Veille technologique

pour les professionnels de l’industrie
S’abonner

S’inscrire à l’hebdo de la techno :

Rechercher sur Industrie & Technologies

Facebook Twitter Google + Linkedin Email
×

partager sur les réseaux sociaux

L’hydrogène naturel : future source d'énergie ?

| | | |

Par publié le à 09h50

L’hydrogène naturel : future source d'énergie ?

Flammes permanentes du site de Chimaera en Turquie, dues à la combustion d'un mélange de méthane et d'hydrogène naturel.

Des chercheurs français avancent des preuves d'émissions en quantité importantes d’hydrogène naturel sur les continents de la planète. Une énergie renouvelable et non polluante, mais dont la question de la génération en quantité importante dans nos sous-sols est controversée. L’un des chercheurs, Alain Prinzhofer, qui a passé 20 ans à l’Institut français du pétrole et des énergies nouvelles (IFPEN), nous explique ce qu’il a vu et pourquoi cela vaut le coup de se pencher sur cette source potentielle d’énergie renouvelable. Avec Eric Deville, géologue à l’IFPEN, il a signé l’ouvrage L’hydrogène naturel, la prochaine révolution énergétique ? paru en mai 2015.

L’hydrogène naturel désigne l’hydrogène, existant sur terre à l’état naturel, sous la forme de la molécule de dihydrogène (H2). Depuis les années 1970, des émanations d'hydrogène naturel ont d’abord été trouvées dans les océans , notamment par l'Ifremer. Bien sûr un hydrogène de cette sorte, récupérable en grande quantité, serait une ressource de grand intérêt. Il permettrait de passer outre les deux procédés industriels de production d’hydrogène utilisés aujourd’hui, le vaporeformage et l’électrolyse de l’eau. Mais avec des flux modestes et situées à plus de 4 000 mètres de profondeur, ces sources océaniques sont parfaitement inutiles de point de vue industriel. Et malgré ces découvertes dans les océans, qui prouvent que l'hydrogène circule librement dans le sous-sol, les scientifiques n'ont pas imaginés que de telles émanations pouvaient aussi avoir lieu sur les continents.  « C’est même un crédo scientifique, cela fait partie des choses admises à l’école, explique Alain Prinzhofer, docteur d’État en géologie-géochimie, et chercheur à l’Institut français du pétrole et des énergies nouvelles (IFPEN) pendant 20 ans. Le gaz hydrogène ne peut pas se former dans le sous-sol ». Avec Eric Deville, les deux chercheurs, quoique sceptiques, travaillent pourtant à l’IFPEN sur ce sujet controversé : la Terre pourrait-elle être une source importante d’hydrogène ?

40 000 m3 de dihydrogène s'échappent du site chaque jour

« Lorsqu’en 2010, des chercheurs russes sont venu nous affirmer qu’il y avait de l’hydrogène naturel qui sortait du sol en Russie, avec un flux conséquent, raconte Alain Prinzhofer. Nous étions d’abord suspicieux, mais ils nous ont alors invités à venir voir par nous-mêmes. Les faits étaient irréfutables. Nous pouvions calculer qu’il sortait sur ce site quelques 40 000 m3 par jour de dihydrogène ! » La découverte fait basculer l’avis des deux chercheurs, au point qu’ils cosigneront en 2015 un ouvrage dédié à cette découverte L’hydrogène naturel, la prochaine révolution énergétique ? Depuis 2010, les acteurs industriels et académiques commencent timidement à s’emparer de la question. En 2013, l'IFPEN sort un communiqué de presse provoquant un mini déferlement médiatique dans le monde scientifique. Pour promouvoir sa découverte, Alain Prinzhofer, a quant à lui intégré comme directeur scientifique la jeune entreprise brésilienne de consulting GEO4U, qui fait du service et de la recherche pour l’exploration de l’hydrogène naturel.

Des gisements d’hydrogène présents partout dans le monde.

« Il ne faut pas pour autant croire que l’on puisse sentir cet hydrogène sortant du sol, précise le chercheur, ou qu’il ait des conséquences sur une flamme allumée à proximité.  Ces flux sont extrêmement diffus et nécessitent des instruments pour être détectés. Ils ne sont pas non plus récupérables tels quels industriellement ». En revanche, ces "fuites" d’hydrogène seraient détectables dans toutes les régions du monde. Y compris en France, en Normandie par exemple, précise Alain Prinzhofer. Les lieux où l’on assiste à ces émanations d'hydrogène se présentent notamment sous la forme de légères dépressions circulaires ou elliptiques de 1 kilomètre de diamètre. « Des sortes de cratères atténués, difficilement visibles, sur l’ensemble desquels l'hydrogène s’échappe. Mais en France, détaille Alain Prinzhofer, la surface est tellement remodelée par l’homme qu’on ne peut pas voir ces cratères. »

 

 

 

 

 

 

A gauche, dépressions elliptiques, les Carolina Bays, en Caroline du Nord. Leur taille varie de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres. Leur origine est indéterminée. Il émane de certaines d'entre-elles des quantités notables d'hydrogène (image obtenue par Lidar). A droite, zone où les géologues russes ont découvert les émanations d'hydrogène.On observe de nombreuses structures circulaires sur l'image.

