III. La voiture à hydrogène : LA voiture écologique?

1. Que vaut la voiture à hydrogène face à des concurrentes comme la voiture électrique?

a) Qu’émet la voiture à hydrogène?

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Elle rejette de l’eau sous forme liquide et sous forme de vapeur.

b) Qu’émet la voiture électrique?

Elle n’émet rien durant son utilisation mais son processus de fabrication est très polluant et rejette du dioxyde de souffre (SO2) et du d’oxyde d’azote (NOx) lors de l’extraction des métaux utilisés dans les batteries.


2. Sa fabrication réduit-elle son intérêt écologique?

a) Le prélèvement de l’hydrogène

Pour fonctionner, la voiture à moteur à explosion  remplace l’essence traditionnel par l’hydrogène. Cela peut sembler écologique à première vue cependant son extraction est très polluante :

Tout d’abord, l’hydrogène ne manque pas car il constitue le Soleil, les étoiles ainsi que la Terre. Il représente en effet 73,9 % des particules de la Voie Lactée.

Voici les différents procédés de production d’hydrogène en France :

hydro_prod.jpgVaporéformage

On remarque que le Vaporéformage est la technique la plus utilisée. Il consiste le plus souvent à faire réagir un hydrocarbure (principalement du méthane) et de la vapeur d’eau afin d’obtenir du dihydrogène et du monoxyde de carbone :

CnH2n+2 + H2O → CO + 3H2

Or, la production des hydrocarbures est très polluante tout comme le rejet de monoxyde de carbone (dangereux pour la santé). Cette technique n’est donc pas écologique.

TECHNIQUE REJETÉE

Saumure

La saumure consiste en la manipulation du sel, la fabrication et la purification de la saumure, l’apport d’électrolyses, la liquéfaction et le dépôt du chlore,  l’évaporation de la soude caustique et enfin le refroidissement de l’hydrogène. Cependant, pour obtenir du sel, il faut l’extraire d’une substance salée présentes à l’état naturel. Il faut donc différentes machines pour extraire ce sel. Ces machines sont malheureusement très polluantes. Cette technique n’est donc pas écologique.

TECHNIQUE REJETÉE

Coke coproduit (ou coke de charbon)

Le coke de charbon est produit dans des cokeries ; c’est à dire qu’il est fabriqué en même temps que le charbon. Or, la production de cet hydrocarbure est très polluante. Cette technique n’est donc pas écologique.

TECHNIQUE REJETÉE

Pétrole coproduit (ou coke de pétrole)

Le pétrole coproduit est produit en même temps que l’essence dans les raffineries. Il est constitué à 87% de carbone et ne contient que très peu d’hydrogène. Cette solution nécessitant une énergie fossile, elle n’est pas écologique et très peu rentable.

TECHNIQUE REJETÉE

Électrolyse de l’eau

L’électrolyse de l’eau consiste à mettre en évidence de l’oxygène et de l’hydrogène. Voici la formule de la réaction :

2 H2O (l) → O2(g) + 2 H 2(g)

Cette réaction est appelée réaction d’oxydoréduction car elle est caractérisée par le transfert d’électrons entre deux réactifs : l’oxydant et le réducteur. Dans le cas de l’électrolyse de l’eau, l’oxydant est l’anode et le réducteur est la cathode.

Voici un schéma du montage réalisé par le CNRS :

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Cette solution ne présente aucun danger pour l’environnement ou pour la santé. Cette technique apparaît donc comme écologique mais produire de l’hydrogène par cette technique prendrait trop de temps.

TECHNIQUE VALIDÉE MAIS PRODUCTION TROP LENTE

 


➡️ Il existe donc différentes manières de produire l’hydrogène nécessaire à notre voiture écologique. Cependant, certaines techniques sont trop polluantes (!) et d’autres ont un rendement trop faible.


 

b) Le stockage de l’hydrogène

L’hydrogène est un gaz très léger. En effet, il ne pèse que 90 mg à pression atmosphérique. Il est stocké dans des réservoirs ou des bouteilles en matériaux composites appelées pompes à hydrogènes.

Voici des exemples de pompes à hydrogène :

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Source : http://www.sertronic.com/wp-content/uploads/2014/03/DSC05584.jpg

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Source : http://www.natura-sciences.com/wordpress/wp-content/uploads/2014/08/hydrogene-station-service.jpg

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