Energie : comment produire de l’hydrogène vert, zéro déchet, à partir du bois, des scientifiques ont peut-être la solution

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Écrit par Malika Boudiba

Transformer le bois en hydrogène, l’idée n’est pas nouvelle. Mais, à Epinal, dans les Vosges, des scientifiques produisent de l'hydrogène vert en utilisant le bois et tous ses déchets.

La France a pour objectif de décarboner l’industrie d’ici 2050. Le projet est ambitieux. Il s’agit de réduire de 81 % les émissions par rapport à 2015. L’hydrogène décarboné est une des solutions envisagées par l’Etat.

Mais il existe une alternative encore plus prometteuse, celle du bois dont on tire l’hydrogène. Le procédé n’est pas nouveau. Mais dans les Vosges, à Epinal, l'équipe "Erbe" qui travaille au sein du laboratoire d'Etude et de Recherche sur le Matériau Bois (Lermab - Université de Lorraine), cherche à produire de l'hydrogène vert, zéro déchet pour pouvoir transférer cette technologie à l’industrie.

"Aujourd’hui, l’hydrogène qui est utilisé, c’est de l’hydrogène produit à partir du gaz naturel, donc une énergie fossile. Au laboratoire, on fait de l’hydrogène vert à partir de sources renouvelables et locales", explique Yann Rogaume, professeur, directeur adjoint du LERMAB à Epinal. 

Le bois est mis dans un lit de sable à 800°.

Yann Rogaume, Professeur, Directeur adjoint du LERMAB à Epinal

Ici, le fameux "Rien ne se perd, rien ne se crée. Tout se transforme " prend tout son sens. 

Le procédé est relativement simple comme nous l'explique Yann Rogaume : "Le bois est mis dans un lit de sable à 800°. Il est transformé en deux matériaux, 70 à 80 % deviennent du gaz. 20 à 30 % deviennent du charbon. Le gaz, on le récupère et on en extrait de l'hydrogène. Le charbon, on va venir l'attaquer avec de la vapeur d'eau. Le charbon étant du carbone, avec du carbone et de l'eau, on va faire deux gaz. Du monoxyde de carbone (CO) et de l'hydrogène. Le CO est un gaz combustible. Et l'hydrogène, c'est ce qu'on cherche à produire. On récupère l'hydrogène et on le valorise comme hydrogène. Le reste du gaz, qui contient un peu de méthane et d'autres gaz combustibles, on va le brûler dans un moteur. Ce qui va nous permettre de faire de l'électricité. Avec cette électricité, on va faire fonctionner un électrolyseur, qui va produire de l'hydrogène en plus".

On a un système dans lequel on fait rentrer entre 60 kg/heure de bois pour obtenir 70m3/heure d'hydrogène.

Yann Rogaume, professeur, directeur adjoint du LERMAB à Epinal

L'équipe du LERMAB est composée d'une dizaine de personnes, chercheurs, enseignants et doctorants.
Dans ce projet l'idée est aussi de rester local :  "Ce que l'on propose avec le bois, c'est d'utiliser une ressource locale, qui permet de produire beaucoup d'hydrogène à partir de petite quantité de bois. L'avantage, c'est l'utilisation de ressources locales, disponibles dans un rayon de 50 à 100 km. On a un système dans lequel on fait rentrer entre 60 kg/heure de bois pour obtenir 70m3/heure d'hydrogène".

Le déchet de l'électrolyse est pour nous une matière première de plus.

Yann Rogaume, professeur, directeur adjoint du LERMAB à Epinal

L'innovation réside dans le fait d'utiliser tout d'un bout à l'autre de la chaîne et même ce qui est de l'ordre du résidu, y compris l'oxygène qui habituellement est rejeté comme nous l'explique Yann Rogaume.
"Dans le plan de l'État sur l'hydrogène, l'idée est de faire de l'électricité verte. L'électricité par électrolyse produit de l'hydrogène. Le déchet de cette électrolyse est de l'oxygène. Nous, cet oxygène nous intéresse. On l'utilise dans notre procédé pour continuer à produire plus d'hydrogène. Donc, le déchet de l'électrolyse est pour nous une matière première de plus."

Pour l’instant, le coût de production est de 10 à 30 % plus cher que ce qui existe. 
Mais pour Yann Rogaume et son équipe, cela vaut la peine puisqu'on récupère plus d'hydrogène. Le bois est une ressource renouvelable. 
"La forêt française produit 100 millions de mètres cubes par an. On utilise entre 60 et 70 millions de mètres cubes. On a une croissance plus importante que ce que l’on prélève. Le CO2 que l’on va avoir, quand on utilise du bois, est directement "absorbé" par les arbres qui poussent en forêt. Alors que le carbone du pétrole, du gaz ou du charbon qui sort du sol, il a fallu des centaines de milliers d’années pour qu’il existe". 

Pour Yann Rogaume et son équipe, l'idée est de proposer de petites unités de production, trois ou quatre par département pour éviter les transports par camion qui réduirait à néant l'effort fait pour produire cette énergie verte, zéro déchet.
Ils ne sont pas les seuls à travailler sur la question au sein de l'Université de Lorraine.
Plusieurs autres laboratoires s'y consacrent. Par exemple, le Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée (Lemta), à Nancy, où des chercheurs, cherchent à compresser l'hydrogène, pour pouvoir le stocker plus facilement. D'autres laboratoires travaillent sur l'acceptabilité sociale de cette énergie.

Il s'agit de trouver une alternative aux énergies fossiles auxquelles nous sommes devenus accros, car elles sont plus faciles à stocker ou à transporter.