Type d'électrolyseur utilisant une solution aqueuse de soude (NaOH) ou de potasse (KOH) comme électrolyte. C'est la technologie la plus ancienne et la plus mature de l'électrolyse industrielle, connue depuis plus d'un siècle. Robuste et relativement peu coûteuse, elle est cependant moins adaptée aux charges électriques variables (solaire, éolien intermittent) que la technologie PEM.
Composé chimique (azote + hydrogène) produit à partir d'hydrogène vert par le procédé Haber-Bosch. L'ammoniac vert est liquide à -33°C, ce qui le rend plus facile à transporter que l'hydrogène liquide (-253°C). Il est envisagé comme vecteur de transport maritime de l'hydrogène et comme carburant naval décarboné. Environ 180 millions de tonnes d'ammoniac sont produites chaque année, quasi exclusivement pour les engrais agricoles.
Électrode positive dans une pile à combustible ou négative dans un électrolyseur (selon les conventions). Dans un électrolyseur, c'est à l'anode que l'oxygène se dégage lors de la réaction d'électrolyse.
Méthode d'évaluation des impacts environnementaux d'un produit ou procédé sur l'ensemble de sa durée de vie : extraction des matières premières, fabrication, utilisation, fin de vie. L'ACV de l'hydrogène vert inclut la fabrication des électrolyseurs et des panneaux solaires, pas seulement l'utilisation.
Expression parfois utilisée (improprement) pour désigner une pile à combustible. Attention : une pile à combustible n'est pas une batterie — elle ne stocke pas l'énergie elle-même mais la convertit à partir d'un combustible (H₂) fourni en continu. Une vraie "batterie" stocke l'énergie en interne et se recharge.
Évaporation lente et inévitable de l'hydrogène liquide stocké dans des réservoirs cryogéniques, due aux flux thermiques parasites malgré l'isolation. Ce gaz évaporé doit être géré (reliquéfaction, utilisation, ou éventage contrôlé). Le boil-off est exprimé en pourcentage de la quantité stockée par jour, typiquement 0,1 à 0,5 % pour des réservoirs industriels modernes.
Électrode négative dans une pile à combustible. C'est à la cathode que l'oxygène de l'air est réduit, combiné aux protons et aux électrons pour former de l'eau — le seul "déchet" de la réaction.
Mécanisme d'ajustement carbone aux frontières de l'Union Européenne. Il impose une taxe carbone sur les importations de produits à forte intensité carbone (acier, ciment, aluminium, engrais, hydrogène) depuis des pays sans contrainte carbone équivalente. Le CBAM rend plus attractif l'hydrogène vert pour les industriels européens en pénalisant les importations d'H₂ gris.
Technologie de capture et stockage géologique du CO₂. Utilisée en combinaison avec le vaporeformage du méthane, elle donne l'hydrogène bleu. Le CO₂ est capturé avant d'être émis dans l'atmosphère, puis injecté dans des formations géologiques profondes (aquifères salins, gisements épuisés).
Électrolyseur à haute température (600-900°C) utilisant un électrolyte solide en oxyde métallique. Technologie plus efficace que la PEM ou l'alcaline lorsqu'une source de chaleur est disponible (industrie, nucléaire). La chaleur réduit l'énergie électrique nécessaire de 20 à 30 %. Encore en phase de montée en maturité industrielle.
Production simultanée d'électricité et de chaleur utile à partir d'hydrogène, via une pile à combustible ou une turbine. Le rendement global (électricité + chaleur récupérée) peut atteindre 80-90 %, bien supérieur à la production d'électricité seule. Utilisée dans des immeubles, hôpitaux, data centers.
Opération consistant à augmenter la pression de l'hydrogène gazeux pour réduire son volume et le stocker ou le transporter. Les véhicules légers utilisent 700 bars, les camions 350 bars. La compression consomme entre 5 et 15 % de l'énergie contenue dans le gaz comprimé.
Rapport entre l'énergie thermique produite et l'énergie électrique consommée par une pompe à chaleur. Un COP de 3 signifie que pour 1 kWh électrique consommé, 3 kWh de chaleur sont produits. Utilisé pour comparer l'efficacité du chauffage H₂ (moins efficace) vs PAC (plus efficace).
