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Hydrogène - Comment fonctionne un électrolyseur industriel ?
Mis à jour le
February 5, 2026
4
min de lecture
Dans le secteur des énergies renouvelables intermittentes, des termes comme « électrolyse », « hydrogène vert » et « électrolyseur d'hydrogène » prennent de l'ampleur. Considérée comme indispensable pour la transition écologique, la production d'hydrogène tend vers un processus de plus en plus respectueux de l'environnement.
Si de nombreux gouvernements et investisseurs placent leurs espoirs dans la mise en œuvre de l'hydrogène vert, son mode de production est encore méconnu du grand public.
Dans cet article, SirEnergies vous décrypte l'électrolyseur industriel et ses principales déclinaisons. Viendra aussi le temps de la question du futur pour la production d'hydrogène par électrolyse ?
Électrolyseur d'hydrogène : de quoi s'agit-il ?
L'électrolyseur d'hydrogène est simplement une pile à combustible inversée. Contrairement à la pile à combustible qui produit de l'électricité à partir de l'oxygène et de l'hydrogène, ce dispositif produit ces derniers grâce à l'électricité. Pour les moins scientifiques d'entre vous, voici une explication plus simple.
L'électrolyseur est un dispositif composé d'un récipient d'eau dans lequel se trouve un électrolyte. Il comprend aussi deux électrodes : une anode ou pôle positif et une cathode ou pôle négatif.
Une fois traversé par un courant électrique, l'électrolyseur induit une réaction chimique des deux côtés de l'électrolyte : c'est l'électrolyse. Cette réaction décompose progressivement les substances composées en d'autres substances composées ou singulières.
Résultat ? L'oxygène est libéré à l'anode et l'hydrogène est créé à la cathode. Ce dernier peut ensuite être transformé en hydrogène liquide grâce à un liquéfacteur.
Pour être viable sur le long terme, l’électrolyse de l’eau doit se baser sur une énergie durable. Nous pouvons citer entre autres :
Vous pouvez utiliser d'autres sources d'énergie pour produire de l'hydrogène par électrolyse. Le résultat ne peut cependant pas être considéré comme de l'hydrogène vert.
Quels sont les principaux types d'électrolyseurs ?
La production d'hydrogène par électrolyse est un principe bien établi. Il existe cependant plusieurs systèmes pour y arriver, dont les principaux sont l'électrolyseur PEM et l'électrolyseur alcalin.
L'électrolyseur PEM
L'électrolyseur à membrane échangeuse de protons ou électrolyseur PEM fonctionne à la manière d'un filtre. La membrane polymère qui équipe ce dispositif ne laisse passer que les ions hydrogène.
Lors de la réaction d'électrolyse, les ions d'hydrogène et les électrons formés à l'anode traversent la paroi pour rejoindre la cathode. Ils se transforment en hydrogène à la cathode. Nous pouvons résumer les réactions chimiques avec les équations suivantes :
Anode : H2O → H2 + ½ O2 + 2e
Cathode : 2 h+ + 2e → H2
L'électrolyseur PEM a la particularité de pouvoir fonctionner sous pression. Il peut donc être plus petit que l'électrolyseur alcalin. Vous devez cependant tenir compte des exigences particulières qu'il requiert pour produire de l'hydrogène dans des conditions très acides.
L'électrolyseur alcalin
Ce dispositif permet de produire de l'hydrogène à partir d'un électrolyte liquide alcalin. Vous pouvez utiliser de l'hydroxyde de sodium ou de potassium, car ces composés sont depuis longtemps connus pour leurs bons résultats.
Lors de la réaction chimique dans un électrolyseur alcalin, l'eau contenue dans l'électrolyte se subdivise en ions d'hydrogène et d'hydroxyde à la cathode. Ils entrent ensuite en contact avec une membrane avant d'être oxydés en oxygène et en eau à l'anode.
Nous pouvons résumer le bilan des réactions aux deux pôles de l'électrolyseur alcalin par les équations suivantes :
Cathode : 2 h 2 O + 2e → H2 + 2 OH -.
