La pile à combustible nous ouvre-t-elle la porte d’une future “civilisation de l'hydrogène” ? Le fonctionnement de cette technologie repose sur des réactions électrochimiques : on injecte de l'hydrogène à l'anode. En s'oxydant, ce gaz produit à la fois des électrons (créant un courant continu) et des protons qui migrent vers la cathode où se trouve de l'oxygène. Au bout du compte, non seulement une production de chaleur accompagne celle d'électricité, mais la combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène forme de l'eau. La pile à combustible a donc le mérite d’être peu polluante. Elle offre de plus l’avantage de rendements électriques élevés (35 à 60 %) par rapport aux systèmes conventionnels comparables de production d’énergie. Enfin, elle a la capacité à produire de l’énergie de manière décentralisée à proximité des utilisateurs et la faculté d’être dimensionnée en fonction des besoins.

Des technologies novatrices
Jusque-là, comme à Chelles (Seine-et-Marne) où une "micro-centrale" d'une puissance de 200 kW électriques et 200 kW thermiques alimente l'équivalent de 200 foyers en électricité et chauffage, seule la pile à acide phosphorique était véritablement à l'essai sur le terrain. Elle devrait laisser sa place à des technologies plus simples et moins coûteuses. Aujourd'hui, les chercheurs parient sur deux autres types de piles : la PEMFC (pile à membrane échangeuse de protons) et la SOFC (pile à oxydes solides). Toutes deux ont des avantages et des inconvénients. La première, du fait de sa basse température (environ 100° C), ne pose pas de problèmes au niveau sécurité. Elle est dédiée plus particulièrement aux transports, mais on a du mal à l'utiliser dans un processus industriel car elle produit de l'eau à 70° C. Outre sa forte sensibilité à la pureté de l'hydrogène, elle nécessite par ailleurs l'utilisation de catalyseurs précieux voire toxiques.
La seconde, une technologie à haute température, pourrait trouver sa place dans de nombreuses applications. Par son rendement élevé, elle est intéressante. Mais sa forte température de fonctionnement (environ 1 000° C) est un frein : non seulement elle peut s'avérer dangereuse mais elle nécessite aussi des matériaux qui résistent à de telles températures et qui sont coûteux. Pour optimiser ces deux piles, il faut augmenter la température de la PEMFC autour de 150° C et baisser celle de la SOFC à 700° C. Des travaux sont en cours.

Des expérimentations prometteuses
Des expérimentations prometteuses sont d'ores et déjà initiées. Notamment, Gaz de France travaille en collaboration avec Hpower sur une pile PEMFC pour maison individuelle générant à la fois du courant et de la chaleur. Des versions commerciales pourraient faire leur apparition d'ici 2005. De son côté, dans le cadre du programme européen Hydro-Gen, PSA a équipé l'un de ses véhicules d'une pile de 30 kW alimentée par de l'hydrogène pur en bouteilles. Cette technologie pourrait être adaptée aux taxis urbains.
Le développement de ces technologies est confronté à de réelles difficultés, notamment la fabrication de l'hydrogène qui n'existe pas sous forme de source naturelle, et à son stockage et à sa distribution. Sur l’ensemble de la chaîne, il faut impérativement arriver à des coûts compétitifs et à un bilan favorable, sur le plan énergétique et des émissions de gaz à effet de serre, par rapport aux technologies concurrentes.
L'an passé, l'ADEME a soutenu à hauteur de plus de 3 millions d'euros la recherche et développement sur les piles à combustible dans le cadre du réseau technologique “piles à combustible”.