Développement de l'hydrogène dans une période complexe de transition énergétique
Introduction
Bonjour à toutes et à tous. Je suis Virginie Cartier, maître de conférence à l'UCLY, unité de recherche Confluence Sciences et Humanités, spécialisée sur les problématiques d'énergie renouvelable — hydrogène, biogaz — et plus largement sur la RSE avec une forte consonance environnementale.
Aujourd'hui, je voudrais vous partager une vision d'ensemble sur le développement de l'hydrogène dans une période complexe de transition énergétique.
Contexte climatique et cadre européen
Les résultats du GIEC sont préoccupants à l'approche de la COP30 : l'objectif de +1,5°C fixé par l'accord de Paris en 2015 ne sera probablement pas atteint. On se dirige plutôt vers plus de 2°C.
Trois grands textes européens structurent le cadre réglementaire :
— Le Pacte vert européen
— Le plan REPowerEU, déclenché par les difficultés d'approvisionnement en gaz naturel liées à la guerre en Ukraine
— Le paquet Fit for 55, qui intègre explicitement l'hydrogène
Les ambitions françaises
Les projections précédentes visaient 20 millions de tonnes d'hydrogène renouvelable d'ici 2030, production nationale et importations confondues. Ces chiffres étaient liés au PPE précédent ; le nouveau n'est pas encore finalisé, et la Stratégie Nationale Bas Carbone reste en attente.
Un document clé a toutefois été publié en mars 2025 : la Stratégie nationale de l'hydrogène décarboné, produite par France Nation Verte, avec une projection de consommation d'hydrogène décarboné atteignant environ 520 kilotones par an d'ici 2030 dans le scénario le plus optimiste.
Usages actuels et futurs de l'hydrogène
Selon l'Observatoire européen de l'hydrogène (2023), l'hydrogène aujourd'hui — encore majoritairement carboné — est consommé à :
— ~95 % dans l'industrie : raffinage, chimie, cimenteries, engrais
— 0,01 % pour la production d'électricité
— 0,02 % pour les e-fuels
La décarbonation de l'industrie reste donc le premier enjeu, avant même la mobilité.
La mobilité hydrogène
La pile à combustible n'est pas une technologie nouvelle — un tracteur américain fonctionnait déjà à pile à combustible au milieu du siècle dernier.
En 2023, l'Europe comptait plus de 18 000 véhicules hydrogène, du véhicule de tourisme au camion.
Les trains
— Avantages : investissement initial inférieur aux trains électriques (pas de caténaires), ravitaillement plus rapide qu'une batterie
— Inconvénients : amélioration des technologies encore nécessaire, complexité des stations de ravitaillement, contraintes de sécurité
En Allemagne, l'opérateur ferroviaire a reporté sa commande de trains Alstom à hydrogène pour maintenir ses trains fossiles une année supplémentaire.
Les bateaux
Les exigences réglementaires Very Low Sulphur Fuel imposent le remplacement des carburants fossiles d'ici 2030 (hydrogène, ammoniac, méthanol) et 2035 (LPG, LNG, CNG). L'Energy Observer illustre cette transition avec ses panneaux solaires produisant l'électricité nécessaire à la génération d'hydrogène.
Les avions
Le développement des avions à hydrogène nécessite des réservoirs légers et performants, une électronique adaptée, des infrastructures aéroportuaires dédiées, et une mise à jour des certifications et législations.
L'écosystème hydrogène et les infrastructures
RTE prévoit une augmentation de la consommation d'électricité d'ici 2050. Pour équilibrer offre et demande entre sites de production et de consommation, deux leviers complémentaires sont identifiés :
— Des électrolyseurs flexibles et adaptables
— Des infrastructures de transport et de stockage
La baisse du gaz naturel comme opportunité
GRTgaz, Terega et GRDF projettent une baisse de 30 % de la consommation de gaz naturel d'ici 2030. L'AIE estime par ailleurs que réaffecter un gazoduc existant du gaz naturel vers l'hydrogène coûte 50 à 80 % de moins que construire un nouveau pipeline. Ces deux paramètres plaident pour la conversion progressive du réseau gazier existant.
Les grandes artères hydrogène en France
Plusieurs projets d'infrastructure sont en cours :
— Barmar : Barcelone → Marseille (initialement gaz naturel, à terme hydrogène)
— Inframed : Fos-sur-Mer → Manosque (stockage souterrain en cavité saline)
— HYfen : Fos-sur-Mer → Grand Est, pour alimenter la vallée de la Chimie autour de Lyon
— Dune : Dunkerque → Belgique
— Mosaïque : Moselle (France) → Allemagne
— Atlantique : Saint-Nazaire → région parisienne
Le stockage souterrain : le projet Hypster
La France dispose de nombreux sites de stockage souterrain — aquifères et cavités salines. Le projet Hypster, financé par l'Europe en tant que projet d'intérêt commun (PIC), a créé une cavité saline spécifiquement dédiée au stockage d'hydrogène.
Fin 2024 : premières molécules d'hydrogène injectées.
Actuellement : phase de cyclage pour vérifier les performances, l'étanchéité et l'absence de réactions bactériennes. L'électrolyseur initial est d'1 MW, avec un objectif de 3 MW à terme, alimenté par 20 MW d'énergie solaire, éolienne ou hydraulique locale.
Trois axes stratégiques
L'hydrogène s'inscrit dans trois grandes priorités :
— Décarbonation de l'industrie : raffinage, chimie, engrais, sidérurgie, cimenteries — le principal gisement de consommation
— Décarbonation de la mobilité : avec un focus prioritaire sur le transport lourd longue distance (camions, trains, bateaux), plus pertinent que la voiture individuelle
— Indépendance énergétique : produire localement pour réduire la dépendance aux imports d'énergies fossiles, tout en complétant le mix énergétique par le stockage de l'électricité sous forme d'hydrogène
Les défis à relever
— Recherche et développement coûteux pour résoudre les difficultés techniques
— Financements importants pour atteindre la compétitivité
— Construction et réaffectation des infrastructures gazières
— Mise à jour de la réglementation et des politiques d'interconnexion transfrontalières
— Formation des ressources humaines : techniciens et ingénieurs spécialisés
— Développement de l'hydrogène blanc : des réservoirs ont été découverts dans le Sud-Ouest et l'Est de la France, mais les méthodes d'extraction restent à industrialiser et à réguler
Questions-réponses
Sur les hypothèses de projection — Les chiffres de consommation actuelle sont réels. Les projections d'hydrogène décarboné reposent sur des scénarios de décarbonation industrielle et d'estimation de la mobilité lourde, modulés par l'évolution des réglementations.
Sur le projet Hypster — L'hydrogène stocké est produit par électrolyse à partir d'énergie renouvelable locale. L'objectif est d'atteindre 3 MW de capacité d'électrolyse.
Sur la répartition de la production mondiale — Environ 95 à 96 % de l'hydrogène produit aujourd'hui est gris (issu du craquage d'hydrocarbures). Les régions les plus actives en hydrogène décarboné en France incluent la Bourgogne et la région grenobloise.
Sur l'hydrogène rose — L'hydrogène produit par électrolyse à partir d'électricité nucléaire est techniquement appelé hydrogène rose, distinct de l'hydrogène vert (renouvelables).