Procédé sidérurgique de réduction directe du fer par un gaz réducteur — traditionnellement le gaz naturel, et de plus en plus par de l'hydrogène vert. Le DRI-H₂ est la voie principale de l'acier vert : au lieu du haut-fourneau au coke, le minerai de fer est réduit à l'état solide par H₂, puis affiné dans un four électrique. SSAB (Suède), ArcelorMittal, voestalpine développent des projets industriels.
Appareil qui décompose l'eau (H₂O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂) par passage d'un courant électrique. Il existe trois grandes familles : alcalin, PEM, et SOEC (haute température). L'électrolyseur est la pièce maîtresse de la production d'hydrogène vert. Son coût (€/kW) et son rendement (kWh/kg H₂ produit) sont les deux paramètres économiques centraux de la filière.
Procédé chimique utilisant l'électricité pour décomposer une substance. Dans le cas de l'eau, on parle d'électrolyse de l'eau : H₂O → H₂ + ½ O₂. C'est l'inverse de la réaction d'une pile à combustible. La valeur théorique minimale est de 39 kWh/kg H₂ ; en pratique les électrolyseurs consomment 50-55 kWh/kg.
Phénomène par lequel l'hydrogène pénètre dans certains métaux (aciers à haute résistance notamment) et les fragilise, pouvant provoquer des fissures et des ruptures. C'est l'une des contraintes techniques à l'utilisation des pipelines de gaz naturel existants pour transporter de l'hydrogène pur — certains nécessitent une inspection ou un remplacement.
Système européen de quotas d'émissions de CO₂ (marché carbone). Les industriels doivent acheter des quotas pour chaque tonne de CO₂ émise. Plus le prix du carbone est élevé (il dépasse 60-100 €/t CO₂), plus l'hydrogène vert devient compétitif par rapport au gris. L'ETS est un moteur économique central de la décarbonation industrielle.
Pourcentage du temps durant lequel un électrolyseur fonctionne à sa puissance nominale. Un facteur de charge élevé (>6 000 h/an) améliore l'économie de l'installation en amortissant les coûts fixes sur plus d'heures de production. Les sources renouvelables intermittentes (solaire : ~1 500 h/an de plein soleil) réduisent naturellement ce facteur, sauf couplage avec stockage ou réseau.
Certificat attestant que l'hydrogène a été produit selon des critères définis (source d'énergie, émissions maximales). L'Union Européenne développe un système de certification "RFNBO" (Renewable Fuels of Non-Biological Origin) pour l'hydrogène vert, permettant sa traçabilité et son commerce. Essentiel pour éviter le "hydrogen washing".
Usine de fabrication d'électrolyseurs à grande échelle, visant des capacités annuelles de production de l'ordre du gigawatt (GW). Par analogie avec les gigafactories de batteries. McPhy (Belfort), John Cockerill (Belgique), ITM Power (Royaume-Uni) ont annoncé de tels projets. Ces installations sont clés pour faire baisser le coût unitaire des électrolyseurs.
Procédé industriel de synthèse de l'ammoniac (NH₃) à partir d'azote atmosphérique (N₂) et d'hydrogène (H₂), à haute température et pression, avec un catalyseur au fer. Inventé au début du XXe siècle, il a révolutionné l'agriculture mondiale en permettant la fabrication d'engrais azotés à grande échelle. Aujourd'hui, le Haber-Bosch consomme 2 % de l'énergie mondiale et utilise quasi exclusivement de l'hydrogène gris.
Qualifie un équipement (chaudière, turbine, moteur) conçu pour fonctionner avec du gaz naturel aujourd'hui mais facilement adaptable à l'hydrogène pur ou à des mélanges enrichis en H₂, moyennant des modifications mineures. Stratégie adoptée par certains fabricants pour éviter d'avoir à remplacer entièrement les parcs installés lors de la transition vers l'H₂.
Procédé d'acier vert développé conjointement par SSAB (acier), LKAB (minerai) et Vattenfall (énergie) en Suède. Remplace le charbon du haut-fourneau par de l'hydrogène vert pour réduire le minerai de fer. En 2021, HYBRIT a livré les premières tonnes d'acier "fossile-free" commerciales au monde, à Volvo. Référence mondiale de la sidérurgie décarbonée.
