L’hydrogène est l’élément le plus simple de l’univers, chaque atome étant composé d’un seul proton et d’un seul électron. C’est aussi l’élément le plus abondant de la nature, puisqu’il représente plus de 90 % de l’univers observable. En fait, l’hydrogène atomique représente plus de 30 % de la masse du soleil.
La découverte de l’hydrogène gazeux est née des doutes soulevés par les observations des scientifiques et des philosophes. Ils ne croyaient pas que l’eau et l’oxygène étaient des éléments de base. L’hydrogène a été identifié pour la première fois par le scientifique britannique Henry Cavendish, qui a prouvé à la Royal Society de Londres en 1766 qu’il existait deux types d’air différents : « l’air fixe », ou dioxyde de carbone – et « l’air inflammable », ou hydrogène.
M. Cavendish a également démontré que l’hydrogène était beaucoup plus léger que l’air – et il a été le premier à produire de l’eau à partir d’hydrogène et d’oxygène à l’aide d’une étincelle électrique. Le chimiste français Antoine Laurent Lavoisier a répété les expériences de Cavendish.
Après plusieurs tentatives, il a également réussi à combiner l’hydrogène et l’oxygène pour produire de l’eau. Les expériences de Lavoisier de 1785 – réalisées devant de nombreux scientifiques – ont été considérées comme définitives. Le Français a également été le premier scientifique à attribuer des noms à l’hydrogène et à l’oxygène.
Au cours du 19e siècle, les caractéristiques et les utilisations potentielles de l’hydrogène ont été discutées par des ecclésiastiques, des scientifiques et des auteurs de science-fiction. Dans le roman « L’île mystérieuse » de Jules Verne (1874), un ingénieur informe ses collègues que :
L’intérêt pratique pour l’hydrogène en tant que combustible s’est accru en Europe après la Première Guerre mondiale – en partie en raison de l’intérêt accru pour l’autosuffisance énergétique. Le scientifique écossais J.B.S. Haldane a préconisé la dérivation de l’hydrogène à partir de l’énergie éolienne par la division de l’eau.
La Seconde Guerre mondiale a poussé encore plus loin la recherche du combustible hydrogène. L’ingénieur allemand Rudolf Erren convertit à l’hydrogène des camions, des bus, des sous-marins et des moteurs à combustion interne.
L’augmentation de la demande de carburant et les risques de coupures d’approvisionnement ont conduit le gouvernement australien à envisager l’hydrogène industriel – jusqu’à ce que la victoire des Alliés rende à nouveau disponibles le pétrole et l’essence bon marché.
L’armée américaine a également exploré l’utilisation de l’hydrogène pour son armée de l’air, son armée de terre et sa marine pendant la guerre. Ces efforts ont finalement conduit à l’utilisation d’hydrogène liquide dans le programme spatial américain.
Les années 1950 ont vu le développement de l’utilisation de l’hydrogène dans l’espace – une pile à combustible qui combinait l’hydrogène et l’oxygène pour produire de l’électricité et de l’eau. Dans les années 1960, plusieurs scientifiques ont proposé d’utiliser l’énergie solaire pour diviser l’eau en hydrogène et en oxygène – qui seraient plus tard recombinés dans les piles à combustible.
L’année 1970 marque la première utilisation de l’expression « économie de l’hydrogène », par General Motors (GM). Les ingénieurs de ce constructeur automobile prévoyaient que l’hydrogène serait « le carburant de tous les types de transport ». La crise du carburant de 1973 a également donné un coup de fouet à l’intérêt scientifique pour l’hydrogène. Le choc a suggéré que l’ère du pétrole bon marché était terminée – et que des alternatives étaient nécessaires.
De nombreux chercheurs ont préconisé la production d’hydrogène par électrolyse à partir de réacteurs nucléaires. Les gouvernements des États-Unis, d’Europe et du Japon ont commencé à financer la recherche sur l’hydrogène – bien qu’avec des sommes bien inférieures à celles consacrées au gaz de synthèse et à l’énergie nucléaire. Au début des années 1980, beaucoup pensaient que l’économie de l’hydrogène était « en route ».
Dans les deux décennies qui ont suivi, les prix du pétrole sont redescendus à des niveaux historiquement bas. La marée de pétrole bon marché a fait baisser l’intérêt pour l’hydrogène – et le soutien à la recherche. Mais des développements parallèles ont entretenu la notion d’un monde post-carburant fossile. Les percées technologiques dans le domaine des piles à combustible, le débat sur l’avenir du pétrole et les inquiétudes concernant l’environnement ont maintenu les explorations à flot.
On peut dire que ces évolutions représentent un élan de changement encore plus important que le choc pétrolier des années 1970. En fait, l’idée d’une économie de l’hydrogène s’est répandue des ingénieurs aux cadres.
L’entreprise qui avait inventé l’expression 30 ans auparavant – General Motors – en est un exemple. « Notre vision à long terme », a annoncé le directeur exécutif Robert Purcell lors de la réunion annuelle de la National Petrochemical & Refiners Association en mai 2000, « est celle d’une économie de l’hydrogène. »