Wärtsilä réussit un test grandeur nature : un moteur à hydrogène pur injecte de l’électricité sur le réseau national

Comment fonctionne le moteur Wärtsilä 31H2

Le 31H2 n’a rien d’un prototype de laboratoire. Il s’agit d’un moteur à pistons industriel quatre temps, de vitesse moyenne, construit sur la plateforme Wärtsilä 31 — une architecture dont la version diesel a autrefois détenu un record du monde Guinness pour son rendement énergétique .

À l’échelle d’une voiture, ce moteur est un véritable monstre : environ 4,5 mètres de haut et près de 9 mètres de long. Dans sa configuration classique, il développe une puissance avoisinant les 13 000 chevaux (environ 9,8 MW), même si la puissance exacte varie selon le combustible utilisé .

La clé pour faire brûler de l’hydrogène pur dans un moteur à pistons réside dans le système de contrôle de la combustion. L’hydrogène brûle très vite et requiert très peu d’énergie pour s’enflammer, ce qui augmente le risque de cliquetis (auto-allumage) et de retour de flamme. Le 31H2 maîtrise ces risques grâce à un système de régulation qui ajuste des dizaines de paramètres en temps réel pour stabiliser la combustion, quelle que soit la proportion d’hydrogène dans le mélange .

Une stratégie à deux moteurs

Wärtsilä a choisi une approche en deux temps pour accompagner la transition vers l’hydrogène. Les deux moteurs reposent sur la même plateforme V31, mais répondent à des besoins différents :

• Wärtsilä 31SG-H2 (prêt pour l’hydrogène) : Ce modèle est l’évolution directe des moteurs à gaz naturel de la marque. Il fonctionne au gaz naturel ou avec un mélange pouvant contenir jusqu’à 25 % d’hydrogène en volume, sans aucune modification matérielle — seuls les réglages du système de contrôle sont adaptés. Il peut être converti sur site pour fonctionner à 100 % à l’hydrogène le jour où un client dispose d’un approvisionnement fiable .
• Wärtsilä 31H2 (moteur à hydrogène pur) : Il est conçu dès l’origine pour une flexibilité totale, capable de passer de 0 % à 100 % de gaz naturel dans l’hydrogène. Le test de Bermeo a validé ce moteur fonctionnant entièrement à l’hydrogène pur .

Voici les principales performances de cette motorisation, selon la documentation technique et les déclarations publiques de Wärtsilä :

• Puissance au gaz naturel : environ 12 MW. Un porte-parole de l’entreprise a confirmé que le moteur V31 de milieu de gamme délivre 12 MW au gaz .
• Puissance à l’hydrogène pur : inférieure à celle obtenue au gaz naturel. Wärtsilä avait déjà démontré un fonctionnement stable à l’hydrogène pur à environ 70 % de la charge typique d’un moteur marin. Selon ce même porte-parole, la puissance est « déclassée » par rapport au gaz naturel, sans que la réduction exacte pour le test sur le réseau n’ait été précisée .
• Performances en mélange : Avec un mélange à 25 % d’hydrogène, le moteur a atteint 95 % de charge lors de tests commerciaux antérieurs. Avec un mélange à 17 %, il a même pu atteindre 100 % de charge .
• Temps de montée en puissance : Le moteur peut passer de zéro à pleine charge en seulement deux minutes. Cet atout le distingue nettement des centrales thermiques classiques et le rend précieux pour compenser l’intermittence des énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien .
• Synchronisation réseau : Il faut compter 30 secondes entre l’ordre de démarrage et la synchronisation complète avec le réseau .

Le rôle de l’électrolyseur d’Air Liquide

L’hydrogène utilisé lors du test de Bermeo n’était pas de l’hydrogène « gris » fabriqué à partir de gaz naturel. C’est Air Liquide qui a fourni de l’hydrogène vert, produit par électrolyse de l’eau. Ce procédé n’émet aucun CO₂ dès lors que l’électricité utilisée est d’origine renouvelable. Le groupe français possède une solide expérience en la matière — son installation HyBalance, située au Danemark, est l’une des premières usines de production d’hydrogène par électrolyse PEM à l’échelle industrielle .

L’hydrogène livré pour la démonstration de Bermeo était conforme à la directive européenne sur les énergies renouvelables (RED), ce qui garantit qu’il répond à des critères de durabilité stricts. Air Liquide est par ailleurs en train de changer d’échelle : le groupe construit actuellement aux Pays-Bas l’électrolyseur ELYgator, d’une capacité de 200 MW, conçu pour produire jusqu’à 23 000 tonnes d’hydrogène renouvelable et bas carbone chaque année .

Un test devant les clients : la dernière ligne droite avant les commandes

L’essai de Bermeo, qui s’est déroulé en juin 2026 en présence de clients, dépasse largement le cadre d’une simple expérience de laboratoire. Dans son communiqué officiel, Wärtsilä parle du « début de la phase de validation » du moteur. L’entreprise fait fonctionner le moteur sur le réseau espagnol pour prouver aux producteurs d’électricité et aux industriels que cette technologie est capable de fournir une puissance ferme, flexible et zéro carbone dans des conditions réelles d’exploitation .