Terme désignant l'hydrogène naturel d'origine géologique, extrait directement du sous-sol sans transformation chimique. Découvert notamment à Bourakébougou (Mali, 1987). Potentiellement très bon marché et à faible empreinte carbone, mais la ressource est encore mal quantifiée et la technologie d'extraction non mature commercialement.
Hydrogène produit par vaporeformage du méthane (gaz naturel) avec capture et stockage géologique du CO₂ (CCS). Réduction annoncée des émissions de 85 à 95 % par rapport au gris. Controversé en raison des fuites de méthane en amont (non comptabilisées) et des taux de capture réels souvent inférieurs aux valeurs théoriques.
Hydrogène produit par vaporeformage du méthane sans capture de CO₂. Représente environ 96 % de la production mondiale. Coût : 1 à 2 €/kg. Empreinte carbone : 10 à 12 kg CO₂ par kg H₂ produit.
Hydrogène produit par électrolyse de l'eau en utilisant de l'électricité nucléaire. Faible empreinte carbone sur le cycle de vie. Option particulièrement discutée en France, compte tenu de la part du nucléaire dans le mix électrique national. Politiquement débattu mais techniquement crédible.
Hydrogène produit par pyrolyse méthane (décomposition thermique du gaz naturel à très haute température, sans oxygène). Sous-produit : carbone solide (noir de carbone ou graphite) au lieu de CO₂ gazeux. Technologie encore en développement, portée notamment par des startups en Allemagne et au Canada.
Hydrogène produit par électrolyse de l'eau en utilisant exclusivement de l'électricité renouvelable (solaire, éolien, hydraulique). Seul sous-produit : de l'oxygène pur. Objectif cible de la transition énergétique. Coût actuel : 4 à 8 €/kg. Cible 2030 dans les zones favorables : 2 à 4 €/kg.
Procédé de raffinage pétrolier utilisant de l'hydrogène sous haute pression pour "casser" les molécules d'hydrocarbures lourds en produits plus légers (carburants). Les raffineries sont de grands consommateurs d'hydrogène industriel (gris, pour la plupart). Décarboner cet hydrogène est un enjeu important même si peu visible du grand public.
Organisation intergouvernementale basée à Paris qui publie des analyses de référence sur l'énergie mondiale, dont de nombreux rapports sur l'hydrogène ("The Future of Hydrogen", mises à jour annuelles). L'IEA est l'une des sources les plus citées pour les données de production, coûts et projections de la filière.
Mécanisme européen permettant à plusieurs États membres de l'UE de cofinancer conjointement des projets industriels stratégiques qui ne pourraient pas être financés par les seules forces du marché. L'IPCEI Hydrogène (lancé en 2021-2022) finance des dizaines de projets dans toute la chaîne de valeur, de la production au transport en passant par les applications finales.
Carburant d'aviation produit à partir d'hydrogène vert et de CO₂ capturé. Chimiquement identique au kérosène fossile, il est compatible avec les moteurs actuels. Son coût est aujourd'hui 4 à 8 fois supérieur au kérosène fossile. Prévu dans des quotas obligatoires croissants pour l'aviation européenne (REFuelEU).
Procédé consistant à refroidir l'hydrogène gazeux jusqu'à -253°C pour le transformer en liquide, multipliant sa densité volumique par un facteur 800 environ. Nécessite des équipements cryogéniques complexes et consomme 30 à 40 % de l'énergie contenue dans l'H₂. Utilisé pour le transport maritime longue distance et le spatial.
Liquide organique (souvent dérivé du dibenzyltoluène) capable d'absorber ("charger") et de restituer ("décharger") de l'hydrogène par réactions chimiques réversibles. Permet de transporter l'H₂ à température et pression ambiantes, en utilisant les infrastructures de transport de liquides existantes. Moins efficace énergétiquement mais plus simple logistiquement pour certains corridors d'import/export.
Assemblage cœur d'une pile à combustible PEM, composé de la membrane échangeuse de protons, des couches de catalyseur (platine), et des couches de diffusion des gaz. C'est le composant le plus critique et le plus coûteux d'une cellule PEM. Les progrès sur la durabilité et la réduction de la teneur en platine du MEA sont au cœur de la R&D en piles à combustible.
