Le Japon mise sur le nucléaire pour produire de l'hydrogène à moindre coût

Le Japon, qui développe un nouveau type de réacteur nucléaire (le HTGR) présenté comme ultra-sûr, prévoit de l’utiliser pour produire de l’hydrogène à partir de l’énorme quantité de chaleur qu’il dégage. Principal avantage : réutilisant la chaleur fatale, il rend la fabrication d’H2 moins onéreuse et diminue considérablement le besoin en électricité complémentaire. Les premiers tests sont prévus pour 2028.
 
La question de la sûreté de l’énergie nucléaire, dont le Japon ne peut pas se passer, est devenue un sujet central depuis la catastrophe de Fukushima. C’est dans ce cadre que l'Agence japonaise de l'énergie atomique (JAEA) a engagé la mise en chantier d’un nouveau type de réacteur, le HTGR (réacteur refroidi au gaz à haute température).
 
Particularité, si son rendement est faible, il est ultra-sécurisé : le cœur ne fondra pas même si les barres de commande (constituées de matériaux qui ralentissent la réaction nucléaire) ne sont pas déployées ou si le système de refroidissement des gaz était défaillant. Inconvénient, il atteint des températures qui peuvent avoisiner les 870°C.
 

Exploiter la chaleur fatale pour fabriquer de l’hydrogène rose

C’est cette chaleur fatale (qui est produite, mais pas désirée) que la JAEA veut exploiter dans le cadre de son programme de développement de l’hydrogène rose. Le processus utilise la chaleur perdue dans une réaction thermochimique, appelée cycle soufre-iode, dans laquelle l'hydrogène et l'oxygène sont extraits de l'eau.
 
Du dioxyde de soufre et de l'iode sont ajoutés à l'eau, selon un processus connu sous le nom de réaction de Bunsen, qui produit un liquide en couches contenant de l'acide sulfurique et de l'iodure d'hydrogène. Ces deux composés sont séparés, soit par distillation, soit par gravité, et l'iodure d'hydrogène est ensuite chauffé à 500°C pour produire de l'hydrogène et de l'iode.
 
La JAEA explore également la piste d’une concentration plus poussée de la solution d'iodure d'hydrogène en la soumettant à un système « d'électro-électrodialyse », dans lequel les molécules d'hydrogène chargées positivement sont séparées des molécules d'iode chargées négativement via une membrane échangeuse de cations. A priori,c’est la seule partie du process qui pourrait nécessiter un apport d’électricité externe.
 

Un réacteur HTGR de 250MW pourrait produire de l’hydrogène pour 200.000 véhicules

L'acide sulfurique qui résulte du processus est chauffé séparément à 900 °C pour créer de l'oxygène, du dioxyde de soufre et de l'eau, séparés par condensation, puis recyclés.
 
Le premier test de sécurité réalisé, la semaine dernière, par l’agence de recherche nucléaire du Japon, ayant été concluant ; celle-ci envisage de demander, à l'Autorité japonaise de régulation nucléaire, d'augmenter la puissance du HTGR de 30 MW, actuellement, à environ 250 MW.  Dans ce cas, la nouvelle technique développée par la JAEA  produirait suffisamment d'hydrogène  pour alimenter 200 000 véhicules à pile à combustible par an. Les premiers essais sont prévus courant 2028.