Faire fonctionner une maison avec une pile à combustible et des énergies renouvelables, est-ce vraiment une utopie ? 

Réduire l’impact écologique de la production d’énergie est devenu un objectif stratégique et, soyons clairs, une nécessité vitale pour l’espèce humaine. Ceci n’est qu’une réflexion qui se base sur des données publiques et la solution proposée nécessite évidemment d’être approfondie sur le plan technique. La première solution est évidemment de réduire nos besoins d’énergie. Une deuxième voie est de faire en sorte que la production soit moins préjudiciable à l’environnement… mais avec la même qualité et la même régularité d’approvisionnement qu’à l’heure actuelle.
Or tous les hippies qui ont tenté, dès les années 1970, de s’installer dans un coin perdu avec, pour toute source d’énergie, une éolienne ou un panneau solaire le savent : les énergies renouvelables, c’est bien, mais la régularité « industrielle » fait défaut… L’électricité est en effet une énergie que l’on ne peut pas stocker directement.
EDF a bien réalisé des stockages sous forme d’énergie potentielle en construisant des lacs de rétention où le surplus produit par les centrales industrielles permettent de pomper et déverser de l’eau issue d’un point plus bas, avant, en cas de besoin, de « relâcher » l’eau et de refabriquer ainsi de l’électricité. Mais le rendement de telles installations est médiocre.
Le stockage de l’électricité dans les accumulateurs (vulgairement : batteries) sous forme strictement électrochimique est également peu satisfaisant car peu stable (les déperditions dans le temps sont importantes) et avec une variation dans la quantité d’énergie fournie en fonction de la charge en cours. De plus, charger un accumulateur est très consommateur en énergie.

Pour diminuer le coût écologique de création de l’énergie électrique tout en assurant une disponibilité de qualité industrielle, il faut donc trouver autre chose.
Un aspect souvent négligé du coût de fourniture de l’énergie réside dans son acheminement. Tout fil où l’on passe un courant électrique « résiste » en transformant une part de l’énergie transportée en chaleur. Ajoutant que le câblage de transport, horriblement cher à construire et entretenir, n’est pas d’une esthétique incontestable. Une amélioration du coût global de la mise à disposition de l’énergie électrique peut donc passer par une production au plus prêt du lieu de consommation. Ce qui est difficile avec une centrale nucléaire, cela va de soi, pour de simples raisons de sécurité.
Donc, l’équation à résoudre comporte les éléments suivants : il faut produire de l’énergie au plus près de sa consommation, de manière régulière et prévisible, le tout à partir de sources irrégulières et imprévisibles (soleil, vent…).
La science moderne nous fournit une piste intéressante : la pile à combustible à base d’hydrures.

Imaginons une maison que l’on pourrait décrire comme suit :
- Dans le sous-sol, un bassin d'eau parsemé d'électrodes. Les électrodes sont reliées aux éoliennes, plaques solaires et autres moyens divers de créer de l’énergie situés autour ou dans la maison (pourquoi ne pas, par exemple, relier les vélos d’un club de sport à des dynamos pour ajouter une production secondaire d’électricité ?).
- Sur le bassin, une plaque "anode" de la pile à combustible laissant passer l'hydrogène produit par les cathodes du bassin sans qu'on ait à se préoccuper de le stocker. L'hydrogène est alors stocké dans l'électrolyte qui ne "descend" pas dans le bassin a cause d'une porosité insuffisante (porosité suffisante pour laisser passer l'hydrogène gazeux mais c'est tout). L'électrolyte constitue donc une "couche" couvrant le bassin dont il est séparé par la plaque anode et est à son tour recouvert par une plaque cathode.
- Les anodes situées dans le bassin sont reliées a des "tuyaux" qui captent l'oxygène produit, les tuyaux amènent l'oxygène du cote "cathode" de la pile a combustible.
- L'eau produite par l’utilisation de la pile à combustible est conduite par d'autres tuyaux pour redescendre dans le bassin.
- Tout le dispositif est donc "en circuit fermé" (sauf du point de vue électrique) et peut être place en entier dans une sorte de grosse boite étanche (en verre par exemple). La maison est isolée sur le plan électromagnétique par une plaque en métal conducteur couvrant le dispositif.
- Tout le circuit électrique de la maison est branché sur la pile à combustible via un alternateur. La pile à combustible a une puissance connue et régulière et joue donc le rôle de « régulateur » et « stockeur » de l’énergie électrique.

On peut perfectionner encore le système en passant des tuyaux d’eau au sein de la pile (dont la température de fonctionnement est de l’ordre de 80 à 100°C) et se servir de cette eau pour le chauffage central ou d’autres usages divers.
Une pile à combustible n’est pas explosive et l’hydrogène ou l’oxygène ne restent pas gazeux suffisamment longtemps pour être en quantités dangereuses. Et si, par malheur, le vent ne soufflait pas assez et le soleil ne se montrait décidemment pas durant un temps assez long, on pourrait toujours « recharger » la pile avec de l’hydrogène gazeux livré au lieu d’être produit sur place et de l’oxygène atmosphérique.

Ajoutons que le stockage de l’électricité sous forme chimique, dans un couple hydrogène-oxygène notamment, est une idée assez ancienne mais, jusqu’à présent, le déstockage passait par la combustion vive (une flamme) permettant de chauffer de l’eau qui, sous forme de vapeur, faisait tourner des alternateurs. Le bilan énergétique global était, du fait, des multiples intermédiaires, parfaitement médiocre. L’utilisation d’une pile à combustible élimine ce problème en évitant de multiples étapes de conversions de l’énergie.

Ce dispositif associant une pile à combustible et des unités de production d’énergie écologiques est bien plus qu’une simple batterie. D’une part, ce dispositif conserve l’énergie sous forme chimique de manière stable, quasiment sans perte, et sans s’épuiser au fil du temps, même sans s’en servir. D’autre part, charge et décharge peuvent être simultanées. Enfin, en cas de difficulté ponctuelle (ni vent ni soleil suffisants sur une période donnée, par exemple), on peut aussi « recharger » le système par la voie chimique (en y injectant de l’hydrogène et de l’oxygène sous forme gazeuse).

Le dispositif décrit ci-avant peut normalement fonctionner sans limite de durée. Il reste qu’il est probablement très coûteux à installer. Mais il respecte toutes les contraintes de l’équation de départ.