Fine membrane polymère (souvent en Nafion) qui, dans une pile à combustible ou un électrolyseur PEM, conduit les protons (H⁺) d'une électrode à l'autre tout en bloquant les électrons (qui doivent passer par le circuit externe) et les molécules de gaz. Son épaisseur est de l'ordre de quelques dizaines de micromètres. Sa dégradation au fil du temps est l'un des facteurs limitants de la durée de vie des systèmes PEM.
SUV à pile à combustible hydrogène de la marque coréenne Hyundai, lancé en 2018. Autonomie annoncée : 666 km WLTP. L'un des deux seuls véhicules H₂ disponibles à la vente au grand public en France avec la Toyota Mirai. Prix : environ 70 000 €.
Agence spécialisée des Nations Unies régulant le transport maritime mondial. A adopté en 2018 une stratégie de réduction des émissions de GES du secteur maritime, visant -50 % d'ici 2050 (révisé vers 0 en 2023). Les objectifs OMI poussent les armateurs à explorer l'ammoniac vert, le méthanol vert, et l'hydrogène liquide comme carburants de substitution.
Gaz produit à l'anode lors de l'électrolyse de l'eau. De grande pureté (>99,9 %), il peut être valorisé dans les industries médicales, sidérurgiques, et chimiques. Sa valorisation améliore l'économie des sites de production d'hydrogène vert.
Technologie d'électrolyseur (et de pile à combustible) utilisant une membrane polymère solide comme électrolyte. Avantages : réponse rapide aux variations de charge, haute pureté de l'H₂ produit, compacité. Inconvénients : utilisation de métaux rares (iridium, platine), coût encore élevé. La technologie PEM progresse rapidement et représente la majorité des nouveaux déploiements d'électrolyseurs.
Dispositif électrochimique qui produit de l'électricité (et de la chaleur) en combinant de l'hydrogène et de l'oxygène de l'air, sans combustion. La réaction inverse de l'électrolyse. Seul "déchet" : de la vapeur d'eau. Rendement électrique : 50-60 %. Utilisée dans les véhicules H₂, les systèmes stationnaires, et certaines applications de secours.
Canalisation dédiée au transport d'hydrogène gazeux sur de longues distances. Mode de transport le moins coûteux par kg·km à grande échelle. Contraintes : compatibilité métallurgique (risque d'embrittlement), jonctions étanches, détection de fuites. L'initiative "European Hydrogen Backbone" prévoit 53 000 km de pipelines H₂ en Europe d'ici 2040.
Métal précieux utilisé comme catalyseur dans les piles à combustible PEM et les électrolyseurs PEM. La Toyota Mirai 2e génération contient environ 30 g de platine. La réduction de la teneur en platine (et la recherche d'alternatives non-PGM — Platinum Group Metals) est un axe de R&D majeur.
Procédé de conversion de l'électricité excédentaire (renouvelable) en hydrogène (ou en méthane de synthèse) via électrolyse. Permet de stocker de l'énergie électrique sous forme chimique, notamment pour le stockage intersaisonnier. Rendement aller-retour (électricité → H₂ → électricité) : 25 à 45 % selon les technologies.
Désigne l'ensemble des procédés de conversion de l'électricité renouvelable en vecteurs énergétiques ou en molécules chimiques : hydrogène (P2G), méthane de synthèse, ammoniac, méthanol, kérosène de synthèse, etc. Concept central de la flexibilité du système énergétique futur.
Catégorie réglementaire européenne désignant les carburants renouvelables d'origine non biologique, dont l'hydrogène vert. Les critères pour qu'un H₂ soit qualifié "RFNBO" (additionnalité des renouvelables, corrélation temporelle, corrélation géographique) font l'objet d'un règlement délégué de la Commission Européenne, clé pour l'attribution des aides et des garanties d'origine.
Carburants d'aviation durables. Catégorie incluant les biocarburants aéronautiques et les e-fuels (carburants de synthèse produits à partir d'H₂ vert + CO₂). Les SAF peuvent être mélangés au kérosène fossile sans modification des avions. Obligatoires à hauteur de 2 % en Europe dès 2025, avec une progression jusqu'à 70 % en 2050.