Anode : 2 OH - → ½ O2 + 2e- + H2O.
Bilan : H2O → H2 + ½ O2.
Voici quelques chiffres pour vous donner un meilleur aperçu des conditions nécessaires à la réalisation de cette réaction. Il faut environ :
- 235 kJ/mol d'électricité renouvelable par mole d'eau,
- 50 KJ/mol de chaleur,
- Entre 40 et 90 °C.
Le principal avantage de l'électrolyseur alcalin est la grande disponibilité des électrolytes nécessaires à son fonctionnement. Il utilise cependant des cellules volumineuses, dont la densité de courant est relativement faible.
Quelles perspectives pour l'électrolyseur industriel ?
L'électrolyseur industriel n'a aucun intérêt s'il ne peut pas être utilisé sur le long terme pour couvrir les besoins énergétiques de la planète. Plusieurs entreprises se sont engagées dans cette voie pour mettre en place des infrastructures capables de relever les défis de demain.
La production d'hydrogène décarboné avec Air Liquide
La plus grande unité d'électrolyse à membrane a vu le jour au Québec. Inaugurée en janvier 2021 à Bécancour par Air Liquide, cette centrale est dotée de 4 unités distinctes. Elle fonctionne sur le principe de la membrane échangeuse de protons. Sa puissance totale de 20 MW en fait une référence mondiale.
La particularité de cet électrolyseur industriel ? La production d'hydrogène décarboné : il fonctionne avec de l'énergie renouvelable à 99 % ! De plus, l'installation peut produire jusqu'à 8,2 tonnes d'hydrogène bas carbone par jour. Pour vous donner une idée de son potentiel, il faut savoir que cette quantité est suffisante pour alimenter 16 000 chariots élévateurs ou encore 230 gros camions !
L'électrolyse à haute pression de McPhy
Le projet CEOG de McPhy est une innovation qui offre de l'espoir au stockage des énergies renouvelables intermittentes. Cette plateforme de production d'hydrogène permettra d'éviter l'émission d'environ 39 000 tonnes de CO2 chaque année par rapport à une centrale fossile.
L'ingénieux mécanisme à l'origine de ce projet ? La combinaison entre une électrolyse alcaline à une pression de 30 bars et des électrodes à haute densité de courant. La plateforme a une capacité de production d'environ 860 tonnes d'hydrogène vert par an pour une puissance totale de 16 MW.
L'électrolyse à haute température de Genvia
Créé en mars 2021, le projet commun entre le CEA et la multinationale Schlumberger vise la production d'hydrogène à une grande échelle. La technologie utilisée est en cours de développement. Elle est néanmoins prometteuse, car elle repose sur l'électrolyse à haute température.
Genvia s'étend sur 600 m² à Béziers dans l'Hérault. Le site accueillera des équipements de pointe pour fabriquer les éléments constitutifs des stacks de puissance. Il s'agit d'un empilement répété du noyau de la réaction (cellule électrochimique) et d'une feuille métallique. Le rendement escompté ? 99 % en pouvoir calorifique supérieur (PCS) !
L'électrolyseur industriel fonctionne ainsi sur le principe de la séparation des composés chimiques d'un électrolyte pour produire de l'hydrogène. La nécessité de carburants de synthèse, les contraintes de taille des cellules et celles liées à leur densité de courant constituent des obstacles à l'essor de ce procédé de fabrication.
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Les réponses à vos questions
Quelles sont les offres d'électricité proposées par la bellenergie Business ?
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La gamme E@sy se décline en quatre structures tarifaires pour s'adapter à chaque profil de risque :
- E@sy Fixe : 100 % de visibilité budgétaire sans variation.
- E@sy Clic : Prix lissé grâce à des achats échelonnés sur les marchés.
- E@sy Bloc + Spot : Un mix entre une base sécurisée et une part indexée sur les prix du jour.
