Chronique Techno L’hydrogène qui fait peur : un capteur optique à la rescousse

Dans notre quête pour trouver des énergies propres et renouvelables le plus rapidement possible, l’hydrogène arrive au premier plan pour l’intérêt qu’on lui voue, de même que pour les recherches qui lui sont consacrées afin de préparer son arrivée dans notre quotidien. Et pour cause.

Parmi les énergies vertes en vue, l’hydrogène demeure celle qui est le plus susceptible de ménager la planète en éliminant le carbone du secteur des transports lourds. Avec l’hydrogène comme carburant, fini le carbone dans les trains, les camions et les avions à hydrogène qui sont déjà développés et qui s’apprêtent à se propager dans le monde.

Qui plus est, si l’hydrogène prenait le relais pour alimenter des usines de fabrication de certains matériaux comme l’acier, à la place des énergies fossiles, imaginez un peu ce qu’on pourrait améliorer sur le plan environnemental.

Un certain danger

Cela dit, quand on pense à l’idée de retrouver l’hydrogène sur nos routes, il subsiste un enjeu de taille. Avant que les automobilistes que nous sommes accueillent l’hydrogène pour faire rouler leurs véhicules, l’industrie de l’automobile devra travailler fort pour contrer la crainte à l’égard de cette matière qui est explosive si elle entre en contact avec l’air.

À cet égard, il faut savoir qu’un taux d’hydrogène dans l’air de seulement 4 % est nécessaire pour que le mélange risque de s’enflammer à la moindre étincelle. Il est donc bien compréhensible que tout ce qui a trait à l’utilisation et au stockage de l’hydrogène demeure un sujet sensible.

Dans une chronique précédente, j’ai abordé l’une des solutions envisagées pour le ravitaillement des véhicules avec l’avènement de l’hydrogène en tube, un procédé qui ressemble à une pâte dentifrice et qui devrait éviter bien des tracas.

Mais au-delà de cette « powerpaste », pour diminuer les risques et apaiser les craintes, il est certain qu’il faudra aussi trouver la manière de détecter illico toute fuite, aussi minime soit-elle, en cas de bris sur notre voiture à hydrogène.

Voilà pourquoi on porte une attention particulière à une innovation qui provient de chercheurs de trois grandes universités de Suède, d’Amsterdam et d’Eindhoven, aux Pays-Bas, des chercheurs qui ont travaillé ensemble et qui ont mis au point un capteur optique capable de détecter n’importe quelle fuite d’hydrogène.

Ce nouveau capteur figure parmi les appareils les plus sensibles au monde et pourrait aider considérablement l’hydrogène à se faire accepter. Car si cet outil permet de détecter une fuite dès qu’elle survient, elle pourra être réparée rapidement et cela évitera qu’un véhicule devienne inutilisable ou qu’une usine doive fermer ses portes.

Disons que ces capteurs ultrasensibles pourraient aider à ce que l’hydrogène puisse faire un grand bout de chemin jusqu’à nous et être enfin utilisé comme carburant.

Comment ça marche...

Ce capteur optique d’hydrogène est composé d’une multitude de nanoparticules métalliques qui agissent ensemble pour détecter l’hydrogène dans leur environnement.

En fait, le tout repose sur un phénomène optique. Lorsque ces nanoparticules captent la lumière, elles donnent aux particules une couleur distincte. Par exemple, si les nanoparticules sont constituées de palladium, leur couleur changera dès que la quantité d’hydrogène variera. Or, si les niveaux deviennent critiques, le capteur déclenchera rapidement une alarme.

La conception de ce capteur diffère de ce qui a été fait dans le passé du fait que les chercheurs ont utilisé cette fois-ci une technologie d’intelligence artificielle avancée pour créer l’interaction optimale entre les particules, et ce, en fonction de leur distance, de leur diamètre et de leur épaisseur.

Avec cette technologie, le capteur est capable de détecter tout changement de concentration d’hydrogène, aussi minime soit-il. On parle ici de quelques centaines de millièmes de 1 %.

Pour que la détection soit si sensible, il faut toutefois que les particules soient disposées dans un motif régulier et rigoureusement défini, ce que nous offre ce capteur. Il y a bel et bien eu des capteurs de ce type auparavant, mais les particules avaient un arrangement aléatoire et, par conséquent, une sensibilité moindre.

Une collaboration précieuse

Il est bon de voir à quel point la collaboration entre le milieu des chercheurs et celui de l’industrie automobile peut faire évoluer la technologie entourant l’hydrogène à un niveau supérieur, suffisant pour répondre aux besoins et aux défis des constructeurs automobiles.

Remarquez, cela s’applique tout autant à la recherche liée à la propulsion de véhicules lourds ou d’avions utilisant de l’hydrogène. Quand on apprend qu’un avion électrique d’une autonomie de 500 kilomètres pourrait passer à une autonomie de 3000 kilomètres s’il était propulsé à l’hydrogène, on comprend à quel point tout ce qui concerne le développement de l’hydrogène est à suivre.

Sachant tout ce que cette énergie verte pourrait remplacer sur la planète et quelles avancées elle peut représenter en matière d’environnement, il serait bien de pouvoir l’adopter en toute tranquillité d’esprit.