En 1807 déjà, François Isaac de Rivaz (1752 à 1828) a construit le premier véhicule à hydrogène – longtemps avant la découverte de l’entraînement au diesel ou à l’essence. Les discussions actuelles relatives au climat ont favorisé la redécouverte du vecteur énergétique qu’est l’hydrogène à titre de carburant alternatif.
Isaac de Rivaz est né le 19 décembre 1752 à Paris. Nous ne savons que peu à son propos. Il était officier de l’armée française et a vécu, après sa mise à la retraite, en Suisse où il s’est fait naturaliser et obtint le passeport à croix blanche.
Dans la moitié du XVIIIe siècle, il s’est intéressé aux véhicules mus par une machine à vapeur. En 1806, Rivaz construisit un moteur à combustion pour lequel il reçut le brevet n° 731 le 30 janvier 1807. Il obtint ainsi la justification d’utiliser, au lieu de la vapeur, une combustion explosive comme carburant pour ses machines.
Le moteur fonctionnait avec un mélange explosif de gaz de houille, d’hydrogène et d’air. Dans le cylindre, l’allumage était assuré par une étincelle électrique et l’entraînement par la combustion d’un lourd piston placé en hauteur. Sur celui-ci était fixée une crémaillère dont les dents s’encastraient dans une roue dentée lorsque le piston descendait. Cette roue dentée entraînait alors les roues d’un axe par un système de poulies. Grâce à la puissance de la combustion, le piston était propulsé vers le haut. Le travail résultait du poids du piston en phase descendante ainsi que de la pression de l’air sur le piston depuis le haut.
En 1813, Rivaz expérimenta un véhicule propulsé par ce moteur. Selon les suppositions actuelles, il devait ressembler à un coche. Le moteur parvenait à 25 allumages consécutifs devant chacun être déclenché manuellement. Mais cela n’empêcha pas Rivaz de faire avancer son véhicule de quelques centaines de mètres. Si aujourd’hui, ce trajet réalisable plus vite et facilement à pied peut prêter à rire, il s’agissait bien du premier trajet d’un véhicule à carburant muni d’un moteur à combustion de l’histoire de la technique.
L’histoire de l’hydrogène
Presque depuis sa découverte, l’hydrogène joue un rôle important dans les visions contemporaines de l’avenir, en particulier pour l’économie énergétique et les déplacements.
Henry Cavendish, chimiste et physicien anglais, a découvert l’hydrogène en 1766. Au cours de ses expériences sur des métaux (fer, zinc et étain) et des acides, il se produisit un gaz facilement inflammable que le chimiste a décrit comme «air inflammable».
Au XVIIe siècle déjà, Théodore Turquet de Mayerne (vers 1620) et Robert Boyle (vers 1670) découvrirent le gaz explosif – mélange détonant d’hydrogène (H2) gazeux et d’oxygène (O2).
Son nom d’hydrogène lui fut donné par le chimiste français Antoine Laurent de Lavoisier qui découvrit ce gaz à son tour en 1787, indépendamment de Cavendish. Lavoisier fut aussi le premier à réaliser «l’expérience avec ce gaz détonant» bien connue de nos jours. Lorsque de nouveaux essais montrèrent que ce gaz permettait à l’inverse de produire de l’eau, il fut baptisé hydro-gène (en grec: hydro = eau; genes = qui génère). Par conséquent, ce mot signifiait: «générateur d’eau». La désignation allemande «Wasserstoff» permet de remonter à la même origine du terme.
Déjà en 1874, l’auteur de science-fiction français Jules Verne (1828-1905) voyait dans son roman «L’Île mystérieuse» l’hydrogène et l’oxygène comme supports énergétiques du futur. L’hydrogène devait être obtenu de l’eau par désassemblage (électrolyse) et prendre la relève du charbon, à l’époque encore dominant pour l’approvisionnement énergétique. Dans les années 60, le succès de l’utilisation de l’hydrogène comme carburant de fusées ainsi que pour les piles à combustible employées pour les agrégats auxiliaires dans l’espace – en particulier dans le contexte du programme spatial Saturn-Apollo américain – a stimulé les fantaisies. Les premiers prototypes de véhicules privés ont été munis de piles à combustible au cours de la même période.
Une décennie plus tard, l’impression de raréfaction et du renchérissement des ressources fossiles ont promu le concept d’une économie de l’hydrogène (solaire) au moyen de H2 comme vecteur énergétique central. Depuis les années 90, l’hydrogène et les piles à combustible ont réalisé de grands progrès techniques dans le domaine de la mobilité. Au tournant du siècle – compte tenu aussi d’une nouvelle pénurie globale de matières premières et des questions toujours plus aiguës du développement durable – le potentiel d’une économie de l’hydrogène est devenu encore plus évident. Il était toujours plus souvent question dans un passé récent du rôle de l’hydrogène pour un tournant énergétique national et global. Toutefois, la plus-value de l’hydrogène (à partir d’électrolyse) fait aussi l’objet de discussions critiques dans un monde qui mise toujours plus sur l’énergie électrique. Quoi qu’il en soit, l’hydrogène – en particulier à titre de réserve énergétique propre et transportable – est appelé à jouer un rôle important pour un avenir énergétique fondé sur l’électricité.