Hydrogène nucléaire : la promesse au défi des coûts

Et si une centrale nucléaire ne servait pas qu’à produire de l’électricité ? Dans l’État de New York, la centrale de Nine Mile Point fabrique depuis 2023 un autre carburant : de l’hydrogène. Pas une goutte de CO₂, juste de l’eau décomposée par un courant venu du réacteur. L’idée séduit les ingénieurs et les gouvernements, qui y voient un moyen de décarboner l’industrie lourde et les transports. Mais entre la démonstration prometteuse et la révolution annoncée, la réalité économique de 2025-2026 impose sa froide arithmétique.

L’hydrogène, ce carburant à décarboner

Pour comprendre l’enjeu, il faut savoir d’où vient l’hydrogène aujourd’hui. L’essentiel est produit à partir de gaz naturel, dans un procédé qui rejette d’énormes quantités de CO₂ — c’est l’hydrogène « gris ». Or l’hydrogène est indispensable à l’industrie : raffinage, production d’ammoniac, futurs carburants de synthèse. Le décarboner, c’est s’attaquer à un pan entier des émissions mondiales.

Deux voies « propres » s’offrent alors. L’hydrogène « vert », produit par électrolyse alimentée en renouvelables. Et l’hydrogène « rose », alimenté par le nucléaire. L’atout de ce dernier ? La régularité. Une centrale nucléaire tourne en continu, garantissant aux électrolyseurs — installations coûteuses — un fonctionnement ininterrompu, là où le solaire et l’éolien imposent leurs intermittences. Or un électrolyseur qui ne fonctionne qu’au gré du vent ou du soleil ne tourne qu’une fraction du temps, ce qui renchérit mécaniquement chaque kilo produit. En lui offrant un courant constant, le nucléaire maximise ce taux d’utilisation et amortit plus vite l’équipement. Cette complémentarité prolonge la logique de l’intégration du nucléaire aux renouvelables, où l’atome joue le rôle de socle stable du système.

Nine Mile Point, la preuve par l’exemple

La théorie a déjà sa vitrine. À Nine Mile Point, près d’Oswego, l’exploitant Constellation a inauguré la première installation américaine de production d’hydrogène propre adossée à une centrale nucléaire commerciale¹. Le système, un électrolyseur à membrane échangeuse de protons logé dans un conteneur, consomme 1,25 mégawatt d’énergie décarbonée pour produire 560 kilogrammes d’hydrogène par jour². Cet hydrogène alimente d’abord les besoins propres de la centrale.

Le projet n’est pas isolé : il s’inscrit dans un programme de 14,5 millions de dollars cofinancé par le département de l’Énergie américain, et constitue l’un des quatre démonstrateurs lancés sur des centrales nucléaires du pays². L’objectif est explicite : prouver que le nucléaire peut abaisser le coût et changer d’échelle dans la production d’hydrogène propre². La technologie retenue ici, l’électrolyse à basse température par membrane échangeuse de protons, a l’avantage d’être mature et de s’appuyer sur les systèmes de stockage déjà présents sur le site¹. La démonstration fonctionne techniquement. Reste à savoir si elle tient économiquement.

L’arme secrète : la chaleur du réacteur

C’est là que le nucléaire possède un atout que les renouvelables n’ont pas : la chaleur. L’électrolyse classique, dite à basse température, dévore de l’électricité. Mais en utilisant la chaleur du réacteur pour porter l’eau à l’état de vapeur, on réduit la quantité d’électricité nécessaire. C’est l’électrolyse à haute température (HTSE), l’une des rares options capables de contribuer significativement à la lutte climatique à grande échelle lorsqu’elle est couplée à un réacteur nucléaire³.

Les chiffres confirment le potentiel. Selon les analyses techniques, un réacteur à haute température associé à l’électrolyse vapeur pourrait produire de l’hydrogène autour de 3,51 dollars le kilo³. Et l’OCDE-AEN va plus loin : le nucléaire est une source compétitive pour produire de l’hydrogène bas-carbone à grande échelle, et des réacteurs amortis exploités sur la durée pourraient débloquer les coûts les plus bas, sous 2 dollars le kilo⁴. Cette piste intéresse particulièrement les réacteurs avancés et les petits modules, mais aussi des concepts plus lointains comme la fusion nucléaire, qui offriraient une chaleur abondante.

La douche froide du marché

Voilà pour les promesses. La réalité de 2025-2026 est plus rude. Aujourd’hui, l’hydrogène rose coûte cher : entre 6,17 et 8,29 dollars le kilo selon les configurations de petits réacteurs couplés à un électrolyseur, loin de l’hydrogène fossile⁵. Surtout, c’est tout le marché de l’hydrogène propre qui marque le pas. Dans sa revue mondiale 2025, l’AIEA a, pour la première fois, revu ses projections à la baisse : la production bas-carbone envisageable d’ici 2030 sur la base des projets annoncés est tombée à 37 millions de tonnes par an, contre 49 un an plus tôt⁶. Les projets d’électrolyse représentent plus de 80 % de cette chute⁶.

Plus sévère encore : seuls 10 millions de tonnes sont quasi certains ou ont un fort potentiel d’être opérationnels d’ici 2030, le reste relevant de projets incertains, souvent dans des marchés émergents freinés par le manque de financements et de débouchés clairs⁶. La capacité mondiale d’électrolyse n’atteindrait que 5 gigawatts fin 2025, la Chine concentrant 65 % du parc installé et près de 60 % des capacités de fabrication d’électrolyseurs⁶. Les fabricants hors de Chine, eux, subissent une chute de leurs revenus et des pertes croissantes⁶. L’hydrogène, propre ou non, peine à trouver son modèle économique — et le nucléaire ne fait pas exception.

Pourtant, le nucléaire dispose d’un argument que le marché finira peut-être par valoriser : la flexibilité. Selon l’OCDE-AEN, la demande d’hydrogène est par nature modulable — les électrolyseurs peuvent absorber les surplus d’électricité aux heures creuses, puis s’effacer aux heures de pointe⁴. Couplé à une centrale, ce mécanisme transforme l’hydrogène en débouché pour une production qui, sinon, serait bradée à prix négatif. L’Agence chiffre même le gain : ajouter de la capacité nucléaire à un système orienté hydrogène réduit son coût global de 7 à 11 %⁴. Sécuriser le combustible des réacteurs, enjeu des chaînes d’approvisionnement en uranium, reste par ailleurs une condition de toute production à grande échelle.

Une promesse à l’épreuve du réel

L’hydrogène nucléaire illustre une tension récurrente de la transition énergétique : ce qui est techniquement possible n’est pas toujours immédiatement rentable. Nine Mile Point prouve que l’atome sait produire de l’hydrogène ; l’électrolyse à haute température montre la voie d’un coût compétitif ; mais le marché, lui, doute encore et reporte ses projets. L’écart entre la démonstration et le déploiement de masse reste considérable.

Le signal à surveiller : la trajectoire des coûts de l’électrolyse à haute température sur les réacteurs avancés. Si elle confirme la barre des 2 à 3 dollars le kilo annoncée par l’OCDE-AEN, le nucléaire pourrait devenir un pilier discret mais essentiel de l’industrie décarbonée — au même titre que sa contribution à un parc adapté aux contraintes climatiques. Sinon, l’hydrogène rose rejoindra la longue liste des promesses énergétiques que la technologie tient, mais que l’économie diffère. La même équation, du reste, vaut pour les usages les plus exigeants de l’atome, jusqu’à l’exploration spatiale.