- E@sy Spot : Une offre 100 % dynamique pour profiter des opportunités de baisse en temps réel.
Quels sont les nouveaux horaires des heures creuses avec le TURPE 7 ?
La grande nouveauté est l'instauration de 2 heures creuses l'après-midi (entre 11h et 17h), particulièrement d'avril à octobre, pour profiter de la production solaire abondante.
Quelles taxes concernent particulièrement les exploitations agricoles ?
Les exploitations sont soumises à des taxes comme la TICFE ou la TICGN. Sirenergies vérifie leur application, identifie les cas d’exonération et accompagne les démarches pour réduire la charge fiscale.
Que sont les jours d’alerte PP1 et PP2 ?
Ce sont des signaux envoyés par RTE lors des périodes de tension sur le réseau électrique. L’outil Sirenergies vous informe en temps réel pour anticiper vos usages.
L'électricité de la bellenergie Business est-elle vraiment verte ?
Oui. Le fournisseur garantit une offre 100 % renouvelable via le mécanisme officiel des Garanties d'Origine (GO).
Pour les entreprises les plus exigeantes, l'offre VERTVOLT+ assure une électricité à très faible intensité carbone, sourcée exclusivement auprès de producteurs indépendants français (hydraulique, éolien, solaire).
Quelles sont les principales taxes applicables ?
Parmi les taxes figurent la TICFE, la TICGN, la CTA, la CJA et le TURPE. Elles représentent une part significative de la facture et varient selon les profils de consommation. Bien les comprendre est essentiel pour optimiser les coûts.
Quelles conséquences d’un dépassement de puissance ?
Un dépassement de puissance entraîne des pénalités financières et peut impacter le dimensionnement du contrat. Ajuster correctement la puissance souscrite permet d’éviter ces coûts supplémentaires.
Quelles taxes concernent particulièrement les industriels ?
L’industrie est concernée par la TICFE, la TICGN et d’autres contributions qui peuvent représenter une part importante des factures. Sirenergies identifie les cas d’exonération et accompagne les démarches pour en bénéficier.
Comment obtenir une exonération de taxe ?
Certaines entreprises peuvent obtenir une exonération partielle ou totale de la TICFE ou de la TICGN, en fonction de leur activité et de leur intensité énergétique. L’accompagnement d’un expert permet d’identifier les critères d’éligibilité et de monter le dossier.
Comment l'eau est-elle transformée en électricité ?
Le processus repose sur l'utilisation de la force de l'eau (énergie cinétique) issue des courants, des chutes d'eau ou des dénivelés. Le fonctionnement suit trois étapes clés :
- Le barrage retient l'eau et l'oriente vers des conduites.
- La pression de l'eau fait tourner une turbine, créant de l'énergie mécanique.
- Une génératrice (alternateur) transforme cette énergie mécanique en électricité, laquelle est ensuite adaptée par un transformateur pour le réseau
Comment optimiser les taxes et contributions d’une collectivité ?
Les collectivités sont soumises à des taxes comme la TICFE ou la TICGN. Sirenergies analyse les factures, identifie les possibilités d’exonération et corrige les erreurs éventuelles pour réduire la charge fiscale.
Qu'est-ce que le cosinus phi
C'est l'indicateur d'efficacité d'un appareil électrique ; il représente le ratio entre la puissance active (utile) et la puissance apparente (totale).
Qu’est-ce que le sourcing en énergie ?
Le sourcing consiste à identifier et analyser les offres de plusieurs fournisseurs d’électricité et de gaz. Cette démarche permet d’obtenir des contrats adaptés au profil de consommation et aux contraintes budgétaires de l’entreprise.
Pourquoi lancer un appel d’offres énergie ?
Un appel d’offres permet de mettre en concurrence plusieurs fournisseurs d’électricité et de gaz afin d’obtenir des conditions contractuelles optimisées. C’est une démarche transparente qui permet de choisir l’offre la plus adaptée aux besoins budgétaires et techniques de l’organisation.
