Nous avons vu le moteur à combustion interne à l’instant. J’ai voulu vous montrer un autre système de conversion d’énergie qui est la pile à combustible.
 
Alors pourquoi faire ce lien entre moteur et pile à combustible ? Déjà historiquement c’est intéressant de voir que la pile a été inventée avant le moteur à combustion interne. 1839 avec William GROVE, c’est un anglais qui a trouvé le principe de la pile, alors que, le moteur diesel c’est les années 1900 avec Rudolf DIESEL. Donc on voit que le moteur qui est arrivé après a supplanté, s’est déployé de façon très importante en termes d’outils de propulsion terrestre, alors que la pile est restée sur des applications très peu importantes, ou très ciblées. Pourquoi en fait ? Déjà on peut regarder les avantages d’une pile à combustible et on verra justement quels sont ses inconvénients.

Les avantages d’une pile à combustible c’est son rendement, c’est clair qu’on va vers des rendements qui sont au-delà du rendement du moteurs Diesel, on est autour des 50%, cela dépend évidemment du principe utilisé de la pile à combustible. Cette pile à combustible fonctionne à basse température. Autre avantage par rapport au moteur Diesel, les émissions polluantes sont nulles, on va se servir des carburants de type hydrogène,  la production des effluents gazeux va être que de l’eau liquide. Donc on va avoir une émission de NOx, de particules de CO, d’hydrocarbures  qui sera nulle. Donc ça c’est un gros avantage.

Maintenant les inconvénients majeurs de ce type de principe, c’est d’une part, que l’hydrogène n’est pas une ressource naturelle, là on a un blocage parce qu’il va falloir fabriquer cet hydrogène, on en parlera juste après, et l’autre inconvénient c’est le coût et la complexité physique de mécanique qu’il va falloir mettre en œuvre pour réussir à faire fonctionner ce système de façon durable et fiable.
Donc on est sur des coûts importants parce qu’on a des réactions catalytiques  à basses températures, ce qui justifie justement qu’on ne produit pas d’émissions de NOx, mais il va falloir utiliser du platine, ce platine est un métal rare donc il coûte excessivement cher.

Alors le principe de la pile à combustible, c’est l’inverse d’une électrolyse, on va à l’aide d’un carburant qui est de l’hydrogène fabriquer de l’électricité, on peut aussi profiter de la réaction chimique qui produit aussi de la chaleur pour faire ce qu’on appelle de la cogénération, c’est-à-dire produire de l’électricité mais aussi produire de la chaleur dans un véhicule, dans un système quelconque. Le principe c’est d’amener de l’hydrogène, du carburant, sur la partie droite de la pile à combustible, on sera du côté de l’anode, donc on va créer sur cette partie droite grâce à la réaction chimique catalytique des électrons, ces électrons vont être transportés sur la partie gauche la cathode, mais au travers d’une membrane avec les ions hydrogène, donc on aura dissocié l’hydrogène H2 en 2H+ ces ions hydrogène vont passer sur la partie gauche et sur la cathode on va avoir une réduction de ces ions hydrogène avec de l’oxygène pour former de l’eau. Donc vous avez de l’hydrogène à droite, les ions vont passer de la droite vers la gauche en produisant donc des électrons, ces électrons et l’oxygène et les ions hydrogène vont former de l’eau donc on aura évacuation d’eau sur la partie gauche. Voilà comment fonctionne finalement donc cette pile à combustible.
 
Vous avez dans le cadre de cette utilisation, la problématique de production d’hydrogène. Alors quelles sont les ressources possibles aujourd’hui d’hydrogène. Il faut savoir que dans l’univers on a quasiment que de l’hydrogène, 95% du gaz c’est de l’hydrogène. Sauf que sur terre c’est tout l’inverse, on est à 0,2% d’hydrogène sur terre donc il va falloir le produire pour pouvoir l’utiliser et déployer donc ces systèmes de conversion d’énergie dans différentes applications. Alors comment on produit de l’hydrogène ? Tout simplement en utilisant encore le carburant fossile, c’est-à-dire du méthane voire du charbon et on va faire du vaporeformage pour produire de l’hydrogène et du CO, donc je dirais sur un cycle de vie, c’est pas très intéressant et quand on regarde de façon globale, le rendement de la pile à combustible avec la production d’hydrogène va être sur des rendements qui sont assez faibles proches, je dirais, d’un moteur à essence ou les émissions de CO2 sont équivalentes. Donc vous avez des productions d’hydrogène avec des carburants fossile et puis vous pouvez aussi évidemment aller vers des productions d’hydrogène via de la biomasse, via des biocarburants, vous pouvez aussi utiliser de la photo-électrolyse donc on va utiliser l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène par photo-électrolyse et puis vous connaissez tous la production hydrogène grâce à l’électrolyse mais là on boucle la boucle, c’est-à-dire que là il faut du courant pour produire de l’hydrogène et l’hydrogène va produire du courant, là y’a quand même un problème de fond, il faut donc trouver une ressource renouvelable pour produire de l’électricité et là on voit évidemment une émergence forte de l’utilisation des énergies renouvelables comme le solaire, l’éolien qui seront, donc, des ressources de production d’hydrogène, donc de stockage d’hydrogène grâce à ces ressources renouvelables.