L’hydrogène liquide est la forme la plus dense de stockage de dihydrogène, 1,5 fois moins volumineuse que son compétiteur, l’hydrogène gazeux à 700 bars. S’il n’est utilisé que pour la conquête spatiale, il pourrait trouver des applications dans la mobilité lourde.


Les caractéristiques de l’atome d’hydrogène le rendent particulièrement difficiles à stocker:

  • il est très petit (c’est le plus petit atome …)
  • il occupe un volume énorme à l’état naturel : 1kg de dihydrogène occupe 11 000 litres !

Pour le transporter, il y a deux options : le compresser ou le liquéfier. Il y a aussi des méthodes de stockage dans le métal, mais il ne me semble pas qu’elles soient mises en pratique.

L’hydrogène devient liquide à 20,28 degrés kelvins (= −252,87 °C) à pression atmosphérique. Sa masse volumique passe de 0,089 88 g/l à 70,973 g/l.

Découverte de l’hydrogène liquide

C’est en 1899 que James Dewar fut le premier à liquéfier le dihydrogène. Il avait combiné un refroidissement mécanique avec une détente adiabatique.

Le français Georges Claude améliora le processus en développant le “cycle de Claude”:

  • Refroidissement à 80 degrés kelvin avec de l’azote liquide.
  • Compression et détentes successives pour refroidir le gaz.
  • Détente isenthalpique de Joule-Thomson pour liquéfier l’hydrogène à 20 K.

Il y a un autre procédé, le cycle de Brayton, qui utilise de l’hélium liquide combiné à de l’argon ou du néon.

L’hydrogène liquide et la conquête spatiale

L’hydrogène liquide a surtout été utilisé dans la conquête spatiale, pour la “propulsion cryotechnique”, où il est combiné à de l’oxygène liquide. On note cemélange “LOX/LH2”. Il a été testé sur le moteur RL-10 en 1959 et utilisé avec succès en 1963, avec une fusée Atlas Centaur.

Le LH2 sera massivement utilisé avec le programme Appolo. C’est bien grâce (entre autre) à l’hydrogène liquide que l’humain a marché sur la Lune.

De l’hydrogène liquide dans les voitures ?

On pourrait se dire que la densité plus importante du carburant permettrait aux véhicules à hydrogène d’être plus autonomes avec de l’H2 liquide, plutôt qu’avec du H2 compressé à 700 bars (masse volumique de 42 g/l).

Néanmoins, les contraintes sont très différentes et l’isolation du réservoir à hydrogène liquide semble trop difficile pour cette application. Même si en 2005, Air Liquide avait conçu un réservoir à dihydrogène liquide adapté aux voitures, les constructeurs, actuellement, préfèrent le dihydrogène gazeux.

Des innovations en vue

« L’objectif est de diviser par deux les coûts de liquéfaction car les technologies de liquéfaction actuelles ne sont pas optimisées ».

Soizic le Goff, vice-Présidente de l’activité Hydrogène Rail & Ports chez ENGIE.

Des projets tentent de rendre l’H2 liquide plus viable, comme HySiLabs, qui a notamment remporté un prix EDF en 2018.

Plus largement, l’H2 liquide est envisagé pour les véhicules lourds. Par exemple, Linde (producteur d’hydrogène) va travailler avec Daimler (constructeur automobile) pour concevoir le GenH2 Truck, un camion à hydrogène avec une autonomie de 1000 km !


Selon Afhypac, l’hydrogène liquide serait une piste intéressante pour le reste de la mobilité lourde : le train, les bâteaux et l’avion.

Cet article appartient à notre dossier “Hydrogène : l’énergie de l’avenir ?

Sur l’hydrogène liquide, vous pouvez également consulter les articles de :

  • Wikipedia
  • Afhypac (leur article est vraiment génial, avec plein de détails intéressants)