Quels sont les enjeux pour les entreprises du tertiaire ?
Les entreprises du tertiaire doivent gérer leurs coûts d’énergie tout en garantissant le confort des usagers (bureaux, commerces, services). Les consommations sont souvent liées au chauffage, à la climatisation et à l’éclairage, ce qui nécessite un suivi précis pour éviter les dérives budgétaires.
Qu'est-ce qui remplace l'ARENH depuis le 1er janvier 2026 ?
Le dispositif ARENH a laissé place au VNU (Versement Nucléaire Universel).
Ce changement structurel expose davantage les entreprises aux prix de gros, rendant la gestion des risques plus complexe qu'auparavant.
Il devient alors indispensable de définir une stratégie d'achat d'électricité avec Sirenergies pour lisser l'impact de la volatilité des marchés sur votre budget.
Pourquoi le kVA est-il crucial pour les entreprises ?
Parce que la puissance souscrite en kVA détermine le prix de l'abonnement et que tout dépassement peut entraîner des surcoûts importants.
Quel est l’intérêt de suivre les prix Spot & Forward ?
Cela permet de choisir le bon moment pour contractualiser, sécuriser vos budgets et anticiper les hausses.
Quel est le nouveau record 2025 d'exportation d'électricité de la France ?
En 2025, la France a atteint un solde exportateur net de 92,3 TWh, battant le précédent record de 2024 (89 TWh).
Comment bien définir sa puissance souscrite ?
La puissance souscrite doit être calculée en fonction du profil de consommation et des usages (chauffage, process industriels, équipements tertiaires). Une analyse fine permet d’assurer l’adéquation entre besoin réel et contrat.
Qu’est-ce qui remplace concrètement l’ARENH au 1er janvier 2026 ?
L'ARENH n'est pas remplacé par un dispositif unique, mais par une combinaison de mécanismes visant à stabiliser les prix.
Le principal est le Versement Nucléaire Universel (VNU), un système de redistribution qui s'appliquera à tous les consommateurs. Pour les très gros sites industriels (> 7 GWh/an), des contrats de long terme spécifiques, les CAPN (Contrats d’Allocation de Production Nucléaire), sont également proposés par EDF.
Comment sera calculé le montant du Versement Nucléaire Universel (VNU) sur ma facture ?
Le VNU repose sur les revenus excédentaires d'EDF.
Si les prix de marché dépassent les coûts de production du nucléaire (estimés à 60,3 €/MWh), EDF reverse une partie de ses profits à l'État.
- Entre 78 et 80 €/MWh : 50 % des revenus excédentaires sont captés.
- Au-delà de 110 €/MWh : 90 % sont captés.Ces sommes sont ensuite redistribuées à tous les consommateurs sous forme d'une remise en euros par MWh, visible directement sur votre facture d'électricité.
Pourquoi mon contrat est-il en kVA et ma consommation en kWh ?
Le kVA mesure la capacité maximale que votre compteur peut supporter à un instant T, tandis que le kWh mesure la quantité d'énergie consommée sur une durée.
Quelle est la différence concrète entre le transport et la distribution d'électricité ?
Le transport (RTE) correspond aux "autoroutes" de l’électricité. Il s’agit de transporter de très grandes quantités d'énergie sur de longues distances, depuis les centrales de production (nucléaires, barrages, parcs éoliens offshore) vers les régions de consommation.
La distribution (Enedis) s'apparente aux "routes départementales" et aux rues. Elle récupère l'électricité à la sortie du réseau de transport pour la livrer directement chez le client final, en abaissant la tension pour qu'elle soit utilisable par vos appareils.
Quel est l'impact de ces exportations sur le prix de l'électricité pour les entreprises ?
L'abondance de production française tire les prix du marché de gros vers le bas.
En vertu du mécanisme de l'Ordre de Mérite (Merit Order), les centrales les moins coûteuses (nucléaire, renouvelables) couvrent la demande plus souvent, évinçant les centrales à gaz ou charbon plus onéreuses.
