En France, on n'a pas de pétrole, mais aura-t-on bientôt un hydrogène décarboné, compétitif et en grande quantité ? L'enjeu est de taille pour décarboner des pans entiers de l'industrie et du transport, voire même renforcer la souveraineté énergétique de la France.
L'hydrogène joue un double rôle dans l'économie. D'abord comme matière première pour l'industrie. Il sert par exemple comme ingrédient pour la production d'engrais. Et intervient aussi dans le processus de raffinage du pétrole. L'industrie chimique et le raffinage concentrent d'ailleurs l'essentiel des usages. Sachant que la production française d'hydrogène reste aujourd'hui obtenue en très grande partie à partir d'énergies fossiles comme le gaz naturel, le potentiel de décarbonation (avec un hydrogène issu d'énergies renouvelables notamment) s'avère donc important.
« 77 % des entreprises de l'industrie lourde intéressées »
Une récente étude du cabinet de conseil Capgemini révèle qu'à l'échelle mondiale « 62 % des entreprises de l'industrie lourde, tous secteurs confondus, envisagent de recourir à l'hydrogène bas carbone pour leurs activités à forte intensité énergétique ». Un chiffre qui monte même à 77 % en France.
Dans le domaine de la mobilité, l'hydrogène semble aussi être capable (dans certains cas) de balayer les moteurs thermiques brûlants des combustibles fossiles. Associé à une pile à combustible, un réservoir d'hydrogène permet en effet de produire de l'électricité, pour alimenter un moteur électrique. Avantage : aucun rejet de CO2, juste de la vapeur d'eau à l'échappement. L'hydrogène pourrait s'avérer pertinent sur les mobilités lourdes ou intensives : pour certains types de poids lourds, de bateaux, etc. En complément de la mobilité 100 % électrique utilisée pour d'autres types de transport. Une grande variété d'usages qui, en France et en Europe, devrait pouvoir s'appuyer à l'avenir sur des infrastructures de recharge et de transport d'hydrogène (avec notamment des projets « d'hydrogenoducs »).
Dans ce contexte, la France a adopté en 2020 une « stratégie nationale pour le développement de l'hydrogène décarboné », tout comme l'Allemagne et l'Union européenne à la même période. Peu à peu des projets d'entreprises fleurissent tous azimuts... L'État français dit avoir depuis soutenu 150 projets « qui permettront, d'ici 2030, la création de 8 000 emplois ».
Mais la filière de l'hydrogène décarboné sera-t-elle à la hauteur des espoirs placés en elle ? Car l'essai tarde à être transformé... À l'échelle internationale, les projets réellement engagés en 2024 ne représentaient que 7 % du total des projets de production d'hydrogène bas carbone annoncés d'ici 2030 dans le monde, selon l'Agence internationale de l'énergie. De son côté, l'État français vient de revoir à la baisse ses ambitions. Nouvel objectif : 4,5 GW de puissance de production installée dans le pays d'ici 2030, contre 6,5 GW initialement prévus. Une puissance qui culminait à... 0,035 GW en 2024.
Conséquence directe de cette lenteur du marché, des entreprises de la filière ont souffert. En témoignent les mésaventures du français McPhy, expert des équipements de production-distribution d'hydrogène décarboné, récemment placé en redressement judiciaire, puis repris par le Belge John Cockerill.
Stellantis se retire du véhicule utilitaire à hydrogène
Des mastodontes de l'industrie tempèrent aussi leurs ambitions voire reculent. Airbus a ainsi revu le calendrier de lancement de son futur avion à hydrogène, repoussé au-delà de 2035, date initialement prévue. Puis, coup de tonnerre, Stellantis annonce en juillet 2025 l'arrêt de sa production en série de ses utilitaires Stellantis Pro One à hydrogène dans le Nord et en Pologne. Disant vouloir mettre fin à son programme de développement de la technologie de pile à combustible. Une mauvaise nouvelle pour « Symbio », la coentreprise de Stellantis, Michelin et Forvia qui produisait les piles des utilitaires du constructeur. « Le marché de l'hydrogène demeure un segment de niche, sans perspectives de rentabilité économique à moyen terme », justifie Jean-Philippe Imparato, directeur des opérations pour Stellantis. Désormais, le constructeur veut répondre aux attentes de ses clients grâce à une « offre électrique et hybride tant pour les véhicules particuliers que pour les utilitaires légers ».
