Le remplacement du pétrole par l'hydrogène suscite un débat sur ses effets environnementaux

La conclusion d’une récente étude franco-britannique tend à démontrer qu’une «économie hydrogène» aurait peu d’impacts sur les équilibres chimiques de l’atmosphère terrestre. Ceci vient contredire les résultats d’une recherche améri
Photo: Agence Reuters La conclusion d’une récente étude franco-britannique tend à démontrer qu’une «économie hydrogène» aurait peu d’impacts sur les équilibres chimiques de l’atmosphère terrestre. Ceci vient contredire les résultats d’une recherche améri

À échéance de quelques décennies, la raréfaction des combustibles fossiles, comme leur impact sur le climat, devrait contraindre les industriels à trouver des sources d'énergie alternatives au pétrole, au charbon et au gaz naturel. L'hydrogène, par le truchement de la pile à combustible — qui produit de l'électricité et de l'eau à partir d'hydrogène et d'oxygène —, est l'avenue autour de laquelle le plus large consensus s'est formé. Cependant, l'impact climatique d'une économie fondée sur cette avenue énergétique demeure l'objet de débats.

Selon une étude franco-britannique récemment publiée par les Geophysical Research Letters, une telle «économie hydrogène» aurait peu d'impact sur les équilibres chimiques de l'atmosphère terrestre. S'ils ne heurtent pas le consensus qui s'est créé autour de l'hydrogène comme source d'énergie alternative au pétrole, ces résultats contredisent des travaux précédemment menés par des chercheurs américains.

En juin 2003, la revue Science a rendu publiques les conclusions d'une simulation menée par des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory et du California Institute of Technology, selon lesquels le remplacement des énergies fossiles par l'hydrogène dégraderait de manière importante la couche d'ozone stratosphérique.

Le principe de la pile à combustible n'était pas mis en cause. Mais vu les imperfections des technologies de production et d'acheminement des gaz légers, les auteurs de l'étude supposaient une déperdition de 10 à 20 % de l'hydrogène utilisé en remplacement des énergies fossiles. Les quantités d'hydrogène ainsi relâchées dans l'atmosphère représenteraient alors entre 60 et 120 millions de tonnes.

Selon les auteurs de l'étude publiée par Science, de tels apports bouleverseraient les équilibres chimiques des hautes couches de l'atmosphère, contribuant à une augmentation de la concentration de la vapeur d'eau stratosphérique et au refroidissement des plus hautes régions du ciel terrestre. D'où des réactions de transformation de composés bromés et chlorés inactifs en molécules néfastes pour l'ozone.

La publication de ces travaux a provoqué une polémique. La revue Science a publié, en octobre 2003, plusieurs correspondances de scientifiques appelant à considérer les résultats de cette simulation avec prudence et critiquant l'hypothèse d'un taux de fuite compris entre 10 et 20 %.

Impact très limité

Les travaux menés par Nicola Warwick, chercheur au Centre des sciences de l'atmosphère de l'université de Cambridge, au Royaume-Uni, et publiés par les Geophysical Research Letters viennent renforcer ces critiques. «Nos conclusions nous amènent à penser qu'un passage à l'"économie hydrogène" n'aurait qu'un impact très limité sur la couche d'ozone», explique Slimane Bekki, chercheur au service d'aéronomie du CNRS (Institut Pierre-Simon-Laplace et Université Paris-VI), coauteur de ces travaux. «Dans tous les cas, celui-ci serait bien inférieur à ce qu'il a été dans les deux dernières décennies.»

Dans le plus pessimiste des cas de figure étudiés, le taux de fuite de l'hydrogène a été fixé à 12 % — une valeur du même ordre que les 10 à 20 % supposés par la précédente étude. «Même dans cette configuration extrême, nous obtenons une augmentation de la quantité de vapeur d'eau stratosphérique environ deux fois moindre que ne le disent les résultats de la précédente étude — publiée par Science, explique M. Bekki. Cela aboutit à une influence très faible sur la couche d'ozone stratosphérique polaire.»

Le scénario le plus optimiste des chercheurs fixe le taux de fuite de l'hydrogène à environ 5 % et intègre la disparition des émissions dues à la combustion des énergies fossiles (CO2, CH4, hydrocarbures et oxydes d'azote), paramètre qui n'avait pas été pris en compte dans la simulation publiée par Science. «Si on veut prévoir l'impact environnemental d'un passage à l'"économie hydrogène", dit M. Bekki, il est légitime de tenir compte des paramètres liés à la disparition ou en tout cas à une forte réduction des émissions de gaz liés à la combustion des sources d'énergie fossiles.» De telles hypothèses aboutissent également à un impact mineur sur la stratosphère. Mais elles ne sont pas, elles non plus, absolument réalistes car la production industrielle d'hydrogène — gaz qui n'existe pas à l'état naturel — est également productrice de CO2.