Cela multiplie les épisodes de prix bas, voire négatifs, sur le marché spot.
Que prévoit la PPE 3 pour les énergies renouvelables ?
La Programmation Pluriannuelle de l’Énergie 3 prévoit une accélération « raisonnée » des énergies renouvelables pour atteindre 60 % d'énergie décarbonée en 2030.
La stratégie repose sur trois piliers principaux :
- l'hydroélectricité
- le photovoltaïque (avec un objectif de 55 à 80 GW en 2035)
- l'éolien en mer (visant 15 GW en 2035).
À l'inverse, le gouvernement prévoit un ralentissement pour l'éolien terrestre, privilégiant la modernisation des parcs existants afin d'apaiser les tensions locales.
Pourquoi la France a-t-elle exporté un volume record d'électricité en 2025 ?
Ce record de 92,3 TWh s'explique par la conjonction de trois facteurs :
- Le redressement du parc nucléaire : Après les problèmes de corrosion sous contrainte de 2022, la production nucléaire a retrouvé une forte disponibilité (373 TWh).
- L'essor des renouvelables : Une capacité installée en hausse (solaire et éolien) et une production hydraulique solide.
- Une consommation intérieure atone : La demande française reste inférieure de 6 % à la moyenne historique, créant un surplus massif disponible pour nos voisins.
Comment lire une facture d’électricité ou de gaz ?
Une facture se compose de plusieurs éléments : consommation, part fournisseur, taxes et contributions. L’analyse de chaque ligne permet d’identifier d’éventuelles erreurs et de vérifier la cohérence avec le contrat signé.
Comment optimiser les taxes et contributions ?
Les entreprises tertiaires sont concernées par des taxes comme la TICFE ou la TICGN. Sirenergies vérifie l’exactitude des factures, identifie les exonérations possibles et aide à corriger les erreurs pour réduire durablement les coûts.
Quelle différence entre €/MWh et kWh ?
Le €/MWh est une unité de prix utilisée sur les marchés de gros, tandis que le kWh est l’unité visible sur vos factures.
Quels sont les avis clients sur le service client de la bellenergie Business ?
En 2025, le fournisseur affichait un NPS (Net Promoter Score) de +16 et une note de 4,17/5.
La satisfaction repose sur un modèle "zéro démarchage" et un service client 100 % internalisé à Toulon, garantissant une proximité et une réactivité que l'on ne retrouve pas chez les grands fournisseurs historiques.
Quelle est la part des énergies renouvelables dans le mix français en 2025 ?
En 2025, la France accélère sa trajectoire vers la neutralité carbone.
Cette même année, la France bat même un record historique en atteignant 95,2% d'électricité bas-carbone.
Découvrez comment Sirenergies intègre ces sources dans votre stratégie d'achat.
Mon entreprise peut-elle encore bénéficier des Tarifs Réglementés de Vente (TRV) ?
Oui, sous certaines conditions de taille.
Depuis le 1er février 2025, le critère de puissance a été supprimé.
Pour être éligible, votre entreprise ou collectivité doit compter moins de 10 salariés et réaliser un chiffre d’affaires (ou des recettes) inférieur à 2 millions d’euros.
L'hydroélectricité est-elle une énergie "propre" ?
Oui, elle est considérée comme une énergie renouvelable à faibles émissions de gaz à effet de serre.
De plus, l'eau ne subit aucune transformation chimique durant le cycle de production et réintègre son milieu naturel en aval.
Cependant, la construction de barrages nécessite des mesures pour protéger les écosystèmes (débit minimum, passes à poissons).
Quel est l'impact réel de la rénovation de l'éclairage public ?
C'est le levier le plus rapide pour obtenir des résultats visibles. L'éclairage représente environ 40 % de la consommation d'électricité d'une commune.
Passer au LED avec pilotage intelligent permet de réduire la facture de 50 à 80 %, avec un retour sur investissement (ROI) rapide, souvent estimé à 2 ou 3 ans.
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