« On a clairement pris du retard »
L'essor de la filière tarde donc. « On a clairement pris du retard », reconnaît Philippe Boucly, président de France Hydrogène. À la tête de cette association, qui réunit 400 acteurs de la filière, des grands groupes aux start-up en passant par les pôles de compétitivités, ce dernier liste les raisons du retard à l'allumage. Comme ces trois années qu'il aura fallu attendre pour la mise en place d'un mécanisme de soutien à la production, permettant de compenser l'écart de prix entre l'hydrogène renouvelable et bas carbone d'un côté et l'hydrogène fossile (moins cher) de l'autre. Dans l'enveloppe de 9 milliards d'euros promise par l'État pour le secteur de l'hydrogène, « 4 milliards doivent être alloués à ce mécanisme » de subvention pour faire baisser les prix. Un mécanisme dont le cahier des charges a été défini seulement fin 2024.
Idem pour le mécanisme « d'incitation à la réduction de l'intensité carbone des carburants » - devant amener les distributeurs de carburants à intégrer dans leur bouquet une part de carburant renouvelable - qui a aussi mis du temps à émerger.
Accélérer sur l'hydrogène vert et bas carbone
« En France, l'attente de plus de deux ans d'une nouvelle stratégie hydrogène (révisée en avril 2025, NDLR) a gelé des projets. Nous avons eu trois premiers ministres en deux ans ! », s'agace Maud Augeai, directrice commerciale France chez Lhyfe, producteur nantais d'hydrogène vert. Pour rappel, l'hydrogène décarboné recouvre l'hydrogène vert (issu des énergies renouvelables) et l'hydrogène bas carbone (issu du nucléaire par exemple). Et ne doit pas émettre plus de 3,38 kilogrammes de CO2 par kilogramme d'hydrogène (de la production à l'utilisation) comme précisé par la directive européenne énergie renouvelable (RED). Cet hydrogène décarboné est obtenu par électrolyse, ce procédé qui consiste à casser les molécules d'eau à l'aide d'un courant électrique, afin de récupérer de l'hydrogène d'un côté et de l'oxygène de l'autre. Pour justifier la révision des objectifs, l'État reconnaît lui-même un retard lié à la « mise en œuvre progressive du cadre appliqué au secteur ». Mais il évoque aussi des questions de « maturité des technologies d'électrolyse », ainsi qu'un « coût de production qui reste élevé ».
"Le prix reste le nœud du problème. Il existe un rapport de 1 à 3 voire plus entre le prix de l'hydrogène issu des énergies fossiles et celui de l'hydrogène décarboné"
Les futurs défis à relever ? « On a probablement sous-estimé des problèmes comme la durabilité des piles à combustible et des électrolyseurs. Mais aussi l'adaptation nécessaire des matériels à certains milieux, comme le milieu marin, la résistance aux vibrations des piles qui sont installées sur des trains... », concède Philippe Boucly. La filière a peut-être aussi été trop optimiste quant à sa capacité à changer d'échelle. « Pas simple en effet de passer de démonstrateurs de quelques mégawatts de puissance à des unités de plusieurs centaines de mégawatts, ajoute le président de France Hydrogène. Globalement, des difficultés en série sont apparues, mais des difficultés inhérentes à toute technologie émergente. »
Atteindre un prix compétitif, le nerf de la guerre
Reste enfin à résoudre l'équation du prix pour produire un hydrogène décarboné compétitif. « C'est à la fois le nœud du problème et le sujet le plus compliqué. Parce qu'il existe un rapport de 1 à 3, voire de 1 à 4 entre le prix de l'hydrogène issu des énergies fossiles et celui de l'hydrogène décarboné. C'est pour cela que le marché ne décolle pas aussi vite que prévu », estime Florent Andrillon, directeur de l'activité Climate Tech pour le cabinet de conseil Capgemini. Une fourchette large car les tarifs varient de « 2 à 8 euros, voire 10 euros du kilo d'hydrogène vert en Europe », observe l'expert. Et cette question de la compétitivité du prix concerne également l'hydrogène bas-carbone issu du nucléaire.
