L’hydrogène blanc appelé aussi hydrogène naturel ou hydrogène géologique est un rêve éveillé. Car si la création d’une économie de l’hydrogène se heurte à bien plus d’obstacles économiques, techniques et financiers qu’imaginé il y a encore quelques années, elle n’en demeure pas moins indispensable. De l’hydrogène bas carbone est tout simplement le seul combustible connu aujourd’hui capable directement ou après transformation en carburants synthétiques de remplacer les énergies fossiles dans de très nombreuses activités dans l’industrie (sidérurgie, cimenterie, chimie, engrais…) et les transports sur longue distance (aérien, maritime et même terrestre).
Mais si au lieu de fabriquer cet hydrogène bas carbone par électrolyse avec de l’électricité elle-même décarbonée, on va le puiser dans le sous-sol, cela change tout. L’hydrogène n’est plus un vecteur d’énergie, qu’il faut produire comme l’électricité, mais une source d’énergie. On comprend mieux l’intérêt que suscite dans le monde l’hydrogène naturel depuis la découverte fortuite en 2023, en Moselle au fond d’une vieille mine de charbon (voir la photographie ci-dessus), d’un gisement estimé à 46 millions de tonnes par des scientifiques de l’Université de Lorraine et du CNRS. Pour donner un ordre d’idée, cela correspond environ à la moitié de la consommation mondiale annuelle d’hydrogène. Et il s’agit juste d’un petit aperçu de ce que pourrait être le potentiel se trouvant sous nos pieds.
Décrypter les mécanismes qui permettent de produire de l’hydrogène dans le sous-sol
Selon une étude réalisée l’an dernier par le très sérieux United States Geological Survey (Institut d’études géologiques américain), il n’y aurait pas moins de 5.600 milliards de tonnes d’hydrogène dans le sous-sol, 26 fois la quantité de pétrole connue… Et d’après des chercheurs d’Oxford Earth Sciences, la croute terrestre a généré assez d’hydrogène pour couvrir au moins 170.000 ans de la consommation humaine actuelle de pétrole… Ces chercheurs ont contribué à une étude publiée récemment par la revue scientifique Nature Reviews earth & environment rédigée avec d’autres scientifiques des universités de Durham et Toronto. Ils ont en quelque sorte décrypté le mécanisme qui permet la production dans le sous-sol d’hydrogène et fournit ainsi les clés pour essayer de trouver des gisements un peu partout sur terre.
Ils ont identifié deux mécanismes permettant la production d’hydrogène naturel. Le premier repose sur la réaction entre certaines roches riches en fer et de l’eau infiltrée dans la croûte terrestre qui est décomposée entre hydrogène et oxygène (H20). Le second est lié à un processus de radiolyse qui fait que l’eau est décomposée par des éléments radioactifs présents dans certaines roches, comme l’uranium, le thorium ou le potassium. Ces processus se déroulent sur des échelles de temps allant de quelques milliers à plusieurs centaines de millions d’années.
Dans des poches souterraines similaires à celles des hydrocarbures
Voilà pourquoi on a trouvé des traces de gisements d’hydrogène au Mali, en France, en Albanie, au Canada ou en Australie. On va donc pouvoir savoir quelles sont les configurations géologiques susceptibles d’abriter de l’hydrogène. L’environnement propice nécessite une roche source riche en fer, la présence d’eau, un chemin de migration vers un piège géologique, et l’absence d’organismes microscopiques qui pourraient consommer le gaz. La professeure Barbara Sherwood Lollar, de l’université de Toronto, insiste sur ce dernier élément. Éviter les environnements biologiquement actifs est une condition essentielle pour préserver le gaz sur le long terme.
Une fois ces conditions réunies, l’hydrogène peut s’accumuler dans des poches souterraines similaires à celles des hydrocarbures. Mais de là à en faire des gisements exploitables, il y a encore un grand pas à franchir. Il faut que les quantités produites soient suffisantes et que le gaz ait été piégé et préservé dans des conditions favorables à une exploitation.
Bill Gates et Jeff Bezos y croient aussi
Mais les auteurs de l’étude sont tellement convaincus qu’il existe sous nos pieds de très grandes quantités d’hydrogène naturel qui ne demandent qu’à être exploitées qu’ils ont fondé la société Snowfox Discovery pour lancer l’exploration de gisements. Pour le professeur Chris Ballentine d’Oxford, l’auteur principal de l’étude : « combiner les ingrédients pour trouver de l’hydrogène peut être comparé à la cuisson d’un soufflé – si l’un des ingrédients, des quantités, du timing ou de la température est mal choisi, vous serez déçu… Mais nous avons l’expérience nécessaire pour combiner ces ingrédients et trouver cette recette ».
Et les universitaires ne sont pas les seuls à y croire. Aux Etats-Unis, des milliardaires comme Bill Gates (Microsoft) et Jeff Bezos (Amazon) parient aujourd’hui résolument sur cette source d’énergie « miraculeuse ». Et trois grands groupes japonais, Toyota, Mitsubishi et ENEOS Xplora (une compagnie pétrolière), viennent d’investir dans la société australienne Gold Hydrogen qui cherche activement des gisements d’hydrogène dans le sud de l’Australie.
