Energie

Piles à combustible : les micro-centrales de l’avenir ?

En France, la pile à combustible a fait son apparition à Chelles (Seine-et-Marne) en décembre dernier. Une réalisation initiée par EDF/GDF, qui permettra un premier retour d’expérience. L’ADEME a apporté un financement de 800 KF sur un investissement total de 10 MF (dont 5 MF pour le seul achat). Cette micro-centrale (une pile à acide phosphorique fabriquée par la société américaine Onsi) d’une puissance de 200 kW électriques et 200 kW thermiques alimente l’équivalent de 200 foyers en électricité et en chauffage. La technologie employée dans les piles à combustible est indirectement issue des programmes spatiaux et repose sur des réactions électrochimiques. On injecte un combustible (de l’hydrogène stocké ou fourni à la demande) à l’anode. En s’oxydant, ce gaz produit à la fois des électrons, (créant ainsi un courant continu), et des protons, qui migrent vers la cathode où se trouve l’oxygène. Résultat : non seulement une production de chaleur accompagne celle d’électricité, mais la combinaison de l’hydrogène et de l’oxygène forme de l’eau, principal rejet du système.

Une pollution faible
Sur le plan environnemental, cette technologie émergente a le mérite d’être peu polluante. Dans l’idéal, l’utilisation d’hydrogène pur comme combustible éviterait tout rejet polluant. Ce gaz pose cependant des problèmes de sécurité. La solution est donc d’employer un combustible carboné (gaz naturel, essence, méthanol…) qui fournit de l’hydrogène grâce à un système de conversion (généralement un vapo-réformage). Ce procédé présente l’inconvénient de produire aussi du gaz carbonique (CO2). Toutefois, les niveaux de température de ce procédé évitent la formation d’oxydes d’azote thermiques.
Outre son caractère peu polluant, la pile à combustible offre l’avantage de rendements électriques élevés (35 à 60 %) par rapport aux systèmes conventionnels comparables de production d’énergie. Enfin, les piles à combustible n’émettent qu’un faible niveau sonore. «Les seules pièces en mouvement des systèmes piles à combustible sont le compresseur et la pompe. L’ensemble est donc peu bruyant», explique Arnaud Mercier, ingénieur de l’ADEME à Angers.

Des freins techniques et économiques
La technique qui doit encore arriver à maturité et des coûts qui restent élevés constituent des freins au développement des piles. Un kilowatt-heure produit par une pile à combustible coûte actuellement cinq à six fois plus cher que son équivalent fourni par une technologie conventionnelle (turbine à gaz, centrale à charbon…).
Néanmoins, les prix baisseront naturellement avec l’augmentation du volume du marché et l’avenir pourrait s’annoncer florissant pour ces systèmes qui présentent un double intérêt : leur capacité à produire de l’énergie de manière décentralisée, à proximité des utilisateurs (même si le raccordement au réseau électrique reste nécessaire en cas de dysfonctionnement), et leur faculté à être dimensionnés aux différents besoins. Maison individuelle, immeuble, usine peuvent ainsi disposer de leur propre pile en fonction de leur consommation d’énergie.