zone Non Interconnectée au sens électrique — c'est-à-dire un territoire non relié directement au réseau continental, bien que partiellement connecté à l'Italie.
Ces territoires présentent des spécificités énergétiques marquées. Ils importent la majorité de leurs besoins énergétiques par voie maritime — fioul lourd, gazole, essences — pour produire de l'électricité et alimenter le transport. Il en résulte un coût de production électrique environ trois fois supérieur à la France continentale (~72 €/MWh contre ~270 €/MWh), et une intensité carbone cinq fois plus élevée par kWh produit.
Aujourd'hui, plus de 40 % de l'énergie primaire consommée en Corse est dédiée au secteur des transports — mobilité légère, lourde et maritime.
À l'horizon 2050, les autorités locales visent une réduction de 90 % des émissions de gaz à effet de serre, une réduction de 50 % de la consommation d'énergie finale et une couverture 100 % renouvelable des besoins électriques.
Une contrainte technique importante encadre ces objectifs : en Corse, il est impossible d'injecter simultanément plus de 35 % d'électricité issue de sources renouvelables intermittentes sur le réseau. L'hydrogène apparaît comme une solution clé pour lever cette contrainte, en valorisant les surplus de production renouvelable et en réduisant les émissions carbonées du kWh produit.
Structure de la chaîne logistique étudiée
L'étude porte sur l'intégralité de la chaîne logistique hydrogène, de la production à l'usage final, avec un focus sur la mobilité — qui représente la principale consommation d'énergie fossile sur l'île.
Les questions posées au modèle sont les suivantes : quelles sources d'énergie utiliser (solaire, éolien, réseau) ? Quelle technologie et quelle taille d'électrolyseur ? Faut-il du stockage et de quelle capacité ? Comment transporter l'hydrogène entre les zones — sous forme comprimée ou liquéfiée ? Des camions rétrofités à l'hydrogène peuvent-ils assurer ce transport ?
Le territoire corse a été divisé en neuf zones distinctes. Pour chaque zone, le modèle évalue la demande locale, les ressources renouvelables disponibles, et détermine si la production peut être assurée localement ou si un approvisionnement depuis une zone voisine est nécessaire.
Méthodologie
Modélisation mathématique
Toutes les données — demandes, paramètres technico-économiques des technologies, contraintes de production — sont traduites en langage mathématique dans l'outil GAMS. Le modèle optimise simultanément trois critères :
— Le coût total de la chaîne (CAPEX + OPEX, de la production à l'usage final)
— Les émissions de gaz à effet de serre (kg CO₂ équivalent/kg H₂)
— Un indice de risque développé spécifiquement pour attribuer un niveau de risque à chaque maillon de la chaîne
L'optimisation peut être mono-objectif (un seul critère à la fois) ou multi-objectif (les trois critères simultanément). Dans ce dernier cas, la méthode epsilon-contrainte et TOPSIS permettent d'identifier le meilleur compromis entre les trois objectifs.
Approche géospatiale avec QGIS
En amont : identification des contraintes territoriales — zones montagneuses, réserves naturelles, cours d'eau, habitations, proximité du réseau électrique et des routes — pour localiser les sites potentiels d'installation des électrolyseurs et des systèmes de stockage.
En aval : cartographie des stations-service existantes disposant de l'espace suffisant pour accueillir une station hydrogène, afin de minimiser le changement d'habitudes des utilisateurs.
La disponibilité en eau potable est également cartographiée, compte tenu des épisodes de sécheresse de plus en plus fréquents en Corse.
Paramètres technico-économiques
Quatre tailles d'électrolyseurs ont été intégrées, de 300 kW à 5 MW. Chaque technologie est caractérisée par son CAPEX, son OPEX, son rendement, ses émissions de CO₂ et son indice de risque.
Pour le transport, les émissions d'un camion diesel sont d'environ 63 g CO₂ équivalent/kg H₂. Le modèle intègre aussi l'option des camions rétrofités à l'hydrogène pour éliminer cette source d'émissions.
Scénarios étudiés
Trois trajectoires de déploiement des ENR ont été modélisées entre 2025 et 2050 : de 226 MW (scénario bas) à plus de 400 MW (scénario optimiste) en capacité cumulée PV et éolien.
La demande en hydrogène a été projetée entre 5 et 43 tonnes par jour à l'horizon 2050, en intégrant les évolutions démographiques et les trajectoires d'adoption des véhicules à hydrogène et électriques pour la mobilité légère, lourde et maritime.
Résultats
Optimisation mono-objectif
— Minimisation du coût : coût total de la chaîne ~9 000 €/jour, LCOH ~8,5 €/kg
— Minimisation des émissions : minimum de 7,16 kg CO₂ équivalent/kg H₂
— Minimisation du risque : indice de risque minimum de 16
Point critique : le seuil européen pour qualifier un hydrogène de bas carbone est de 3 kg CO₂/kg H₂. Même en minimisant les émissions, la Corse n'atteint pas ce seuil avec le mix électrique actuel — trop carboné — comme source d'alimentation des électrolyseurs.
