L’immense potentiel de l’hydrogène orange

L’hydrogène naturel (H₂) est un gaz très présent sur terre. Longtemps considéré comme rare, des études récentes prouvent qu’il est beaucoup plus répandu dans la nature qu’on ne le pensait. De plus, contrairement aux réserves de gaz, de pétrole ou de charbon -qui nécessitent des millions d’années pour se former-, il peut se renouveler rapidement. Il est produit via plusieurs sources. Par exemple, il peut résulter d’un dégazage venant de la croûte et du manteau de la Terre. Il peut aussi provenir d’une réaction de l’eau avec des roches ultrabasiques. En effet, ces formations géologiques peuvent générer ce gaz par oxydo-réduction entre le fer contenu dans leurs minéraux et de l’eau, via une réaction chimique baptisée serpentinisation. L’hydrogène ainsi obtenu est dit « orange », en référence à la couleur des oxydes de fer.

Le fer constituant environ 5 % en masse de la croûte terrestre, le potentiel de production grâce à ce phénomène pourrait être colossal. « Les roches derrière ce processus sont les péridotites. Elles sont originellement présentes dans le manteau terrestre. Normalement cette couche est trop profonde pour être exploitée mais grâce à la tectonique des plaques, elle peut être présente en surface, en particulier en montagne », explique Florian Osselin, chercheur à l’Institut des sciences de la terre d’Orléans.

Des puits semblables à la géothermie

Pour démontrer la réalité de ce procédé, les chercheurs ont mené une expérience avec une carotte de roche de quelques centimètres de long dans laquelle de l’eau a été injectée. Au bout d’une dizaine de jours, ils ont constaté une production substantielle d’hydrogène et une minéralisation partielle du CO₂ injecté avec l’eau. Pour exploiter l’H₂ orange de manière industrielle, il faudrait forer des puits d’injection et d’extraction comme cela peut se faire en géothermie. Un puits injecte l’eau préalablement chargée en CO₂ dans la formation rocheuse. L’eau percole dans la roche, se débarrasse de son CO₂, s’enrichit en hydrogène, et est ensuite récupérée par des puits d’extraction. « Il n’est pas nécessaire de forer très profondément comme pour la géothermie profonde, l’exploitation pourrait donc se faire à un prix abordable. En outre, elle ne demande pas de nouveau développement technologique car ces techniques sont déjà maîtrisées dans les secteurs du pétrole et de la géothermie », affirme Florian Osselin.

De plus, l’exploitation de l’H₂ orange pourrait permettre de stocker du CO₂ de manière définitive. En effet, dans les péridotites, il y a aussi des ions magnésium et des ions calcium. « Ils sont mis en solution lors de la serpentinisation et lorsqu’ils entrent en contact avec du CO₂ en solution, une précipitation de minéraux carbonatés se produit. Le CO₂ se retrouve ainsi piégé sous forme solide dans de la magnésite, ou de la calcite : on parle de minéralisation », détaille Florian Osselin. Cette méthode est beaucoup plus sûre que le stockage en aquifère sous forme gazeuse, où des fuites peuvent toujours se produire. Malgré son énorme potentiel, cette technologie reste au stade de l’expérimentation. Toutefois, elle pourrait bien se développer à moyen terme. « Je travaille avec un incubateur pour créer une start-up afin de faire des levées de fonds, concevoir un pilote, puis un démonstrateur et finalement industrialiser le procédé », poursuit Florian Osselin.

Pourrait-on lancer des projets en France ? Cela paraît compliqué pour l’instant car les ressources disponibles se trouvent dans les Alpes et les Pyrénées, des zones protégées. De plus, les restrictions concernant les forages dans l’Hexagone sont nombreuses, surtout lorsqu’il faut fracturer de la roche. Aux États-Unis, de plus en plus de fonds sont déjà alloués aux recherches dans le domaine.