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Hydrogène


Les caractéristiques de l'hydrogène

"L'hydrogène est un gaz connu depuis fort longtemps. En effet les alchimistes l'appelaient l'«air inflammable» et l'obtenaient par traitement de la limaille de fer avec de l'acide sulfurique. Ses propriétés furent précisées par Cavendish en 1766. C'est Lavoisier qui lui donna son nom en 1783 en constatant que sa combustion avec l'oxygène donnait de l'eau.

C'est un gaz incolore, inodore et non toxique. Il est le plus léger de tous les corps dans des conditions normales de température et de pression. Il est quatorze fois moins lourd que l'air, sa densité par rapport à l'air étant de 0,07. En conséquence il a une grande facilité de diffusion à travers les parois métalliques et d'effusion à travers les substances poreuses.

C'est probablement l'élément le plus abondant de l'univers mais ne représente que 0,9% en poids de la croûte terrestre.

La molécule d'hydrogène est très stable thermiquement, ce qui explique sa faible réactivité à basse température. Il est donc nécessaire d'amorcer les réactions à chaud ou utiliser un catalyseur qui favorise sa dissociation.

Il possède le pouvoir calorifique massique le plus élevé: 3,39 thermies par kilogramme, c'est-à-dire sensiblement trois fois celui des hydrocarbures et quatre fois et demie celui du charbon.

C'est après l'hélium, le gaz le plus difficile à liquéfier: sa température de liquéfaction est en effet de - 253 °C. C'est un assez bon conducteur de la chaleur et de l'électricité.
L'hydrogène présente trois inconvénients majeurs:

- son pouvoir calorifique volumique est faible: à l'état gazeux et à la pression atmosphérique, ses rapports avec le méthane et l'essence sont respectivement de 1 à 3 et de 1 à 290. À l'état liquide, ces rapports sont encore de 1à 2,3 avec le méthane liquide et à 3,5 avec l'essence. Ces caractéristiques engendrent des difficultés de stockage,
- son emploi exige certaines précautions en raison de sa faible énergie d'inflammation (0,02 mJ contre 0,44 mJ pour le méthane), en raison de l'étendue de son domaine d'inflammabilité, de 4 à 75 %, et de son aptitude à diffuser par suite de la petitesse de sa molécule,
- son domaine d'inflammabilité est très vaste, de 4 à 75 % en volume.

Enfin il convient de noter que l'hydrogène natif n'existe pas sur la Terre. Il est donc nécessaire de l'extraire d'un certain nombre de corps pour pouvoir en disposer. Ce n'est donc qu'un vecteur secondaire d'énergie."

Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, Les perspectives offertes par la technologie de la pile à combustible. Rapport de MM. Robert Galley et Claude Gatignol, députés (4 juillet 2001) [sur le site de l'Assemblée nationale]. Assemblée nationale: n° 3216 (11ème législature) - Sénat n° 426 (2000-2001).

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