Impact du coût de l'électricité
Le coût de l'électricité représente près de 80 % du coût final de l'hydrogène produit. C'est le facteur le plus déterminant de toute la chaîne. L'utilisation du coût de production local en Corse ou des tarifs verts EDF permet une amélioration significative, contrairement aux hypothèses ADEME qui font peu varier le LCOH.
Hydrogène liquéfié vs comprimé
Le transport sous forme liquéfiée n'est pas une option viable pour la Corse à ce niveau de demande : LCOH supérieur à 13 €/kg et plus de 10 tonnes de CO₂ supplémentaires par jour sur la chaîne.
Transport d'électrons vs transport d'hydrogène
Envoyer le surplus d'électricité par le réseau vers les zones déficitaires plutôt que de transporter l'hydrogène par camion permet une économie d'environ 0,60 €/kg et une réduction de 7 % des importations du réseau. Sans garantie physique d'électron vert, mais cohérent avec les tarifs d'électricité verte existants.
Scénario sans réseau électrique + camions rétrofités
En excluant complètement le réseau électrique comme source d'alimentation des électrolyseurs et en utilisant des camions rétrofités à l'hydrogène pour le transport, les émissions descendent sous le seuil de 3 kg CO₂/kg H₂. L'hydrogène produit est alors qualifiable de bas carbone.
En doublant le poids des émissions dans l'optimisation multi-objectif, le modèle atteint un minimum de 1,43 kg CO₂/kg H₂ — entièrement à partir d'ENR locales.
Conclusions
La configuration optimale pour le déploiement de la chaîne logistique hydrogène en Corse est décentralisée : plusieurs petits sites de production et de stockage répartis sur l'île, avec un minimum de transport entre zones.
Le LCOH atteignable se situe entre 6,5 et 8,5 €/kg selon les hypothèses — un niveau compétitif pour une ZNI insulaire partant de zéro.
Le coût de l'électricité est le facteur dominant de la compétitivité, contribuant à près de 80 % du coût final.
Ces modèles constituent un outil d'aide à la décision directement utilisable par les autorités locales pour définir leur stratégie de déploiement. Ils sont également transposables à d'autres ZNI — Réunion, Antilles, Polynésie — en adaptant les paramètres aux spécificités locales (ressources énergétiques disponibles, applications industrielles, profils de demande).
Limites et perspectives
Les axes d'amélioration identifiés sont les suivants : intégration de l'usage industriel de l'hydrogène dans les applications finales, ajout d'autres modes de production (thermique, géothermie selon les territoires), affinement de l'indice de risque pour lui donner une valeur qualitative absolue et non seulement comparative, et intégration de l'acceptabilité sociale dans les critères de localisation des installations.
À terme, l'étude pourra être étendue au ferroviaire et au secteur aéroportuaire, deux applications identifiées comme pertinentes mais non encore traitées dans le modèle actuel.
Questions-réponses
Sur le train en Corse — Le ferroviaire n'a pas encore été intégré dans le modèle, mais représente effectivement une application à fort potentiel pour la décarbonation de la mobilité lourde en Corse. Il sera intégré dans les prochaines versions de l'étude, avec le secteur aéroportuaire.
Sur les 7 kg CO₂/kg H₂ — Ce résultat correspond à une approche mixte réseau et ENR, non à un scénario 100 % réseau. Le ratio varie selon les périodes et la configuration retenue.
Sur le retrofit des camions — Le CAPEX estimé pour un camion rétrofité à l'hydrogène est d'environ 800 000 € tout compris.
Sur la migration des stations-service existantes — Le modèle identifie les stations disposant de l'espace suffisant pour accueillir une station hydrogène, dans une logique de continuité des habitudes des utilisateurs. L'acceptabilité sociale n'a pas encore été formellement intégrée comme critère — c'est un axe d'amélioration identifié.
Sur la transposabilité du modèle — Le code a été conçu pour être modulaire et facilement adaptable à d'autres territoires insulaires, en modifiant les ressources énergétiques disponibles et les applications finales selon les spécificités locales.
Sur le ralentissement de la filière depuis 2022 — Le retrait initial était lié à une surestimation du potentiel de l'hydrogène pour les véhicules légers, face à la montée en puissance des batteries. La filière se recentre aujourd'hui sur la mobilité lourde — poids lourds, bus, trains, bateaux — et les moteurs thermiques à hydrogène, qui semblent reprendre de l'élan.
Sur l'alimentation des ferries à quai — Une étude spécifique est en cours pour alimenter les ferries à quai via pile à combustible et hydrogène vert produit localement. Dans le modèle logistique, les ports d'Ajaccio et de Bastia constitueraient les deux principaux pôles de demande.
