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Hydrogène et réindustrialisation, analyse techno-économique

L'intégration de l'hydrogène renouvelable constitue un levier déterminant pour la décarbonation et la compétitivité des filières manufacturières à forte intensité énergétique. L'évaluation comparative des coûts actualisés et des configurations d'approvisionnement met en lumière la dépendance critique de la rentabilité aux prix de l'électricité et au dimensionnement des capacités de stockage. L'optimisation conjointe du couplage sectoriel et des infrastructures territoriales permet de sécuriser la trajectoire économique de la réindustrialisation.

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Mémoire de Licence / L3

DegreeType
Hydrogène et réindustrialisation, analyse techno-économique

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Ville, 2026

Sommaire

Introduction
Chapitre 1. Cadre théorique et fondements du couplage sectoriel par l'hydrogène
1.1. Vecteurs énergétiques et mécanismes de décarbonation industrielle
1.2. Typologie des technologies d'électrolyse et dynamique des coûts d'investissement
1.3. Modèles d'intégration de l'hydrogène dans les filières manufacturières lourdes
Chapitre 2. Méthodologie d'évaluation techno-économique et hypothèses de modélisation
2.1. Métriques de calcul du coût actualisé de l'hydrogène et du coût de la chaleur
2.2. Critères de sélection des sources électriques dédiées et raccordées au réseau
2.3. Paramètres de sensibilité aux prix de l'électricité et aux quotas d'émissions
Chapitre 3. Évaluation comparative des configurations industrielles et faisabilité économique
3.1. Arbitrages économiques entre électrification directe et substitution par l'hydrogène
3.2. Performance opérationnelle des hubs hydrogène à proximité des pôles consommateurs
3.3. Impact des profils de soutirage et du stockage sur la rentabilité des électrolyseurs
Chapitre 4. Leviers stratégiques pour la réindustrialisation et déploiement à grande échelle
4.1. Structuration des écosystèmes territoriaux et valorisation des usages prioritaires
4.2. Recommandations de politiques publiques et mécanismes de soutien tarifaire
Conclusion
Bibliographie

Introduction

Le déploiement des vecteurs décarbonés constitue le pivot des stratégies contemporaines de transformation productive et de souveraineté manufacturière. La substitution des combustibles fossiles par des molécules d'origine renouvelable répond à la nécessité d'assainir les procédés thermiques et chimiques à forte intensité d'émissions [3]. L'hydrogène propre s'impose désormais comme une solution clé pour maintenir les chaînes de valeur industrielles tout en respectant les trajectoires de neutralité climatique fixées à l'échelle internationale [2].

Cependant, la viabilité économique de cette transition se heurte à des disparités substantielles de coûts de production selon la source d'approvisionnement électrique et le taux de charge des installations [5]. Les arbitrages entre l'électrification directe des usages et le recours au vecteur hydrogène soulèvent des incertitudes majeures quant à l'allocation optimale des capitaux et à la gestion de l'intermittence énergétique dans les bassins industriels [4]. La synchronisation entre la production décentralisée et la demande locale conditionne l'émergence de filières compétitives [6].

Ce travail vise à évaluer, au moyen d'un cadre d'analyse techno-économique rigoureux, les conditions de rentabilité et d'intégration systémique de l'hydrogène au sein des pôles industriels en cours de relocalisation ou de modernisation. L'étude mobilise une démarche comparative d'indicateurs de coût actualisé et de réduction d'émissions pour identifier les configurations techniques optimales. Les résultats permettent de guider les décisions d'investissement industriel et d'éclairer la conception des dispositifs de soutien public.

3.3. Impact des profils de soutirage et du stockage sur la rentabilité des électrolyseurs

L'analyse techno-économique appliquée aux procédés manufacturiers démontre que la rentabilité des installations de production d'hydrogène vert repose sur la flexibilité opérationnelle et le choix du régime d'approvisionnement électrique. Dans le cadre théorique du couplage sectoriel intégré, le coût actualisé de l'hydrogène s'avère particulièrement sensible au prix de l'électricité, aux dépenses d'investissement de l'électrolyseur, à son facteur de charge ainsi qu'au coût des infrastructures de stockage (crossref-10-2139-ssrn-7152486). L'exploitation flexible des électrolyseurs, lorsqu'elle est combinée à un dimensionnement adéquat du stockage et encadrée par l'intensité carbone, permet d'absorber efficacement les surplus d'électricité renouvelable tout en améliorant la fiabilité d'approvisionnement des sites industriels (crossref-10-2139-ssrn-7152486). Cette dynamique structurelle se confirme lors de l'examen comparatif des modes de raccordement énergétique. L'évaluation des filières d'électrolyse alimentées par des parcs éoliens révèle une divergence économique nette selon la configuration retenue : les installations hors réseau équipées de stockage par batterie affichent un coût de l'hydrogène de l'ordre de 7 /kg,tandisquelessysteˋmesraccordeˊsaureˊseauquioptimisentleurfonctionnementselonlesprixmarginauxlocauxatteignentuncou^treˊduitde0,5/kg, tandis que les systèmes raccordés au réseau qui optimisent leur fonctionnement selon les prix marginaux locaux atteignent un coût réduit de 0,5/kg en exploitant les périodes de prix d'électricité favorables (64e43961b12388992c5d666d8423d61934fd6fe4). Par ailleurs, la substitution des matières premières industrielles procure une valeur d'atténuation environnementale supérieure au chauffage thermique à basse température (crossref-10-2139-ssrn-7152486). Par conséquent, la viabilité de la réindustrialisation exige d'adapter l'implantation des hubs aux profils tarifaires et de concentrer le vecteur hydrogène sur les applications manufacturières stratégiques.

Bibliographie

  1. Techno-economic Analysis and Life Cycle Assessment of Green Hydrogen Production: A Case Study of Sur Industrial City in Oman
    Noman Raza Sial, Malik Sajawal Akhtar, Muhammad Islam et al.
    Source Ouverte
  2. Hydrogen-Based Sector Coupling for Deep Decarbonization: Techno-Economic and Environmental Assessment of Integrated Energy Systems
    Li Wei
    Lien DOI
  3. Techno-Economic Analysis of Green Hydrogen Production for Industrial Use
    Shalini Jaiswal, Shaista Zarrin Khanam
    Lien DOI
  4. Supercritical CO2 heat pumps for industrial decarbonization: a techno-economic analysis
    Axel Riccardo Massulli, Ali Mojtahed, Alessandro Ciancio et al.
  5. Techno-Economic Analysis of Sustainable Hydrogen Production from Offshore Wind Farms: Two Italian Study Cases
    F. Lanni, L. Serri, G. Manzini et al.
  6. Techno-Economic Assessment of Wind-Powered Green Hydrogen Production for US Industrial Decarbonization
    Bibish Chaulagain, Sanjeev Khanna

Bibliographie

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