Ce trésor énergétique caché sous nos pieds a enfin sa « recette » de découverte

L’énergie propre était là depuis le début

On nous parle tout le temps de l’hydrogène comme du messie de l’énergie propre, n’est-ce pas ? C’est le carburant miracle pour une industrie plus verte. Sauf qu’il y a toujours eu un hic, et de taille : s’en procurer est un véritable casse-tête. C’est compliqué, c’est cher, ou alors c’est polluant. Mais tenez-vous bien, car une nouvelle recherche vient un peu bousculer nos certitudes. Il semblerait que notre bonne vieille Terre ait déjà fait tout le travail à notre place.

Imaginez un instant : la planète aurait produit, au cours du dernier milliard d’années, une quantité d’hydrogène dont l’énergie équivaut à environ 170 000 ans de notre consommation mondiale actuelle de pétrole. Oui, vous avez bien lu. C’est vertigineux. Et le plus beau ? Une partie de ce stock est toujours là, piégée quelque part sous la croûte continentale, attendant peut-être qu’on vienne la chercher. La question n’est plus de savoir si ça existe, mais où creuser sans se tromper.

La recette d’Oxford pour arrêter de creuser au hasard

C’est là que les choses deviennent intéressantes, un peu comme une chasse au trésor moderne. Des équipes de l’Université d’Oxford, en Angleterre, tentent de transformer des rapports éparpillés en une véritable « recette » d’exploration pratique. Le professeur Chris Ballentine, du département des sciences de la Terre d’Oxford, dirige ces travaux. Ce n’est pas un débutant ; ses recherches se concentrent sur les gaz dans les roches qui peuvent révéler où les fluides précieux s’accumulent et, surtout, comment ils s’échappent.

Pourquoi est-ce si urgent ? Eh bien, parce que notre agriculture moderne dépend de l’ammoniac fabriqué à partir d’hydrogène. Cet engrais soutient environ la moitié de l’approvisionnement alimentaire mondial. C’est énorme. Le problème, c’est que la plupart de l’hydrogène industriel actuel est « arraché » au gaz naturel ou au charbon. Résultat ? La chaleur et la chimie libèrent du dioxyde de carbone comme déchet. C’est un peu le secret sale de l’hydrogène actuel.

D’ailleurs, un résumé de l’Agence internationale de l’énergie lie l’utilisation de l’hydrogène en 2022 à pas moins de 992 millions de tonnes d’émissions de dioxyde de carbone. C’est lourd. Et si l’on regarde vers l’avenir, la feuille de route « Net Zero », qui trace le chemin climatique international pour atteindre la neutralité carbone, estime la demande de 2050 à près de 584 millions de tonnes. En gros, en définissant les ingrédients nécessaires, l’équipe d’Oxford donne aux entreprises un moyen plus clair de chercher sans gaspiller des budgets de forage colossaux.

Comment la Terre cuisine son propre gaz (et comment il s’enfuit)

Alors, comment ça marche là-dessous ? Je ne suis pas géologue, mais le principe est fascinant. Des réactions souterraines profondes continuent de fabriquer de l’hydrogène naturel. En gros, deux processus principaux font le gros du travail dans les roches continentales. D’abord, l’eau peut réagir avec des minéraux riches en fer dans les roches ultramafiques — ce sont des roches venues des profondeurs, chargées de fer — et cette oxydation libère de l’hydrogène.

L’autre méthode, c’est quand l’eau se divise par radiolyse. C’est un mot savant pour dire que l’eau est brisée par la radioactivité naturelle. Ces réactions peuvent durer des milliers, voire des centaines de millions d’années. Mais attention, ce n’est pas parce que ça se produit que c’est facile à récupérer. La génération seule ne garantit pas un champ exploitable.

L’hydrogène doit quitter sa roche mère et se déplacer vers des espaces où il peut s’accumuler en quantité suffisante. Les fissures, les failles et les pores offrent ce qu’on appelle la perméabilité — la facilité avec laquelle les fluides voyagent — laissant l’hydrogène remonter avec les eaux souterraines ou sous forme de bulles. Comme la molécule est minuscule, elle se faufile partout. L’hélium présent dans les fluides voisins peut d’ailleurs servir de marqueur pour repérer ces chemins partagés. Mais le parcours est semé d’embûches : si la route croise des roches oxydantes ou des microbes actifs, une grande partie de l’hydrogène peut disparaître avant même d’atteindre un piège.

Pièges, fuites et microbes gloutons

Pour qu’une découverte soit commerciale, il ne suffit pas d’une petite fuite lente à travers le sol. Il faut une poche, un vrai réservoir. L’hydrogène peut s’accumuler lorsqu’une couche poreuse rencontre une roche couverture (le « caprock »), une couche étanche qui bloque l’évasion de l’hydrogène, et que la pression monte. Les lits de sel, les argiles denses et même d’anciennes coulées de lave peuvent agir comme des sceaux, à condition que des fissures tardives ne les traversent pas. Sans ce sceau, l’hydrogène se mélange aux eaux souterraines ou s’évapore dans l’air, rendant l’extraction dangereuse et non rentable.

Mais ce n’est pas tout. Même dans les bonnes roches, l’hydrogène naturel peut s’évaporer si le sous-sol abrite une biologie affamée ou des minéraux réactifs. De nombreux microbes souterrains utilisent l’hydrogène pour leur métabolisme — la chimie qui alimente leurs cellules — le convertissant en eau ou en méthane. D’autres pertes surviennent lorsque l’hydrogène rencontre de l’oxygène dissous ou des oxydes métalliques. L’exploration privilégie donc les environnements avec une circulation d’eau limitée, peu d’oxygène et moins de microbes capables d’atteindre une poche d’hydrogène en croissance.

Heureusement, plusieurs régions communes rassemblent ces ingrédients, donc la recherche ne se limite pas à un seul continent. Les chaînes de montagnes peuvent exposer des ophiolites, des morceaux de croûte océanique poussés sur la terre, plaçant des roches riches en fer près de failles majeures. Les vieux granites continentaux peuvent contenir des éléments radiogéniques (uranium et thorium) qui émettent des radiations, soutenant la production d’hydrogène sur de longues périodes.

Conclusion : Un espoir réel, mais pas inépuisable

Il faut rester prudent, bien sûr. Quelques découvertes montrent que l’hydrogène peut s’accumuler à une pureté élevée, mais la plupart des régions manquent encore de mesures détaillées. On a tout de même un cas d’école : un champ près de Bourakebougou au Mali, qui a transformé un puits d’eau foré en 1987 en une étude de cas pour l’hydrogène piégé. Cependant, l’étude publiée dans Nature prévient : les systèmes continentaux ne se rechargent pas vite. Cette ressource ne doit donc pas être traitée comme renouvelable. Les chercheurs affirment aussi que l’hydrogène du manteau reste sous forme d’eau au-dessus d’environ 56 miles (90 km) de profondeur, ce qui limite cette voie.

Comme l’a dit 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. » Les explorateurs peuvent désormais cribler des régions entières pour trouver le système complet, en combinant l’échantillonnage de gaz, la chimie des eaux souterraines et une cartographie minutieuse, pour ne forer que là où les pièges et les sceaux s’alignent. Mais attention, une conception soignée des puits sera cruciale, car l’hydrogène est hautement inflammable, et les fuites pourraient menacer les travailleurs et les résidents voisins. L’industrie doit encore prouver des réserves importantes, mais une stratégie de recherche plus claire pourrait bien faire baisser le coût de cette énergie propre.

Selon la source : earth.com

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.