EDP Sciences
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Bulles de sciences
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L'hydrogène vert
Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
1
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A424
Bernard Wiesenfeld
Wiesenfeld, Bernard
Bernard
Wiesenfeld
Bernard Wiesenfeld est docteur en physique nucléaire et directeur-fondateur d’une société d’études et de conseil en ingénierie énergétique. Il enseigne également à l’école des Mines de Paris et est l’auteur de plusieurs ouvrages scientifiques publiés aux Éditions EDP Sciences et aux Presses des Mines.
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Énergie
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Environnement
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énergie;hydrogène;hydrogène vert;mobilité;énergies nouvelles
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CLIL3058
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<blockquote>L’Homme a longtemps cru que la Terre était infinie et ses ressources illimitées. Il découvre aujourd’hui qu’il vit dans un espace restreint et que la pénurie menace son existence. Il sait depuis longtemps que le climat peut perturber ses activités. Il apprend maintenant que ses activités peuvent provoquer un désastre climatique. Face à ces contraintes de plus en plus oppressantes, nous devons nous adapter à un monde qui change et trouver des pistes pour construire un avenir meilleur. Une de ces pistes consiste à abandonner définitivement l’usage des énergies fossiles responsables du réchauffement climatique et dont les réserves vont rapidement s’épuiser. Ainsi, il faut que les énergies de remplacement soient abondantes et facilement disponibles, qu’elles soient propres et viables techniquement et économiquement. L’objectif de cet ouvrage est de démontrer que, sous certaines réserves, l’hydrogène peut être l’une de ces énergies de remplacement. En particulier, l’hydrogène est amené à jouer, dans les prochaines décennies, un rôle majeur en tant qu’énergie de propulsion des véhicules terrestres et aériens, des fusées et des vaisseaux spatiaux. Le défi de demain sera alors de faire passer l’hydrogène du stade d’une matière première traditionnelle pour l’industrie chimique à celui d’un vecteur énergétique à la fois inépuisable et décarboné pour toutes les mobilités.</blockquote>
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<p> L’objectif de cet ouvrage est de démontrer que, sous certaines réserves, l’hydrogène peut être l’une de ces énergies de remplacement. En particulier, l’hydrogène est amené à jouer, dans les prochaines décennies, un rôle majeur en tant qu’énergie de propulsion des véhicules terrestres et aériens, des fusées et des vaisseaux spatiaux. Le défi de demain sera alors de faire passer l’hydrogène du stade d’une matière première traditionnelle pour l’industrie chimique à celui d’un vecteur énergétique à la fois inépuisable et décarboné pour toutes les mobilités.<br></p>
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<p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Introduction.................................................................................7<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">1. Qu’est-ce que l’hydrogène....................................................... 11<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Historique de l’hydrogène, du siècle des lumières à nos jours......... 11<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Propriétés énergétiques de l’hydrogène ....................................... 15<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène : une matière première pour l’industrie et un vecteur énergétique pour les mobilités................................................... 16</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Sécurité liée à l’utilisation de l’hydrogène ................................... 17<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">2. Les « gisements d’hydrogène » n’existent pas........................... 27<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Généralités sur la production de l’hydrogène................................ 28<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Procédés de production de l’hydrogène utilisant l’énergie fossile .... 41<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Procédés de production de l’hydrogène utilisant les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire............................................ 47</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">3. Comment stocker, transporter et distribuer l’hydrogène ............ 53<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Le stockage : une gamme large desolutions................................ 53<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Transport et distribution........................................................... 58<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">4. Les piles à combustibles ou piles « inusables »........................ 63<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile alcaline (AFC)............................................................... 69<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)..................... 70<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile à acide phosphorique (PAFC)........................................... 72<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile au carbonate fondu (MCFC)............................................. 73<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile à oxyde solide (SOFC)..................................................... 74<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile au méthanol (DMFC)....................................................... 76<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">5. L’hydrogène : une matière première à notre disposition............ 79<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Dans la chimie et la pétrochimie................................................ 81<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Dans le réseau de transport de l’électricité .................................. 85<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">6. L’hydrogène, un vecteur énergétique pour les transports terrestres et aériens............................................................... 91</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène pour décarboner les transports terrestres................... 91<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène pour décarboner l’aviation commerciale ..................... 100<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Le stockage de l’hydrogène liquide ............................................. 112<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène pour décarboner l’aviation légère.............................. 113<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">7. L’hydrogène, un carburant pour les mobilités spatiales ............. 115<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Quelques rappels historiques...................................................... 115<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La radioactivité à la conquête de l’espace ................................... 118<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La propulsion d’une fusée......................................................... 120<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La propulsion nucléaire et la problématique d’un voyage vers la planète Mars................................................................. 125</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Notion de doses radioactives..................................................... 130<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Les rayonnements cosmiques..................................................... 132<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Quelques notions préliminaires sur la physique des réacteurs nucléaires...............................................................................135</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Avantages de la propulsion nucléaire dans un vol vers Mars et au-delà...............................................................................139</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène et la propulsion nucléaire thermique ......................... 141<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Conclusion <o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">De l’hydrogène chimique à l’hydrogène énergétique ............................. 151<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Définitions...................................................................................160<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Sigles et acronymes...................................................................... 164<o:p></o:p></p><p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Bibliographie...............................................................................167<o:p></o:p></p>
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Arts et Métiers Magazine n°445
L’Hydrogène vert
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L'ACTUALITE CHIMIQUE
Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
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Energie plus
L'hydrogène vert
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HORIZONS CENTRE ILE DE FRANCE TOUTES EDITIONS
L'hydrogène vert
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up magazine info
L'hydrogène vert - Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
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17 avenue du Hoggar - PA de Courtaboeuf - 91944 Les Ulis cedex A
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L'hydrogène vert
Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
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L'hydrogène vert
Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
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Bernard Wiesenfeld
Wiesenfeld, Bernard
Bernard
Wiesenfeld
Bernard Wiesenfeld est docteur en physique nucléaire et directeur-fondateur d’une société d’études et de conseil en ingénierie énergétique. Il enseigne également à l’école des Mines de Paris et est l’auteur de plusieurs ouvrages scientifiques publiés aux Éditions EDP Sciences et aux Presses des Mines.