Les techniques de production seraient analogues à celles de l’oil and gaz

Mais d’où viendrait donc cet hydrogène ? « On a produit du pétrole pendant plusieurs dizaines de milliers d’années sans rien comprendre à sa formation », explique Alain Prinzhofer. Plusieurs interprétations coexistent. La plus crédible est l’hypothèse selon laquelle l’eau subit une réduction chimique. Le meilleur réducteur présent dans le sous-sol est le fer. L’oxydation de la forme Fe2+ en Fe3+ permettrait la réduction de H20 en  H2. La génération de cet hydrogène pourrait avoir lieu ansi en de nombreux sites à quelques dizaines de kilomètres de profondeur. Produit ainsi en continu, cet hydrogène devient potentiellement une ressource renouvelable, un flux, un non un stockage fossile, comme le pétrole ou le méthane !

Au contraire de ces deux ressources, l'hydrogène ne peut pas rester dans le sol sur des temps géologiques aussi longs car il est trop volatil et réactif. Mais ils pourrait tout de même transiter par des poches pendant quelques centaines d’années, à des profondeurs très variables. L’exploitation du dihydrogène emprisonné temorairement dans ces poches n’est alors pas à priori difficile. Des techniques analogues à celle utilisées pour l’exploitation et la production du pétrole, du gaz ou des mines peuvent être utilisées.  Pour localiser les poches d’hydrogène en profondeur, la géophysique, la sismologie, la gravimétrie ou encore le magnétisme peuvent être sollicités. Cette dernière technique serait particulièrement pertinente s’il s’avère que c’est la transformation du fer qui est à l’origine de cet hydrogène. En  outre, si l'hydrogène est associé à de l'eau dans un aquifère , il pourrait être possible de coupler la production d’hydrogène avec de la géothermie.

Les industriels intéressés mais très prudents

Il existe même un endroit au monde ou la production d'hydrogène naturel a commencé. Au Mali, un forage de 200 mètres de profondeur permet de produire du dihydrogène pur à 98 % depuis 2011. Et l’homme à l’origine de ce forage, Aliou Dialo Boubacar, compte en mettre en production 18 autres l’année prochaine. « Il turbine cet hydrogène pour en faire de l’électricité pour le village, explique Alain Prinzhofer. L’électricité est près de 5 fois moins chère que celle du marché malien. Au Kansas, un producteur a également réalisé un forage dans un gisement et réfléchit à son exploitation ».

Et si cet hydrogène naturel était enfin la source qui permette l’avènement de cette économie basée sur l'hydrogène préconisée par un Jerémy Rifkin ?« Nous aurions dans les mains une source d'énergie très décentralisée avec un flux, répond Alain Prinzhofer. Mais quoiqu’il en soit, rien ne permet de dire que cette source révolutionne la production d’hydrogène. Les connaissances doivent d’abord progresser ». C'est ce que cherche à promouvoir Alain Prinzhofer, via l’entreprise brésilienne GEO4U dont il est directeur scientifique. Il essaie de monter un consortium avec domaine public et les industriels brésiliens, dont le major du pétrole Petrobras, autour de la question. En face, les industriels se montrent tout à la fois intéressés et prudents. La faute au syndrome de "l’avion renifleur". Cet avion sensé pouvoir localiser les gisements de pétrole, en fait une pure escroquerie, avait berné ELF et le Gouvernement français dans les années 1970. Sans se décourager, le chercheur essaie malgré tout de convaincre. En France, le chercheur travaille notamment avec Engie, qui s’est montré intéressé pour des projets de R&D. Il travaille aussi avec le BRGM sur un financement ANR. Il a également pris contact avec Total. « Je veux les convaincre de faire avancer les connaissances, avant de pouvoir m’avancer sur la moindre rentabilité d’une exploitation. Il s’agit de mieux comprendre le phénomène scientifique. A terme, je souhaite parvenir à construire un guide d’exploration efficace pour les acteurs intéressés ».

Abonnez-vous et accédez à l’intégralité de la veille technologique

Commentaires

Réagissez à cet article

* Informations obligatoires

erreur

erreur

erreur