La découverte : un potentiel énergétique colossal

Une nouvelle étude scientifique révèle un potentiel énergétique insoupçonné : l’hydrogène naturel. Cette ressource, enfouie dans les profondeurs de la croûte continentale, pourrait alimenter la société pendant 170 000 ans et faciliter la transition vers un avenir bas carbone.

Publiée dans la revue Nature Reviews, l’étude menée par des chercheurs des universités d’Oxford, Durham et Toronto, met en lumière l’existence de vastes réserves d’hydrogène naturel. Ces réserves offrent une perspective alléchante pour une production d’énergie propre et à grande échelle.

L’hydrogène naturel : une alternative plus verte

L’hydrogène est souvent présenté comme le carburant propre de demain, ne rejetant que de l’eau lors de son utilisation. Cependant, la majeure partie de l’hydrogène produit aujourd’hui provient de combustibles fossiles, un processus qui émet d’importantes quantités de dioxyde de carbone. Cette étude propose une méthode de production beaucoup plus écologique : exploiter la Terre elle-même.

Au cours du dernier milliard d’années, les processus naturels dans la croûte continentale ont généré suffisamment d’hydrogène pour égaler le contenu énergétique de 170 000 ans de consommation mondiale actuelle de pétrole.

Les mécanismes de production de l’hydrogène naturel

L’étude identifie deux mécanismes principaux par lesquels l’hydrogène naturel est créé sous terre :

• Réactions eau-roche : L’eau interagit avec des roches riches en fer comme la péridotite. Les réactions chimiques oxydent le fer et divisent les molécules d’eau, libérant de l’hydrogène gazeux.
• Radiolyse : La désintégration radioactive d’éléments tels que l’uranium, le thorium et le potassium dans les roches de la croûte terrestre. Lorsque ces éléments se décomposent,ils émettent des radiations qui divisent les molécules d’eau à proximité,produisant de l’hydrogène.

Bien que ces deux processus puissent prendre des milliers, voire des millions d’années, notre planète fait fonctionner discrètement une usine vieille d’un milliard d’années.

Où trouver l’hydrogène naturel ?

L’étude identifie quatre types de contextes géologiques où l’hydrogène est le plus susceptible de s’accumuler en quantités commercialement viables :

• Complexes ophiolitiques de marge continentale : Des portions de croûte océanique poussées sur terre lors de collisions tectoniques.
• Terrains granitiques alcalins : Des zones riches en granites radioactifs, idéales pour la production d’hydrogène par radiolyse.
• Grandes provinces ignées : De vastes régions d’anciennes roches volcaniques riches en fer et bien adaptées aux réactions eau-roche générant de l’hydrogène.
• Ceintures de roches vertes archéennes et batholites TTG (tonalite-trondhjémite-granodiorite) : Parmi les roches les plus anciennes de la Terre, combinant les deux principaux mécanismes de production d’hydrogène.

combiner les ingrédients pour trouver de l’hydrogène accumulé dans l’un de ces contextes peut être comparé à la préparation d’un soufflé : si l’un des ingrédients,des quantités,du moment ou de la température est incorrect,vous serez déçu.

Chris Ballentine, Département des sciences de la Terre, Université d’Oxford

Selon Chris ballentine, Une recette d’exploration réussie et reproductible débloquera une source d’hydrogène à faible teneur en carbone, commercialement compétitive, qui contribuerait de manière significative à la transition énergétique – nous avons la bonne expérience pour combiner ces ingrédients et trouver cette recette.

Ces contextes géologiques se trouvent sur tous les continents, ce qui indique que l’hydrogène naturel pourrait devenir une ressource énergétique accessible à l’échelle mondiale, plutôt que d’être limité à quelques régions.

Les défis de l’exploitation

L’exploitation de ces réserves n’est pas sans obstacles.

Bien que les implications soient profondes, la majeure partie de l’hydrogène généré au cours des temps géologiques s’est probablement échappée dans l’atmosphère ou a été consommée par des microbes souterrains. Pour que l’hydrogène s’accumule en quantités extractibles, plusieurs “ingrédients” géologiques doivent s’aligner. Les accumulations d’hydrogène de haute pureté, comme celle découverte au Mali en 2018, sont rares, et souvent, cet hydrogène est mélangé à d’autres gaz, ce qui complique l’extraction.

De plus, la production naturelle d’hydrogène de la Terre n’est pas renouvelable à l’échelle humaine. Bien que les réserves soient vastes, elles sont le produit de millions d’années de processus géologiques lents.Une fois exploitées et extraites, elles sont épuisées.

Cela étant dit, bien que l’hydrogène ne jaillisse pas éternellement, l’espoir demeure.

Les avantages de l’hydrogène naturel

L’hydrogène naturel offre un avantage crucial : une très faible empreinte carbone. L’extraction à partir d’accumulations souterraines pourrait émettre aussi peu que 0,4 kg de CO₂ par kilogramme d’hydrogène, comparable ou meilleur que l’hydrogène “vert” produit à partir d’électricité renouvelable, et bien plus propre que l’hydrogène provenant de combustibles fossiles. Les premières estimations de coûts suggèrent qu’il pourrait être produit pour 0,5 à 1,0 dollar par kilogramme, ce qui le rend très compétitif.

La perspective d’exploiter les réserves d’hydrogène cachées de la terre pourrait changer la donne dans la transition énergétique mondiale. Elle offre un moyen de produire de l’énergie propre à grande échelle, soutenant les industries et les secteurs de transport difficiles à décarboner avec l’électricité seule.Si les technologies d’exploration et d’extraction peuvent être affinées,et si suffisamment de grandes accumulations sont trouvées,l’hydrogène naturel pourrait devenir une pierre angulaire d’un futur système d’énergie propre.

FAQ sur l’hydrogène naturel

Qu’est-ce que l’hydrogène naturel ?

C’est de l’hydrogène gazeux produit naturellement dans la croûte terrestre par des réactions géologiques.

Est-ce une source d’énergie renouvelable ?

Non, bien que les réserves soient vastes, la production est très lente et non renouvelable à l’échelle humaine.

Est-ce une énergie propre ?

Oui, son extraction peut avoir une très faible empreinte carbone, comparable à l’hydrogène vert.

Où trouve-t-on l’hydrogène naturel ?

Dans des contextes géologiques spécifiques comme les ophiolites, les granites alcalins, les provinces ignées et les ceintures de roches vertes.

Quels sont les défis de son exploitation ?

La rareté des gisements purs, la complexité de l’extraction et la nécessité de technologies d’exploration avancées.