Il y a quelque chose d'un peu vertigineux à se dire que l'élément le plus simple qui soit — un seul proton, un seul électron — est aussi celui qui fait couler autant d'encre dans les milieux de l'énergie. L'hydrogène existe depuis presque le début de l'univers. Il représente environ 75 % de la matière visible connue. Et pourtant, sur Terre, on ne le trouve pratiquement jamais à l'état pur. Il faut le fabriquer.

C'est peut-être là que réside toute la particularité de cette molécule : elle est à la fois partout et nulle part.

Retour aux bases : la chimie sans les cauchemars

L'hydrogène, c'est l'élément numéro 1 du tableau périodique. Son symbole est H, sa masse atomique est d'environ 1 g/mol, et dans ses conditions normales sur Terre, il se présente sous forme de gaz diatomique — c'est-à-dire que deux atomes d'hydrogène s'associent pour former une molécule H₂. C'est léger, incolore, inodore, et ça brûle facilement.

Tellement léger, d'ailleurs, que si vous relâchez de l'hydrogène dans une pièce, il monte immédiatement vers le plafond puis s'échappe dans l'atmosphère. C'est une propriété importante à garder en tête quand on parle de sécurité — on y reviendra dans un autre article.

Ce qui rend l'hydrogène précieux du point de vue énergétique, c'est son contenu calorifique. Un kilogramme d'hydrogène libère environ trois fois plus d'énergie qu'un kilogramme d'essence. Sur le papier, c'est un vecteur énergétique exceptionnel. Sauf que l'hydrogène est extrêmement peu dense en volume : à pression ambiante, un mètre cube pèse environ 90 grammes. Pour embarquer une quantité utile dans un véhicule, il faut le comprimer à 350 ou 700 bars, ou le liquéfier à -253°C. Ce n'est pas une anecdote technique — c'est l'un des grands défis industriels du secteur.

Un vecteur énergétique, pas une source d'énergie

Il faut insister sur ce point, parce que c'est une confusion très fréquente : l'hydrogène n'est pas une source d'énergie. C'est un vecteur énergétique. Autrement dit, il ne se trouve pas dans le sol comme le pétrole ou le gaz naturel (enfin, presque — mais c'est marginal). On doit le produire en y consacrant de l'énergie.

C'est exactement comme l'électricité : personne ne dit qu'on "extrait" de l'électricité, on la produit à partir d'une autre forme d'énergie — charbon, uranium, vent, soleil. L'hydrogène fonctionne pareil. On le fabrique à partir d'eau, de gaz naturel, de biomasse, ou d'autres sources, selon différents procédés.

La conséquence logique est importante : si on fabrique de l'hydrogène en brûlant du charbon, le bilan carbone est catastrophique. Si on le produit par électrolyse de l'eau avec de l'énergie solaire, le bilan peut être proche de zéro. Voilà pourquoi les "couleurs" de l'hydrogène existent — elles qualifient son mode de production et l'empreinte climatique qui en découle.

Pourquoi l'hydrogène revient-il autant dans l'actualité ?

La question mérite d'être posée franchement. L'hydrogène n'est pas une découverte récente. Henry Cavendish l'a isolé en 1766. Les piles à combustible existent depuis les années 1800. Et pourtant, on a l'impression que le sujet ne décolle vraiment que depuis le début des années 2020.

Plusieurs raisons se combinent. D'abord, les coûts des énergies renouvelables ont chuté de façon spectaculaire — le solaire a perdu environ 90 % de son prix en quinze ans. Cela rend la production d'hydrogène vert par électrolyse de plus en plus compétitive, même si elle ne l'est pas encore pleinement. Ensuite, certains secteurs industriels sont très difficiles à décarboner directement avec de l'électricité : la fabrication d'acier, de ciment, d'ammoniac, le transport maritime ou aérien longue distance. L'hydrogène apparaît comme l'une des rares solutions crédibles pour ces usages.

Enfin, il y a une dimension géopolitique. Plusieurs pays — Allemagne, Japon, Australie, Maroc — ont compris qu'une économie hydrogène mondiale pourrait redistribuer les cartes des dépendances énergétiques. Les pays ensoleillés ou ventés pourraient devenir de nouveaux exportateurs d'énergie "propre", sous forme d'hydrogène ou d'ammoniac.

Ce qu'on sait, ce qu'on ne sait pas encore

Soyons honnêtes : beaucoup de choses restent incertaines. Personne ne peut dire avec certitude à quelle vitesse les coûts vont baisser, dans quels usages l'hydrogène va s'imposer face à d'autres technologies (les batteries électriques, notamment), ni quels seront les acteurs dominants dans vingt ans.

Ce qui est sûr, c'est que la molécule H₂ va jouer un rôle dans la transition énergétique mondiale. L'ampleur de ce rôle, les modalités concrètes, les gagnants et les perdants — tout ça reste ouvert.

C'est d'ailleurs ce qui rend le sujet passionnant. L'hydrogène n'est pas une solution magique. C'est un outil. Un outil puissant, difficile à manier, avec ses contraintes et ses avantages propres. Et comme tout outil, son utilité dépend entièrement de la façon dont on s'en sert.

Dans les articles qui suivent, on va démêler tout ça : la science, les usages, les chiffres, les débats. Sans langue de bois ni enthousiasme naïf.