Perspectives de développement de la production industrielle d'hydrogène par électrolyse alcaline avancée

Dans les conditions du développement du programme nucléaire français qui permettent une production d'électricité à un coût intéressant en heures creuses, la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau peut être envisagée à moyen terme en compétition avec les autres procédés de fabrication d'hydrogène tels que le reformage de gaz naturel. Dans le cadre de leur coopération, Électricité de France (EDF) et le Gaz de France (GDF) conduisent, depuis 1976, un programme de recherches et développement sur la production d'hydrogène par électrolyse alcaline de l'eau ayant pour but, par comparaison avec des installations existantes, de réduire le coût d'investissement et de conserver un rendement identique. Les études préalables ont montré que ces objectifs pouvaient être atteints par une électrolyse avancée avec élévation de la densité de courant et de la température. Ces contraintes techniques ont conduit EDF et le GDF à lancer des études sur la tenue chimique et la résistance mécanique des matériaux, sur une sélection de composants de cellules adaptés et sur l'amélioration de la conception d'ensemble des installations. Les deux groupements industriels français - pilotés par Alsthom-Atlantique et Creusot-Loire - associés à ces travaux depuis 1979, ont fixé les conditions de fonctionnement suivantes : - électrolyte à base de potasse (40 % en masse); - température de 120 et 160°C; - pression de 30 et 70 bar. Dans un premier temps, les constructeurs ont réalisé une étude technico-économique sur la production massive d'hydrogène à partir d'usines de puissance d'environ 300 MWe, fourni les plans de détail d'une installation pilote de 2 MWe et entrepris la qualification de leurs choix technologiques sur des boucles-prototypes de 25-30 kWe. Afin de valider plus complètement les choix retenus et d'approfondir les problèmes d'extrapolation à des électrolyseurs de grande taille, les essais sur boucles-prototypes sont prolongés et deux programmes complémentaires d'essais sur les composants principaux sont actuellement menés avant l'engagement de la phase de qualification de l'électrolyseur industriel sur un pilote de 2 MWe