Les énergies renouvelables : L'hydrogène naturel pourrait être le moteur de la transition énergétique
On a longtemps pensé que l'hydrogène ne pouvait pas être extrait des profondeurs comme le gaz naturel. Mais il semble aujourd'hui que ce ne soit pas le cas. Il se pourrait même que ce gaz soit renouvelable.
L'hydrogène, grand espoir de la transition énergétique neutre pour le climat, présente un inconvénient majeur : il doit d'abord être produit. Soit directement à partir de gaz naturel fossile, soit à l'aide d'électricité produite à partir d'eau. Pour une économie de l'hydrogène, il faut donc d'abord d'énormes quantités d'électricité climatiquement neutre, ce qui n'est pas encore le cas. Il existe toutefois une autre possibilité d'obtenir le gaz comme source d'énergie. L'hydrogène est également présent sous terre - et il est probable que le gaz soit produit en permanence.
Les gisements souterrains d'hydrogène sont connus depuis le 19e siècle ; les entreprises de forage découvrent également régulièrement ce gaz. Mais comme les forages concernaient surtout le pétrole et le gaz naturel, l'hydrogène souterrain n'était jusqu'à présent guère plus qu'une curiosité. Cela s'explique notamment par le fait que l'origine de l'hydrogène et la raison pour laquelle il s'accumule sous terre restent mystérieuses. En fait, les molécules de ce gaz sont trop petites pour rester piégées sous terre. Le plus léger de tous les éléments se déplace à travers les pores et les fissures qui sont infranchissables pour les molécules plus grandes. De plus, l'hydrogène est relativement réactif et se combine facilement avec d'autres substances, en particulier avec l'oxygène. L'existence de gisements importants et économiquement viables a donc longtemps été considérée comme improbable
Mais cette hypothèse pourrait bien être erronée. En juillet , le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) français a fait état d'importants gisements d'hydrogène sous le bassin lorrain, près de la frontière allemande. Et déjà auparavant, des études sur des émanations naturelles de gaz et des forages aux Etats-Unis, en Russie et en Afrique de l'Ouest indiquaient que des quantités insoupçonnées de ce gaz étaient produites et stockées ailleurs en profondeur. Au Mali, la société pétrolière et gazière locale Petroma a même extrait de l'hydrogène d'un puits découvert par hasard pendant cinq ans à partir de 2011. Mais la nature de ces gisements n'était pas claire.
L'hydrogène profond, une ressource renouvelable
En 2017 et 2018 des spécialistes ont étudié de plus près l'origine des gisements d'hydrogène du Mali. Selon eux, l'hydrogène n'est pas piégé à long terme dans les roches, mais pourrait se former en permanence dans les couches profondes de la croûte terrestre. Si cela s'avère exact, l'hydrogène se distingue fondamentalement des autres matières premières fossiles qui se forment sur des millions d'années et s'accumulent dans des gisements. Les sources d'hydrogène seraient alors les zones de la croûte terrestre où le gaz remonte des profondeurs, s'accumule dans les couches moins perméables et s'accumule dans les sédiments. Si l'on forait une telle source, elle produirait de l'énergie renouvelable en permanence.
Mais la question cruciale est de savoir s'il y a suffisamment de réserves pour que cela en vaille la peine. Cela dépend de la manière et de l'endroit où l'hydrogène est produit dans la croûte terrestre. On sait depuis longtemps que les minéraux olivine et pyroxène réagissent avec l'eau pour produire de l'hydrogène. Ce processus se produit également dans les restes d'anciens fonds marins que l'on trouve à de nombreux endroits sur les continents. Dans les gisements de charbon, le gaz est quasiment un sous-produit, et certaines autres roches semblent également produire de l'hydrogène. Les roches radioactives, par exemple, peuvent décomposer directement l'eau.
Les articles respectifs de ces processus et la quantité totale de gaz produite sont encore inconnus. Mais ces dernières années, les spécialistes n'ont cessé de réviser à la hausse leurs estimations de la quantité totale d'hydrogène produite. De même, le puits exploité au Mali depuis 2011 laisse penser qu'au moins dans certaines zones du continent, il y a suffisamment d'apports en provenance des profondeurs pour rendre la ressource économiquement intéressante. Et même si le gaz ne sort sans doute pas assez vite de la terre pour servir de ressource réellement renouvelable pour la transition énergétique, le gaz disponible pourrait bien suffire à faire décoller l'économie mondiale de l'hydrogène sans impact sur le climat, jusqu'à ce que suffisamment d'électricité verte soit finalement disponible.
Spektrum der Wissenschaft
Nous sommes partenaires de Spectre des Sciences et souhaitons vous rendre les informations fondées plus accessibles. Suivez Spectre des Sciences si vous aimez ses articles.
[[small:]]
Photo de couverture : Shutterstock
Des experts de la science et de la recherche rendent compte des dernières découvertes dans leur domaine – de manière compétente, authentique et compréhensible.