Cette validation constitue le dernier jalon avant les premiers contrats. Wärtsilä prévoit une montée en puissance des livraisons commerciales à partir de 2027 . La cible de l’entreprise, ce sont les centrales électriques de plusieurs centaines de mégawatts, constituées de nombreux modules moteurs, un peu comme on bâtit aujourd’hui les installations énergétiques des centres de données ou des sites industriels isolés .

Six ans de développement : de 2020 à 2026

Wärtsilä n’est pas passée du gaz naturel à l’hydrogène pur du jour au lendemain. Cette réussite est l’aboutissement d’un programme d’essais rigoureux qui a duré plusieurs années :

• 2020 : Wärtsilä et l’américain WEC Energy Group réalisent le tout premier test mondial avec un mélange à 25 % d’hydrogène en volume sur un moteur 50SG non modifié. Le moteur a tourné trois jours durant, connecté au réseau dans le Michigan, et a atteint 95 % de charge avec ce mélange .
• 2022 : Les essais de mélange se poursuivent dans les laboratoires de Vaasa (Finlande) et de Bermeo (Espagne), tandis qu’une démonstration commerciale grandeur nature est menée sur la centrale de WEC Energy Group .
• 2023 : Un test mené avec l’EPRI et WEC Energy Group sur un moteur de 20 MW montre qu’un mélange à 25 % d’hydrogène offre une efficacité meilleure que prévu et des émissions d’oxydes d’azote (NOx) plus faibles qu’anticipé, le tout sans toucher à la mécanique du moteur .
• 2024 : L’entreprise dévoile le concept de la première grande centrale électrique « prête pour l’hydrogène » à 100 %. Cette conception reçoit la certification H2-Readiness de Phase 1 délivrée par TÜV SÜD, l’organisme allemand de référence .
• 2025 : Wärtsilä lance officiellement les deux variantes de moteurs, le 31SG-H2 et le 31H2. Cette année-là, le groupe parvient également à maintenir un fonctionnement stable à l’hydrogène pur à environ 70 % de la charge nominale d’un moteur marin .
• Juin 2026 : Le test de Bermeo — la première fois qu’un moteur de cette échelle fonctionne au tout hydrogène en alimentant un réseau électrique national .

Le nerf de la guerre : pourquoi le prix de 6,29 €/kg change la donne

Les articles relatant le test de Bermeo mentionnent un prix de 6,29 euros par kilogramme pour l’hydrogène vert en Espagne. Ce chiffre est cohérent avec les estimations européennes, qui oscillent généralement entre 5 et 8 €/kg selon le prix de l’électricité renouvelable et le nombre d’heures de fonctionnement de l’électrolyseur .

À ce tarif, produire de l’électricité à partir d’hydrogène pur coûte nettement plus cher que brûler du gaz naturel. La proposition de valeur du moteur ne repose donc pas sur un avantage économique direct, mais sur sa capacité à fournir une électricité pilotable, décarbonée, et capable de réagir en deux minutes — un trio que ni une turbine à gaz classique, ni une batterie ne peuvent offrir seules. Pour les industries soumises à des mandats de décarbonation ou dépendantes de réseaux électriques peu fiables, ce calcul change radicalement la perspective.

Où ces moteurs seront-ils utilisés ?

Wärtsilä destine sa plateforme 31H2 aux secteurs qui ont justement besoin de cette combinaison entre zéro émission carbone et fiabilité absolue :

• Centres de données : Ces infrastructures exigent une alimentation de secours et de base extrêmement fiable. Un moteur à hydrogène capable de monter en charge en deux minutes peut répondre instantanément aux fluctuations du réseau tout en respectant les objectifs de neutralité carbone des géants du numérique .
• Secteur minier : Les sites d’extraction isolés fonctionnent souvent au diesel. Un moteur à hydrogène pur, alimenté par de l’hydrogène vert produit sur place à partir d’énergies renouvelables, offre une voie vers une alimentation de base décarbonée, sans dépendre d’une ligne électrique sur des centaines de kilomètres.
• Cimenteries et industrie lourde : Ces secteurs ont des émissions de procédé extrêmement difficiles à supprimer. Un moteur à hydrogène flexible peut fournir à la fois l’électricité et la chaleur à haute température dont certains processus industriels ont besoin.
• Industrie textile : Dans les régions qui développent une infrastructure d’hydrogène renouvelable, le moteur représente une solution de décarbonation pour les importantes consommations électriques et thermiques des usines textiles.

Le moteur 31H2 de Wärtsilä est la pièce d’un pari plus vaste : que l’hydrogène vert devienne le chaînon manquant entre les énergies renouvelables, par nature intermittentes, et les industries qui ont besoin d’électricité 24 heures sur 24, quelles que soient la météo et l’heure de la journée.