L’hydrogène naturel, également appelé « hydrogène blanc », est au centre des discussions sur la transition énergétique. Contrairement à l’hydrogène produit industriellement, l’hydrogène naturel provient de sources géologiques. Cette source d’énergie propre et renouvelable pourrait jouer un rôle crucial dans la lutte contre le changement climatique. Cet article explore l’origine, le potentiel, les découvertes récentes et les défis liés à l’exploitation de l’hydrogène naturel.
L’origine de l’hydrogène naturel
Pour estimer le potentiel de l’hydrogène naturel, il est essentiel de comprendre son origine. Contrairement au pétrole ou au gaz, l’exploration de l’hydrogène est récente, et son étude est encore à ses débuts. Les hypothèses sur l’origine de l’hydrogène naturel sont variées :
- Dégazage du noyau et du manteau terrestre : Le dégazage du noyau et du manteau terrestre libère de l’hydrogène emprisonné depuis la formation de la Terre.
- Réactions chimiques : Interactions entre l’eau et les roches à différentes profondeurs du sous-sol.
- Radiolyse de l’eau : Décomposition de l’eau par radiation naturelle.
- Activité biologique : Décomposition de matière organique.
Selon France Hydrogène, deux hypothèses principales se distinguent :
- Serpentinisation : Processus d’oxydation de l’eau avec des roches ultrabasiques, produisant de la serpentine et libérant de l’hydrogène.
- Hydrogène du noyau terrestre : Hydrogène piégé dans le noyau terrestre lors de sa formation, libéré progressivement vers la surface.
Ces hypothèses suggèrent une quantité théorique énorme d’hydrogène naturel sur Terre. Cependant, seule la fraction qui atteint la surface et est accessible avec les technologies actuelles est exploitable.
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La nature renouvelable de l’hydrogène naturel
L’hydrogène est un gaz très léger et volatil, se dispersant dans l’atmosphère et se perdant dans l’espace. Ainsi, l’hydrogène naturel doit être considéré comme un flux plutôt qu’un stock, le rendant potentiellement renouvelable. La quantité exploitable dépend de notre capacité à capter et utiliser ce flux, similaire à l’énergie hydraulique où l’on dépend du flux de l’eau et de la capacité de captation.
Quantité exploitable d’hydrogène naturel
Déterminer la quantité exploitable d’hydrogène naturel est complexe. Le Dr. Viacheslav Zgonnik, de Natural Hydrogen Energy LLC, a étudié des structures circulaires en Russie produisant d’importantes quantités d’hydrogène. Un rapport de 2014 indiquait une production de 22 000 m³ par jour (environ 700 tonnes par an) dans une de ces structures. Des milliers de ces structures ont été identifiées, de tailles variées.
Il est crucial de noter que ces accumulations pourraient se renouveler continuellement grâce à la production souterraine d’hydrogène. Le Dr. Alain Prinzhofer, géologue, a observé qu’un puits au Mali maintenait une production constante de gaz, indiquant un flux continu plutôt qu’un stock fixe.
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Explorations et découvertes
En 2020, le Dr. Zgonnik a présenté une carte des sources connues d’hydrogène naturel avec des concentrations supérieures à 10 %. La majorité de ces sources se trouve en Eurasie, où la plupart des explorations ont eu lieu.
Les experts ne peuvent pas encore déterminer le potentiel réel de l’hydrogène naturel en raison de la nouveauté de cette science géologique. Cependant, les hypothèses actuelles sont prometteuses et font l’objet de recherches sérieuses par les universitaires et les entreprises. Bien que le secteur en soit à ses débuts, il progresse rapidement et mérite une attention constante.
Avantages et défis de l’hydrogène naturel
Avantages :
- Durabilité : L’hydrogène naturel est une source d’énergie propre et renouvelable.
- Disponibilité : Potentiel énorme de production continue à partir des processus géologiques naturels.
- Impact environnemental réduit : Production d’hydrogène sans émissions de CO2.
Défis :
- Infrastructure : Développement nécessaire de technologies pour capter et stocker efficacement l’hydrogène naturel.
- Coût et faisabilité : Actuellement, les technologies de capture et de stockage sont coûteuses et en développement.
- Connaissances géologiques : Besoin d’une compréhension plus approfondie des processus géologiques et des zones riches en hydrogène.
Applications potentielles de l’hydrogène naturel
L’hydrogène naturel peut être utilisé de diverses manières dans le cadre de la transition énergétique :
- Transport : Utilisation comme carburant pour les véhicules à hydrogène.
- Industrie : Utilisation dans les processus industriels nécessitant une source d’énergie propre.
- Énergie : Production d’électricité via des piles à combustible pour des applications stationnaires ou mobiles.
Pour en savoir plus : www.france-hydrogene.org