H2X : une approche écosystémique de l'hydrogène pour l'industrie, les territoires et la défense
Présentation de H2X Écosystème
Je suis Geoffrey Tourneur, responsable de projet, docteur en sciences des matériaux et expert en R&D sur l'optimisation et le stockage de l'énergie chez H2X Écosystème — une entreprise spécialisée dans les solutions de production, distribution et consommation d'hydrogène renouvelable et bas carbone.
H2X a cinq ans d'existence et se répartit sur deux sites bretons, entre Brest et Rennes. Le premier site est dédié au développement des écosystèmes, à la R&D et à la traçabilité. Le second accueille le bureau d'études et l'ingénierie dans tous les domaines liés à l'hydrogène.
Deux écosystèmes sont aujourd'hui en exploitation ou en cours de finalisation, situés dans le Finistère et en Maine-et-Loire, avec une puissance de 500 kW et des capacités de stockage de 2 400 kWh et 4 150 kWh en stockage hybride.
H2X intervient également en formation dans les écoles d'ingénieurs et auprès de l'AFNOR, via H2X Académie, sur la chaîne de valeurs de l'hydrogène et le développement d'écosystèmes symbiotiques.
Les briques produits H2X
H2X a développé une gamme de briques modulaires intégrables dans ses écosystèmes.
Basse puissance
Le générateur de 5 kW intègre une pile à combustible, un système de refroidissement, une conversion électrique et tous les auxiliaires nécessaires. Il peut être associé à deux types de bouteilles :
— La H2X T700 : 700 g d'hydrogène, certifiée R134
— La H2X T1000 : 1 000 g d'hydrogène, certifiée TPED et R134 — transportable et utilisable en mobilité
Ces bouteilles sont connectées à l'application RIDE de gestion de l'énergie et des stocks.
Le drone Hermione UGV illustre l'intégration de ces briques : drone téléopéré par fil pour la reconnaissance et la surveillance, il embarque les bouteilles H2X et la pile à combustible 5 kW en hybridation avec des batteries. Il offre 37 kWh d'énergie embarquée, une autonomie estimée à plus de 7 heures et une charge utile de 300 kg. Ses usages couvrent la surveillance, l'épandage agricole et le soutien aux zones sinistrées.
Le générateur mobile de 15 kW, équipé de cinq bouteilles T1000, fournit électricité et chaleur pendant plus de 6 heures, pour des usages civils ou de défense.
Haute puissance
Le G350 est un générateur nomade de 350 kW combinant 400 kWh de batterie et 220 kW de pile à combustible. Transportable, il peut être complété par un module eau chaude sanitaire — récupérant la chaleur de la pile et des batteries — et un module ferme solaire pour recharger les batteries. Labellisé Le Havre Smart Port City Smart Marina et financé par le FEDER, il peut remplacer des générateurs diesel sur des appels de pointe ou s'intégrer dans des cadres événementiels.
Le Hub 100-400 est un système entièrement modulaire pouvant intégrer de 1 à 4 piles à combustible de 100 kW avec tous leurs auxiliaires, conçu pour rester en place durablement au sein des écosystèmes H2X.
Le principe des écosystèmes symbiotiques
H2X s'appuie sur les principes d'économie symbiotique formalisés dans la spécification AFNOR M58003, co-rédigée avec ses partenaires.
L'idéal de ces écosystèmes est de produire l'hydrogène localement à partir des ressources et déchets du territoire, de le consommer localement pour fournir de l'énergie, et de partager localement la valeur économique créée — construisant ainsi des écosystèmes régénératifs plutôt que destructifs.
Le rôle de l'hydrogène dans ces écosystèmes énergétiques hybrides est triple : prolonger l'autonomie des systèmes batterie, améliorer la disponibilité des systèmes de mobilité grâce aux réservoirs amovibles, et permettre une recharge rapide par simple changement de réservoir.
La logique de priorité des ENR est la suivante : alimentation électrique en premier, recharge des batteries ensuite, et production d'hydrogène par électrolyse quand les batteries sont pleines — l'hydrogène étant mobilisé via la pile à combustible quand les batteries se déchargent.
