L'hydrogène est la plus petite molécule qui existe dans l'univers, la plus légère et la plus abondante.
Il est rarement présent à l'état naturel sur Terre.
Sous sa forme gazeuse, l'hydrogène associe deux atomes d'hydrogène : il est alors appelé dihydrogène ou gaz d'hydrogène. Le terme « hydrogène » désigne souvent ce qui est en réalité du dihydrogène.
Aujourd'hui, près de 70 millions de tonnes d'hydrogène (tous modes de production confondus) sont produites et consommées chaque année dans le monde, dont environ 1 million de tonnes en France, principalement pour la fabrication d'engrais et dans l'industrie du raffinage de produits pétroliers. L'usage de l'hydrogène pour la mobilité est aujourd'hui encore très limité, essentiellement pour la propulsion d'engins spatiaux, mais en voie de développement : une première ligne de bus hydrogène française a ainsi été mise en service en 2019.
L'hydrogène à l'état naturel n'existant presque pas sur Terre, il est produit après mise en œuvre d'un procédé industriel, à partir de méthane (qui associe un atome de carbone à quatre atomes d'hydrogène) ou de molécules plus complexes comme de l'eau (qui associe deux atomes d'hydrogène à un atome d'oxygène).
La méthode de fabrication la plus utilisée dans le monde est le vaporeformage d'hydrocarbures, qui consiste à produire de l'hydrogène en présence de vapeur d'eau et d'hydrocarbures (on utilise surtout du méthane), en chauffant le gaz utilisé à une température extrêmement élevée. Cette technique représente 96 % de la production d'hydrogène en France. Il s'agit d'une méthode éprouvée à l'échelle industrielle et économique, mais qui a le désavantage d'être fortement émettrice de gaz à effets de serre. En effet, pour une tonne d'hydrogène produite, environ 10 tonnes de CO2 sont générées. En France, la production d'hydrogène émet ainsi plus de 11 millions de tonnes de CO2 par an, ce qui représente 3 % des émissions nationales de CO2.
La méthode de fabrication d'hydrogène retenue par TotalEnergies et ENGIE est celle de l'électrolyse de l'eau, qui consiste en une réaction chimique, connue et utilisée depuis le 19ème siècle, permettant, sous l'effet d'un courant électrique, de décomposer l'eau en deux éléments : l'hydrogène et l'oxygène. À condition d'être alimentée par une électricité décarbonée, cette technique émet beaucoup moins de CO2.
L'article L811-1 du code de l'énergie définit de la manière suivante les différentes catégories d'hydrogène :
Les définitions entre les différentes catégories d'hydrogène sont encore en cours de définition aux niveaux français et européen.
Par souci d'efficacité, il a été choisi de recourir à la notion d'« hydrogène décarboné » pour désigner la production du projet Masshylia, qui correspondra en pratique à un mix d'hydrogène renouvelable et d'hydrogène bas-carbone selon les définitions réglementaires ci-dessus.
Le processus de production d'hydrogène à partir d'électrolyse de l'eau a un rendement énergétique* entre 65 % et 75 %.
La décarbonation de certains secteurs d'activités ne peut pas passer par une électrification directe. S'agissant de la Plateforme de La Mède, le processus de fabrication de biocarburants nécessite de l'hydrogène et ne peut être substitué par de l'électricité.
Par ailleurs, l'hydrogène dispose d'un véritable avantage compétitif pour répondre à la décarbonation de la mobilité lourde et intensive qui fait face à certaines contraintes incompatibles avec une électrification (autonomie, poids de charge notamment).
* Le rendement énergétique est le rapport entre la valeur énergétique produite et celle consommée lors d'un processus de transformation
Le projet Masshylia visera à maximiser la proportion d'énergies renouvelables utilisées pour la production d'hydrogène
Les porteurs du projet mènent en effet des investigations à l'échelle de la région Sud – Provence-Alpes-Côte d'Azur et au-delà afin d'identifier des sources d'énergies renouvelables dédiées, qui seraient raccordées au réseau de transport d'électricité (RTE), et qui pourraient ainsi alimenter les installations du projet, via la ligne électrique existante Septèmes-Lavéra.
L'électricité produite par ces champs renouvelables dédiés serait injectée sur le réseau national. Cependant, une gestion en temps réel des capacités de production de ces champs et de la demande de consommation de l'usine de production d'hydrogène serait mise en place afin de s'assurer de la traçabilité de la consommation électrique.
Cet approvisionnement des installations du projet en électricité d'origine renouvelable se ferait via des Contrats d'approvisionnement d'électricité (en anglais, « Corporate Power Purchase Agreement » - CPPA).
Par ailleurs, un complément d'électricité sera issu du réseau électrique, sur la base du mix électrique français.
Le tableau ci-dessous précise l'objectif de contribution des énergies renouvelables dans l'approvisionnement électrique du projet Masshylia :
Le projet vise ainsi à contribuer au développement de la production française d'énergies renouvelables répondant aux critères de la directive européenne RED II*.
La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau ne génère pas de gaz à effet de serre, contrairement au vaporeformage d'hydrocarbures.
Produit en parallèle de l'hydrogène, l'oxygène serait rejeté directement dans l'atmosphère par des évents, sans impact atmosphérique identifié à ce jour.
La maîtrise d'ouvrage étudierait toute option de recherche et développement pour la valorisation de cet oxygène dans une économie circulaire et innovante.
Lors des phases de préparation à la mise en service de l'unité ou lors d'arrêts de sécurité, des rejets d'hydrogène seront brûlés à l'aide de la torchère. La flamme produite est inodore et quasiment incolore, elle n'émet pas de particules carbonées.
Le projet, dont les coûts de réalisation représentent une centaine de millions d'euros, pourrait générer plus d'une centaine d'emplois directs et indirects.