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Izibook:Subject
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Environnement
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énergie;hydrogène;hydrogène vert;mobilité;énergies nouvelles
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<blockquote>L’Homme a longtemps cru que la Terre était infinie et ses ressources illimitées. Il découvre aujourd’hui qu’il vit dans un espace restreint et que la pénurie menace son existence. Il sait depuis longtemps que le climat peut perturber ses activités. Il apprend maintenant que ses activités peuvent provoquer un désastre climatique. Face à ces contraintes de plus en plus oppressantes, nous devons nous adapter à un monde qui change et trouver des pistes pour construire un avenir meilleur. Une de ces pistes consiste à abandonner définitivement l’usage des énergies fossiles responsables du réchauffement climatique et dont les réserves vont rapidement s’épuiser. Ainsi, il faut que les énergies de remplacement soient abondantes et facilement disponibles, qu’elles soient propres et viables techniquement et économiquement. L’objectif de cet ouvrage est de démontrer que, sous certaines réserves, l’hydrogène peut être l’une de ces énergies de remplacement. En particulier, l’hydrogène est amené à jouer, dans les prochaines décennies, un rôle majeur en tant qu’énergie de propulsion des véhicules terrestres et aériens, des fusées et des vaisseaux spatiaux. Le défi de demain sera alors de faire passer l’hydrogène du stade d’une matière première traditionnelle pour l’industrie chimique à celui d’un vecteur énergétique à la fois inépuisable et décarboné pour toutes les mobilités.</blockquote>
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<p> L’objectif de cet ouvrage est de démontrer que, sous certaines réserves, l’hydrogène peut être l’une de ces énergies de remplacement. En particulier, l’hydrogène est amené à jouer, dans les prochaines décennies, un rôle majeur en tant qu’énergie de propulsion des véhicules terrestres et aériens, des fusées et des vaisseaux spatiaux. Le défi de demain sera alors de faire passer l’hydrogène du stade d’une matière première traditionnelle pour l’industrie chimique à celui d’un vecteur énergétique à la fois inépuisable et décarboné pour toutes les mobilités.<br></p>
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<p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Introduction.................................................................................7<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">1. Qu’est-ce que l’hydrogène....................................................... 11<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Historique de l’hydrogène, du siècle des lumières à nos jours......... 11<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Propriétés énergétiques de l’hydrogène ....................................... 15<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène : une matière première pour l’industrie et un vecteur énergétique pour les mobilités................................................... 16</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Sécurité liée à l’utilisation de l’hydrogène ................................... 17<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">2. Les « gisements d’hydrogène » n’existent pas........................... 27<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Généralités sur la production de l’hydrogène................................ 28<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Procédés de production de l’hydrogène utilisant l’énergie fossile .... 41<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Procédés de production de l’hydrogène utilisant les énergies renouvelables et l’énergie nucléaire............................................ 47</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">3. Comment stocker, transporter et distribuer l’hydrogène ............ 53<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Le stockage : une gamme large desolutions................................ 53<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Transport et distribution........................................................... 58<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">4. Les piles à combustibles ou piles « inusables »........................ 63<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile alcaline (AFC)............................................................... 69<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)..................... 70<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile à acide phosphorique (PAFC)........................................... 72<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile au carbonate fondu (MCFC)............................................. 73<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile à oxyde solide (SOFC)..................................................... 74<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La pile au méthanol (DMFC)....................................................... 76<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">5. L’hydrogène : une matière première à notre disposition............ 79<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Dans la chimie et la pétrochimie................................................ 81<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Dans le réseau de transport de l’électricité .................................. 85<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">6. 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L’hydrogène, un carburant pour les mobilités spatiales ............. 115<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Quelques rappels historiques...................................................... 115<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La radioactivité à la conquête de l’espace ................................... 118<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La propulsion d’une fusée......................................................... 120<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">La propulsion nucléaire et la problématique d’un voyage vers la planète Mars................................................................. 125</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Notion de doses radioactives..................................................... 130<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Les rayonnements cosmiques..................................................... 132<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Quelques notions préliminaires sur la physique des réacteurs nucléaires...............................................................................135</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Avantages de la propulsion nucléaire dans un vol vers Mars et au-delà...............................................................................139</p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify"><o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">L’hydrogène et la propulsion nucléaire thermique ......................... 141<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Conclusion <o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">De l’hydrogène chimique à l’hydrogène énergétique ............................. 151<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Définitions...................................................................................160<o:p></o:p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Sigles et acronymes...................................................................... 164<o:p></o:p></p><p></p><p class="MsoNormal" style="text-align:justify">Bibliographie...............................................................................167<o:p></o:p></p>
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Arts et Métiers Magazine n°445
L’Hydrogène vert
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L'ACTUALITE CHIMIQUE
Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
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L'hydrogène vert
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L'hydrogène vert - Le défi de demain, pour une énergie inépuisable et décarbonée
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