Réaction géochimique naturelle entre l'eau et des roches riches en magnésium et en fer (péridotites) qui produit de l'hydrogène gazeux. C'est le mécanisme principal de formation de l'hydrogène géologique ("blanc"). Se produit en profondeur, à des températures entre 100 et 300°C. À la base de l'exploration pétrolière inversée appliquée à la recherche d'H₂ naturel.
Procédé dominant de production d'hydrogène industriel : réaction du méthane (gaz naturel) avec de la vapeur d'eau à haute température (~800-900°C) en présence d'un catalyseur. Produit de l'hydrogène et du CO₂. Coût : 1 à 2 €/kg H₂. Empreinte : 10-12 kg CO₂/kg H₂. Base de l'hydrogène gris.
Assemblage de cellules élémentaires dans une pile à combustible ou un électrolyseur, mises en série pour atteindre la tension et la puissance souhaitées. La performance et la durabilité d'un stack sont des paramètres techniques critiques. Un stack automobile typique contient 300 à 500 cellules et produit 80 à 150 kW.
Infrastructure permettant le remplissage des réservoirs de véhicules à hydrogène. Elle comprime et stocke l'H₂, puis le distribue sous haute pression (700 bars pour les voitures légères, 350 bars pour les poids lourds) via des distributeurs. Le temps de remplissage est de 3 à 5 minutes pour un véhicule léger. La France comptait ~100 stations fin 2024.
Méthode de stockage de l'hydrogène gazeux en grande quantité dans des cavités creusées dans des formations de sel gemme (halite). Les cavernes salines peuvent contenir des dizaines de milliers de tonnes d'H₂ à des pressions élevées. Méthode largement utilisée pour le gaz naturel et le GPL, candidate naturelle pour le stockage massif de l'H₂ vert. Plusieurs sites existent en Europe du Nord et dans le nord de la France.
Indicateur économique intégrant toutes les dépenses sur la durée de vie d'un équipement : achat, carburant/énergie, maintenance, assurance, dépréciation. Pertinent pour comparer camion H₂ vs diesel, voiture H₂ vs électrique à batterie, chaudière H₂ vs pompe à chaleur. La compétitivité TCO de l'H₂ est attendue pour les poids lourds longue distance entre 2028 et 2032.
Tension à laquelle la réaction d'électrolyse peut se produire sans apport ni rejet net de chaleur (~1,48 V). En pratique, les électrolyseurs fonctionnent au-dessus de cette valeur (1,6-2,0 V), ce qui implique un apport d'énergie électrique supérieur au minimum thermodynamique. L'écart entre tension réelle et tension idéale représente les pertes d'efficacité du système.
Réseau de transport transeuropéen défini par l'Union Européenne, incluant routes, voies ferrées, voies navigables et ports prioritaires. Les corridors TEN-T sont les axes prioritaires pour le déploiement de l'infrastructure de recharge H₂ pour poids lourds en Europe, selon les réglementations AFIR (Alternative Fuels Infrastructure Regulation).
Seul sous-produit de la combustion de l'hydrogène ou de la réaction dans une pile à combustible. H₂ + ½ O₂ → H₂O. Contrairement aux hydrocarbures, pas de CO₂, pas de suies, pas de polluants. En grande quantité dans des environnements confinés, la vapeur peut cependant poser des problèmes d'humidité — à considérer dans certaines conceptions (tunnels, parkings, espaces intérieurs).
Norme internationale de mesure de la consommation et des émissions des véhicules en conditions "représentatives". L'autonomie WLTP d'une Toyota Mirai est de ~650 km. Comme pour les véhicules électriques, les autonomies réelles en conditions d'usage varient selon la vitesse, la température, et le style de conduite.
Désigne un véhicule qui n'émet pas de CO₂ ni de polluants à l'échappement lors de son usage. Les véhicules à pile à combustible H₂ et les véhicules électriques à batterie entrent dans cette catégorie. Attention : "zéro émission à l'usage" ne signifie pas "zéro émission sur cycle de vie" — la fabrication du véhicule, de ses composants, et de son énergie (électricité ou H₂) génère des émissions.
Startup britannique (avec présence américaine) développant des systèmes de propulsion à hydrogène pour l'aviation régionale. A effectué plusieurs vols d'essai sur des appareils de 6 à 20 places avec des systèmes pile à combustible. Cible commerciale : avions de 9 à 80 passagers pour des liaisons courtes (moins de 500 km).