HydrogenLab, un laboratoire commun avec Michelin pour dessiner le futur

Tout est allé très vite. La première rencontre entre les équipes de Recherches de Michelin et celles de l’Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM – CNRS / École nationale supérieure de Chimie de Montpellier / Université de Montpellier) s’est déroulée en 2021, au cœur de la pandémie de Covid. Le 1^er juillet 2022, le laboratoire commun HydrogenLab, était sur les rails. 

« Depuis une dizaine d’années, Michelin travaille sur l’hydrogène de demain. Dans le Groupe, on aime les défis scientifiques associés aux défis technologiques », confie Fabien Gaboriaud, Directeur de Recherche des Matériaux Mélanges chez Michelin. Avant de préciser : « le set de compétences appliqué pour réaliser un pneu ou une membrane d’électrode est le même ».   C’est donc tout naturellement que l’ancien chercheur au CNRS s’est tourné vers les équipes de Deborah Jones, Directrice de Recherche CNRS à l’Institut Charles Gerhardt Montpellier, reconnues pour leur travail sur l’hydrogène, afin de conjuguer les compétences de la recherche publique et de la recherche industrielle. L’enjeu ? Imaginer des matériaux vertueux et innovants pour accroître les performances et la soutenabilité de la filière hydrogène. 

Concrètement, HydrogenLab vise à développer de nouveaux matériaux de cœur de pile à combustible et d’électrolyseur, en utilisant des procédés innovants d’élaboration et de mise en forme de ces matériaux.

Pour rappel, une pile à combustible génère de l’électricité et de l’eau à partir de la réaction électrochimique entre l’hydrogène et l’oxygène. L’électrolyseur obéit à la réaction inverse, en transformant par exemple de l’électricité issue de l’énergie renouvelable en hydrogène vert et oxygène.

« D’une part, nous cherchons à réduire l’utilisation des métaux nobles tels que l’iridium et le platine dans la fabrication des piles à combustibles et électrolyseurs. Ce sont en effet des matériaux critiques, rares, et stratégiques. D’autre part, nous menons une démarche de substitution pour les remplacer par des éléments plus abondants sur terre. Enfin, nos équipes communes cherchent à augmenter la stabilité mécanique et chimique des membranes, et ainsi accroître leur durabilité  », explique Deborah Jones. « Nos chercheurs Michelin partagent avec les chercheurs du CNRS la lecture des défis scientifiques à résoudre. Notre ambition pour 2050 est d’atteindre 100 % de matériaux soit renouvelables, soit recyclés », complète Fabien Gaboriaud. Une des spécificités du laboratoire HydrogenLab est de concevoir des systèmes plus performants, plus durables, moins coûteux.

L’étendue des champs d’application de l’hydrogène, vert si possible, n’est plus à démontrer, que ce soit dans le secteur de la mobilité lourde – transport routier, ferroviaire, aéronautique, maritime ou fluvial – ou dans le champ de la décarbonation de l’industrie, notamment la sidérurgie ou la production d’engrais… Pour se faire une idée, une voiture utilise une pile à combustible de l’ordre de 100 à 150 kW, un bus ou camion une pile de 200 à 300 kW et les piles pour les avions doivent développer des puissances variables en fonction des distances et le nombre de passagers envisagés, de 600 kW à plusieurs MW…

Au sein de ce nouveau laboratoire commun : des doctorants et post-doctorants collaborent activement avec les chercheurs du CNRS, de l’Université de Montpellier et de l’École nationale supérieure de Chimie de Montpellier, et les chercheurs de Michelin. « Ce laboratoire commun constitue une opportunité pour les futurs professionnels d’acquérir une double compétence dans le milieu académique et le milieu industriel », souligne Deborah Jones. 

L’avenir d’HydrogenLab, fruit d’un partenariat conclu entre Michelin et le CNRS pour une durée de deux fois quatre ans, se traduira en avancées pour les communautés scientifiques et industrielles. Les résultats de la première année de travail en commun seront présentés à l’automne prochain par 4 doctorants et post-doctorants. Suivront des publications et présentations dans des congrès scientifiques. Ensuite, les recherches d’HydrogenLab seront valorisées chez Michelin. L’hydrogène n’a pas fini de faire parler de lui…