Les écosystèmes pour les industriels
Un industriel à forte consommation électrique présente généralement une ligne de base régulière avec des pics de puissance ponctuels, potentiellement très coûteux.
H2X propose trois leviers :
— L'écrêtage des pics de puissance : absorber les appels sporadiques et imprévus
— L'effacement partiel : fournir une puissance constante pour lisser la ligne de base
— L'optimisation du prix de revient de l'énergie : agir sur chaque point de la courbe en exploitant chaque ressource disponible
L'objectif est de maintenir le prix de l'électricité en dessous de 90 €/MWh pour l'industriel.
Les ressources de l'écosystème comprennent les ENR locales (photovoltaïque et éolien, LCOE stable mais intermittent), le réseau (disponibilité haute mais prix variable et en hausse), et le stockage batterie ou hydrogène dont le LCOE dépend de la stratégie de pilotage de l'Energy Management System.
Un écosystème type comprend 100 à 900 kg de stockage hydrogène, 100 kW à 1 MW crête de panneaux solaires, 100 à 700 kWh de batterie, et 100 à 400 kW de puissance électrogène hydrogène via le Hub 100-400.
Dans un avenir proche, H2X souhaite intégrer la biomasse comme source de production d'hydrogène par vaporeformage du biogaz, avec capture du CO₂ revendu aux serres agricoles proches — ajoutant ainsi de nouvelles branches à l'écosystème et réduisant encore le coût de l'électricité.
Les sites isolés et les clusters de mobilité
Pour un site isolé hors réseau, l'enjeu principal est de pallier l'intermittence des ENR sans dépendre de générateurs diesel coûteux à approvisionner. L'hydrogène joue ici un rôle de stockage longue durée pour garantir la continuité d'alimentation.
Pour les clusters de mobilité, l'objectif est de maintenir un prix de l'hydrogène inférieur à 10 €/kg.
L'écosystème portuaire
Pour un port de taille intermédiaire, les besoins peuvent atteindre plusieurs tonnes d'hydrogène par jour. La stratégie consiste à utiliser les réseaux de biogaz locaux pour produire de l'hydrogène par vaporeformage, avec capture et revente du CO₂ aux agriculteurs et serres voisines.
Deux réseaux de distribution sont prévus :
— Un réseau haute pression pour les stations de distribution ou les drones de surveillance portuaire
— Un réseau basse pression pour alimenter directement les Hub H2X
L'électricité produite alimente les installations du port — grues, éclairage — et permet la connexion des navires à quai, réduisant les appels de puissance lors des branchements.
H2X Défense
Un volet défense a été créé récemment pour répondre aux enjeux spécifiques d'autonomie énergétique des forces armées :
— Décarbonation et réduction de la dépendance aux générateurs diesel sur les camps de base
— Maximisation de la disponibilité des équipements
— Mobilité des forces et alimentation continue des camps de base
— Soutien énergétique dans les zones sinistrées par des catastrophes naturelles
L'architecture de l'écosystème défense s'articule en deux zones. En arrière, une zone de production d'hydrogène par électrolyse ou vaporeformage de biogaz, avec compression et stockage haute pression dans des bouteilles transportables. Sur le camp de base, des générateurs mobiles 15 kW avec bouteilles T1000, un petit électrolyseur mobile de secours, et la récupération de la chaleur de la pile pour les besoins du camp. Des drones Hermione assurent la reconnaissance et l'alimentation en électricité jusqu'à la zone d'opération.
Questions-réponses
Sur l'hydrogène naturel — Dans le cadre de la spécification AFNOR M58003, toutes les ressources locales disponibles sont explorées. L'hydrogène naturel peut être intégré à l'écosystème dès lors qu'il est avéré sur site et que la réglementation permet son exploitation.
Sur la pureté de l'hydrogène requise — La pureté est celle exigée par la pile à combustible en aval : hydrogène pur à 99,95 %, grade D (norme ISO mobilité).
Sur le CSP vs PV — H2X travaille essentiellement sur le photovoltaïque, y compris en version ferme solaire déployable intégrée au G350. Le solaire à concentration (CSP) n'a pas encore été évalué mais représente une piste intéressante.
Sur l'éolien — Certains projets intègrent déjà l'éolien aux côtés du PV comme source ENR complémentaire.
