DÉMONSTRATEUR. Le CEA et Sylfen ont validé le concept de "Smart Energy Hub" incorporant stockage d'hydrogène, grâce à de l'électrolyse réversible de l'eau, et cogénération, grâce à une pile à combustible. Une innovation française, destinée à être déployée notamment dans le bâtiment. Zoom.
Le système est trois-en-un : électrolyseur, pile à hydrogène et cogénérateur à gaz. L'idée semble couler de source - produire localement de l'hydrogène, le stocker puis l'utiliser pour alimenter une pile à combustible - mais le démonstrateur est l'aboutissement de 10 ans de R&D chez Sylfen et le CEA-Liten. Et les deux partenaires français annoncent, ce 28 mai 2018, avoir "conçu, assemblé et testé avec succès" le premier démonstrateur de leur Smart Energy Hub à Grenoble (Isère), qui valide ainsi le concept d'électrolyse réversible à haute température.
Grâce à cette machine de pointe, l'énergie renouvelable est produite sur place par électrolyse de l'eau puis directement autoconsommée, tandis que le surplus est stocké sous forme d'hydrogène ou dans des batteries Li-ion. Les scientifiques notent : "De façon complètement réversible, le système restitue à l'utilisateur, quand il en a besoin, de l'électricité et de la chaleur, soit en consommant l'hydrogène précédemment créé, soit, en complément, à partir du réseau de gaz naturel". La réversibilité, qui constitue l'avancée majeure du projet, repose sur une technologie à oxydes solides (rSOC) qui offre des performances élevées pour toutes les fonctions énergétiques.
Assurer une production d'énergie locale et flexible
L'unité Smart Energy Hub se présente comme un container alimenté en eau industrielle et en gaz naturel, qui produit, comprime, stocke et utilise son propre hydrogène. La technologie est hybridée avec des batteries et couplée au réseau électrique, ce qui amène un fonctionnement flexible et automatisé. Sylfen et le CEA-Liten précisent que trois niveaux de puissance sont disponibles pour chacun des trois modes (production d'hydrogène, pile à combustible hydrogène, pile à combustible gaz naturel) et que la bascule de l'un à l'autre se fait en quelques minutes. Le pilotage est assuré par une supervision logicielle qui incorpore des outils de big data et du reporting utilisateur.
Nicolas Bardi, le président de la startup, évoque les suites de cette expérimentation : "La prochaine étape à court-terme est la livraison du démonstrateur à un grand partenaire industriel. Notre motivation c'est que nos systèmes vont permettre de créer partout dans le monde un approvisionnement énergétique fiable, flexible, à coût maîtrisé à partir de sources d'énergie renouvelables et locales". Son directeur des opérations, Marc Potron, renchérit : "Nous apprécions la capacité du CEA-Liten à nous accompagner au-delà de la pure recherche de laboratoire. Nous attaquons de ce fait avec le CEA nos deux prochains challenges : la montée en puissance de la technologie pour l'amener au niveau de puissance et de modularité visé par nos applications, et la réalisation d'un atelier pilote à Grenoble pour la fabrication du cœur de technologie à l'échelle préindustrielle".
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Il est d'ores et déjà prévu que Sylfen, qui prépare sa première levée de fonds, livre trois modules d'une puissance totale supérieure à 100 kW, à l'Envipark de Turin fin 2019. Le système "restituera électricité et chaleur à un bâtiment de ce grand campus d'innovation italien" avec de l'électricité produite par des panneaux solaires et une petite turbine hydroélectrique. Chacun des trois éléments sera capable de stocker 40 kWe en électrolyse, complétés par une batterie de 50 kWh, ce qui constituera un ensemble 10 fois plus puissant que l'actuel démonstrateur. L'ensemble fonctionnera pendant plus de 8.000 heures/an.
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