Faut-il cibler un niveau identique à l'hydrogène gris, soit de 1 à 1,5 euro le kilo ? « Le calcul n'est pas si simple, nuance Florent Andrillon. Pour certains sidérurgistes, réduire drastiquement les émissions de CO2 et donc la taxe carbone peut rendre tout d'un coup compétitif un hydrogène renouvelable à 5 euros. Sachant qu'on émet 2 tonnes de carbone pour produire 1 tonne d'acier par exemple... » Tout dépend des usages, confirme Philippe Boucly : « Un prix de 3 à 5 euros peut être attractif pour un usage comme composant pour l'industrie. Autour de 7 euros pour un prix à la pompe pour les véhicules. »
Pour beaucoup d'experts, la question du coût de production est un problème de taille. « Il faut se lancer dans une course aux projets d'envergure pour réduire les prix, insiste Philippe Boucly. Car 25 % à 33 % du prix de revient dépendent du coût de l'électrolyseur. Il va donc falloir industrialiser leur fabrication, d'où l'idée des gigafactories... Et lancer en parallèle de plus grandes unités de production d'hydrogène plutôt que des séries de projets de quelques mégawatts. »
« Obtenir un tarif d'électricité d'environ 40 euros du MWh »
L'autre marge de progression se trouve bien sûr du côté du prix de l'électricité (66 % à 75 % du prix de revient). Et pour cause, les électrolyseurs sont de gros consommateurs d'électricité, classés parmi les activités « électro-intensives ». Le président de France Hydrogène invite donc « à imaginer au niveau européen un tarif spécifique pour ce type d'activité, comme le suggère le rapport Draghi ». Malgré la fin de l'Arenh, ce dispositif offrant des tarifs avantageux aux gros consommateurs en France, devant s'arrêter au 31 décembre 2025, il faudrait selon lui « obtenir à l'avenir un tarif spécifique, de l'ordre de 40 euros du mégawattheure », ajoute-t-il.
Les projets de Lhyfe et GravitHy montent en puissance
Pour lui, l'horizon demeure dans tous les cas prometteur, avec des objectifs français qui, même revus à la baisse, « restent ambitieux ». En France, des entreprises du secteur montent cependant en puissance, à l'image de Lhyfe, qui a annoncé la construction d'une usine de production d'une capacité d'électrolyse installée de 100 MW près du Havre (avec une subvention de l'État de près de 150 millions d'euros) à l'horizon 2029. Le site alimentera les besoins en décarbonation de la zone industrialo-portuaire, mais aussi la mobilité.
" L'hydrogène ne va pas sauver le monde. Mais sans l'hydrogène vous ne réussirez pas la transition écologique. "
Sur un autre port, celui de Marseille-Fos, l'hydrogène séduit également. L'entreprise GravitHy y a réservé un terrain pour bâtir une usine de production de fer décarboné destiné aux acteurs européens de la sidérurgie. Et compte pour cela générer de l'hydrogène via un électrolyseur d'une puissance supérieure à 700 MW...
Investissement massif sur les carburants d'aviation durable
Favorisés notamment par une directive européenne qui contraint à verdir une part du kérozène à partir de 2030, les carburants d'aviation durables dopent aussi les investissements. Comme ceux du parisien Verso Energy. La start-up industrielle de Xavier Caïtucoli projette en effet des ouvertures d'usines dans les Landes (1,4 Md€ d'investissement), en Haute-Vienne (2,2 Md€), dans les Vosges (1,4 Md€), et en Normandie (1,4 Md€ également) sur la zone industrielle de Rouen.
Retour à Fos-sur-Mer, là-bas les sociétés H2V et Hy2Gen comptent aussi se lancer dans la production de carburants de synthèse pour les compagnies aériennes, avec un projet à 1,5 milliard d'euros, doté d'une capacité d'électrolyse de 300 MW de puissance. Non loin, TotalEnergies s'est associé à Air Liquide pour optimiser sa bioraffinerie de la Mède en baissant ses émissions de CO2 de 130 000 tonnes par an. Et générer du biodiesel et des carburants durables aériens dans cette bioraffinerie. Le lancement des travaux du futur site de production d'hydrogène est espéré pour 2026.
Vers des « volumes massifs » dans la décennie 2030
Malgré de nombreux ratés, l'hydrogène a donc encore la cote. Mais la filière ne vit-elle pas la fin d'une période d'euphorie, où le potentiel de la technologie a parfois été survendu ? « Il y a eu un emballement quasiment mondial en 2020, observe Philippe Boucly. Avec de grandes espérances nourries par les promesses des start-up et PME du secteur... Et les déclarations d'hommes politiques. Certains ont même dit : Avec l'hydrogène on va sauver le monde ! Alors qu'il était illusoire d'espérer un développement en quelques années, là où des technologies comme le solaire ou l'éolien ont réussi en 10 ou 20 ans. »
À quelle échéance le marché pourrait-il arriver à maturité ? D'ici dix ans, estime France Hydrogène. « On aura des volumes massifs dans la décennie 2030. Et je pense même qu'on aura une maturité de l'industrie avant, avec de gros projets qui entrent en production », prévoit de son côté Florent Andrillon. Les acteurs de la filière y croient en tout cas aujourd'hui. « La dynamique est partie. Plus de 80 pays affichent une stratégie hydrogène ou une feuille de route. Ce n'est pas une lubie française ou européenne », annonce Philippe Boucly. Avec un avertissement en forme de couperet : « L'hydrogène ne va pas sauver le monde. Mais sans l'hydrogène vous ne réussirez pas la transition écologique. »
