Le projet de Spark Cleantech ? Produire de l’hydrogène par pyrolyse de méthane selon un procédé disruptif, décarboné et décentralisé : la dissociation plasma froid pulsé. C’est l’un des 5 lauréats de l’appel à projets que GRDF a dédié à la décarbonation de l’industrie au cours du premier semestre 2021. Thérèse Dettwiller, CEO de la start-up, lève le voile sur cette invention.

Qui est Spark Cleantech ?

Nous sommes un jeune projet de start-up deep tech, dont l’ambition est de développer une technologie de rupture œuvrant à la transition énergétique. Nous concevons une unité décentralisée de production d’hydrogène décarboné pour les usages industriels traditionnels et les futurs usages énergétiques de l’hydrogène. SPARK Cleantech est née de ma rencontre avec Erwan Pannier, PhD, l’inventeur de cette technologie. Notre volonté commune est de proposer une solution qui ait une réelle valeur écologique.

En quelques mots, en quoi consiste cette invention ?

La solution SPARK utilise une technologie plasma froid afin de produire de l’hydrogène à partir du méthane. Elle consiste à dissocier le méthane en des produits à haute valeur ajoutée : de l’hydrogène (H₂) et du carbone sous forme solide. Le tout sans émission de gaz à effet de serre même avec un intrant fossile car le carbone ressort sous forme solide. Notre volonté étant d’utiliser les intrants les plus renouvelables possibles, la technologie pourra admettre du biométhane au fur et à mesure du développement de cette filière. 

Ce concept est une alternative prometteuse à l’électrolyse de l’eau pour la production d’hydrogène, car elle permet un mix énergétique gaz-électricité et ne repose donc pas exclusivement sur une électricité renouvelable dont la demande sera très forte. Par ailleurs, les plasmas froids que nous utilisons permettent un contrôle fin de la température de la réaction. Ils offrent ainsi un bon rendement énergétique : l’apport d’énergie électrique visé est de 10 kWh/kg H₂, soit 5 à 6 fois moins que pour l’électrolyse. Enfin, c’est une alternative d’autant plus économique qu’elle ne nécessite pas de catalyseur, équipement onéreux, composé de métaux rares.

À quel stade de développement de cette technologie vous situez-vous ?

Nous sommes encore dans la phase amont du processus de R&D. Nous disposons d’une preuve de concept laboratoire du procédé, ce qui nous situe en termes de niveau de maturité technologique à un TRL de 3 sur une échelle de 9. Des dépôts de brevets sont en cours.

Les prochaines étapes : obtenir dans un an un prototype optimisé de notre réacteur plasma pour engager ensuite le développement d’un premier démonstrateur industriel.

Quels marchés envisagez-vous d’adresser avec cette solution ?

Le réacteur de SPARK Cleantech a des capacités réduites mais il permet de produire sur place et à la demande de l’hydrogène décarboné. C’est un avantage compétitif puisque ce mode opératoire permet d’économiser sur le transport et le stockage, qui pèsent pour plus de 60% dans le coût final de l’hydrogène marchand.

Nous visons des industriels qui consomment moins de 1 000 Nm³/h d’hydrogène (soit moins de 2 000 kg/jour) et pour qui l’hydrogène est un intrant dans leurs procédés. Il s’agit principalement de fabrication et transformation des métaux, d’industries du verre plat, d’électronique, d’agroalimentaire et de chimie fine. Actuellement, ces clients sont le plus souvent livrés en hydrogène par la route, à des prix élevés. Nous avons évalué ce marché à 15 % des volumes d’hydrogène consommés aujourd’hui dans l’industrie. 

À plus long terme, SPARK se développera sur le marché de l’hydrogène énergie, l’hydrogène étant alors utilisé comme vecteur énergétique pour les transports et la chaleur industrielle. Notre unité pourra notamment équiper les stations-service hydrogène pour produire de l’hydrogène décarboné en local à partir des réseaux existants de gaz et d’électricité… Et ainsi alimenter les véhicules de demain.

Quel était pour vous l’intérêt de candidater à cet appel à projet de GRDF ?

Notre priorité est de nous concentrer sur le développement de la technologie. Or, avec GRDF, nous allons pouvoir affiner notre vision du marché afin de pouvoir concevoir le produit le plus adapté aux usages. La filière de l’hydrogène évoluant extrêmement rapidement, il est essentiel pour notre start-up de se rapprocher des grands acteurs du secteur. Nous sommes par ailleurs à la recherche d’un partenariat technique autour de l’expertise gaz. Nous espérons pouvoir étendre en ce sens notre collaboration avec GRDF lorsque nous serons à un stade plus avancé de développement.