La découverte révolutionnaire d'hydrogène dans le nord-est de la France l'année dernière ravive l'intérêt pour une source d'énergie propre longtemps négligée, l'hydrogène naturel. À un moment où les paris sur l'hydrogène pour les transports sont sérieusement écartés, les scientifiques ont commencé à cartographier de vastes quantités d'hydrogène exploitable et ont défini les défis à relever pour les méthodes d'exploitation.

Sous l'ancienne ville houillère de Folschviller, des scientifiques ont découvert environ 46 millions de tonnes d'hydrogène gazeux. Ces chiffres peuvent sembler vagues, mais mis en perspective, ce volume est suffisant pour répondre à plus de la moitié de la demande annuelle mondiale d'hydrogène industriel, le plus gros utilisateur. Cette découverte, d'une valeur estimée à $184 milliards, suscite à la fois optimisme et prudence dans la course aux solutions énergétiques plus propres et évolutives.

Formation passive

L'hydrogène naturel, parfois appelé hydrogène “blanc” ou “or”, est généré par des processus géologiques tels que les réactions eau-roche et la désintégration radioactive. Contrairement à l'hydrogène vert, qui nécessite une électrolyse à forte intensité énergétique alimentée par des énergies renouvelables, ou à l'hydrogène gris, qui est dérivé de combustibles fossiles avec des émissions de carbone, l'hydrogène naturel est formé passivement sous terre et émerge avec une empreinte d'émissions proche de zéro.

Jusqu'à présent, c'est une bonne nouvelle, car cela élimine le problème de l'inefficacité de la production d'hydrogène. Mais il reste un défi à relever : l'extraire en toute sécurité. “La nature a fait le gros du travail”, a déclaré le Dr Jacques Pironon, principal scientifique du projet de Folschviller. Le réservoir d'hydrogène a été découvert il y a exactement un an, par hasard, lors d'une campagne de forage de méthane.

Il montre à quel point les systèmes souterrains restent méconnus et comment les nations qui ne dominaient pas le jeu énergétique pourraient voir les choses changer dans un avenir plus ou moins proche. Les premières estimations suggèrent qu'il pourrait éliminer jusqu'à 130 millions de tonnes de CO₂ par an s'il était utilisé pour remplacer l'hydrogène gris dans les industries lourdes.

Depuis 170 000 ans

Les implications de la cagnotte française dépassent les frontières du pays de M. Macron. Une vague de recherche ultérieure, menée par les universités d'Oxford, de Durham et de Toronto, estime que la croûte terrestre pourrait désormais contenir suffisamment d'hydrogène naturel pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux pendant 170 000 ans. Bien que tout ne soit pas accessible ou économiquement viable, même une petite partie pourrait transformer complètement les marchés de l'énergie.

Toutefois, la technologie permettant d'exploiter ce potentiel n'en est encore qu'à ses balbutiements. Par ailleurs, la découverte française s'accompagne d'une récente étude de sécurité publiée dans la revue Nature Communications. Elle met en garde contre les propriétés physiques de l'hydrogène, sa capacité à fragiliser les métaux, à dégrader les joints en caoutchouc et à altérer la chimie du ciment, qui font peser de graves risques sur les infrastructures de forage conventionnelles. La petite taille moléculaire de l'hydrogène rend également les fuites plus probables et plus difficiles à détecter. 

Pas d'adaptation simple

Cette perspective pourrait constituer un casse-tête pour l'industrie du forage conventionnel. Elle a déjà placé ses espoirs dans un scénario de substitution où les méthodes courantes pour les produits liés au pétrole pourraient être exploitées et facilement converties en hydrogène blanc. Il ne faut pas oublier que l'infrastructure de base du pétrole et de l'hydrogène (remplissage des pistolets, stations-service, etc.) est comparable. Mais.. : “Nous ne pouvons pas nous contenter de moderniser les puits de pétrole et de gaz et d'en rester là”, a déclaré Baojiang Sun, auteur principal de l'étude sur la sécurité. “Cela nécessite de nouveaux matériaux, de nouvelles conceptions et de nouveaux protocoles de sécurité.”

Néanmoins, la partie est lancée. Consciente des lacunes techniques et réglementaires, l'équipe de recherche à l'origine de l'étude Oxford-Durham a lancé une start-up visant à localiser des réservoirs d'hydrogène naturel économiquement viables. L'entreprise utilise une “recette d'exploration” pour évaluer où l'hydrogène s'est accumulé, quelles formations le retiennent et quels processus biologiques ou géologiques pourraient l'épuiser.

Surmonter les vents contraires

Avec des puits pilotes prévus et un intérêt croissant au niveau mondial, des compagnies gazières américaines aux efforts de cartographie en Australie, les prochaines années pourraient déterminer si l'hydrogène naturel devient une pierre angulaire de la transition énergétique mondiale ou simplement une autre promesse enterrée. Quoi qu'il en soit, le sol sous nos pieds pourrait avoir plus de valeur que quiconque ne l'aurait imaginé.

La question est de savoir si les constructeurs automobiles peuvent être patients et attendre qu'une dynamique suffisante se mette en place. Toyota, Honda, Hyundai et BMW n'ont pas encore abandonné leurs projets de voitures particulières à hydrogène, mais ils sont confrontés à des vents contraires car la demande mondiale continue de baisser, d'environ 20% l'année dernière. Les efforts se concentrent de plus en plus sur les véhicules utilitaires.

Enfin, la perspective la plus prometteuse est que l'hydrogène blanc, en raison des avantages liés à la production, pourrait faire passer le seuil d'efficacité de 20% à 40% par rapport à l'hydrogène bleu.