Les premières sources naturelles d’hydrogène (H2) ont été découvertes en mer dans les années soixante dix. IFP Energies nouvelles (IFPEN) est l’un des tous premiers centres de recherche mondiaux à s’intéresser aux zones d’émissions d’H2 à terre. Des travaux exploratoires ont montré que des émanations naturelles continues d’H2 se rencontrent fréquemment à terre. IFPEN lance un nouveau programme de recherche sur leur potentiel d’exploitation industrielle.
IFPEN a orienté ses travaux sur les sources terrestres d’H2 plus faciles d’accès que les ressources marines. Il s’intéresse aux ressources observées dans deux types de contexte géologique :
– les grands massifs de péridotite, où un contexte particulier expose les roches, d’origine mantelliques, à l’altération par les eaux météoriques.
– des zones situées au coeur des continents, et en particulier dans les parties les plus anciennes, les cratons précambriens, situés au centre des continents émergés.
Les premiers travaux d’IFPEN ont confirmé l’existence de flux localement importants d’H2 sur les plus grands massifs de péridotites, à l’échelle mondiale. Diffus dans la plupart des sites, ces flux présentent localement des accumulations substantielles. Les différents fluides naturels étudiés peuvent présenter plus de 80 % d’H2. Le gaz est associé à du méthane, parfois à de l’azote, et localement à de l’hélium en quantités économiquement exploitables. L’approvisionnement mondial en hélium, un gaz rare qui trouve des applications de haute technologie, est par ailleurs très tendu actuellement.
Pionnier dans la recherche sur l’hydrogène naturel à terre, IFPEN poursuivra ses travaux pour évaluer l’intérêt technico-économique d’une production industrielle d’H2 naturel, en particulier dans les cratons qui couvrent des surfaces très importantes sur la planète. S’il était exploitable, l’hydrogène constituerait une nouvelle source d’énergie durable – la production observée étant un phénomène continu lié à la dynamique de la terre – propre, respectueuse de l’environnement, et bien répartie sur les continents.
michel.deprost@enviscope.com
Glossaire
· Dorsales médio-océaniques : limite divergente de deux plaques lithosphériques formant une chaine de relief sous-marin. Siège d’un volcanisme qui créé le plancher océanique. 64 000 km de dorsales dessinent les limites de plaques au fond des océans. La dorsale médio-atlantique séparant les plaques Europe-Afrique et Amériques est la plus longue d’entre-elles (7000 km).
· Péridotite : roche issue du manteau terrestre composée essentiellement d’olivine (jusqu’à 90%) et de pyroxènes (minéraux ferromagnésiens). Ces minéraux contiennent du fer réduit dont l’oxydation par l’eau produit de l’hydrogène. Ces roches sont localement exposées à la surface des fonds océaniques. Elles affleurent aussi à terre dans des contextes tectoniques particuliers.
· Zone intraplaque : zone située à l’intérieur d’une plaque tectonique par opposition à une zone en limite de plaque. Dans la zone intraplaque, où les échanges avec les profondeurs sont plus limités qu’aux limites de plaques, se trouvent les parties les plus anciennes des continents, les cratons.
1 ) L’hydrogène n’est pas considéré comme une source d’énergie mais comme un vecteur d’énergie ou un moyen de stockage de l’énergie électrique. L’hydrogène esrt extrait de substances. L’hydrogène l’industriel est principalement produit par transformation du gaz naturel (CH4) au prix d’une émission de CO2. L’hydrogène est aussi produit électrolyse de l’eau. L’électrolyse produit aussi de l’oxygène. Recombiné avec ce dernier dans des piles à combustibles, l’hydrogène produit de l’électricité et de l’eau.
2 ) Les émanations naturelles d’hydrogène ont d’abord été découvertes au fond des mers, le long des dorsales médio-océaniques (“fumeurs noirs et fumeurs blancs”). Dans cet environnement, l’existence d’un système volcanique induit une circulation hydrothermale mettant en contact, à haute température, l’eau de mer et les roches très réduites provenant du manteau terrestre, les péridotites. Ces roches s’oxydent au contact de l’eau de mer dont la réduction produit
l’hydrogène. Ces “fumeurs” présentent l’inconvénient d’être situés par très grands fonds et très loin des côtes. Leur exploitation n’est donc pas économique.
