Hydrogène natif

Hydrogène naturel, hydrogène blanc

Feux éternels de Yanartaş (sud-ouest de la Turquie).

L'hydrogène natif, également appelé hydrogène naturel ou hydrogène blanc, est le dihydrogène présent dans la nature (par opposition au dihydrogène produit au laboratoire ou dans l'industrie). La dénomination hydrogène blanc le distingue de l'hydrogène vert qui exploite des énergies renouvelables et de l'hydrogène gris/brun/noir que l'on obtient à partir des sources fossiles ou de l'électrolyse de l'eau. L'hydrogène natif est renouvelable, non polluant et permet une exploitation à moindre coût comparé à l'hydrogène industriel[1].

L'hydrogène natif a été identifié dans de nombreuses roches mères dans des zones situées au-delà des bassins sédimentaires où opèrent généralement les compagnies pétrolières[2].

Origine de l'hydrogène natif

Il existe plusieurs sources d'hydrogène natif [3] :

Localisation et extraction

L'hydrogène natif est extrait à partir de puits, mélangé avec d'autres gaz comme l'azote, le méthane ou l'hélium[4].

Plusieurs sources ont été identifiées en France. En particulier, les Alpes et les Pyrénées sont propices à une exploitation[5]. La Nouvelle-Calédonie dispose de sources hyperalcalines, témoins d'émission de dihydrogène.

Les géologues Alain Prinzhofer et Eric Derville ont prouvé l'existence d'importants réservoirs dans une dizaine de pays dont le Mali et les États-Unis[6]. Leur potentiel reste cependant difficile à évaluer[7].

De nombreuses émanations au fond des océans ont été identifiées mais sont difficilement exploitables. La découverte d'une émanation conséquente en Russie en 2008 suggère la possibilité d'extraire de l'hydrogène natif en milieu sous-marin.

Géologie

L'hydrogène natif est généré continuellement selon différentes sources naturelles.

Il y a de nombreuses émanations d'hydrogène connues sur les dorsales médio-océaniques[8].

Une autre des réactions connues, la serpentinisation, se produit sous les fonds marins (dans la croûte océanique).

Origine diagénétique (oxydation du fer) dans les bassins sédimentaires des cratons, notamment en Russie.

D'autres sources sont étudiées comme l'hydrogène mantellique, ou celui issu de la radiolyse (électrolyse naturelle) ou de l'activité bactérienne.


Caractéristiques

Le dihydrogène est très soluble dans l'eau douce, plus particulièrement en profondeur (la solubilité augmente avec la pression).

Qualité

L’hydrogène natif ne cause aucune émission de CO2.  L’exploitation est compétitive par rapport au vaporeformage, notamment en co-valorisation[9].

Rôle dans la transition écologique

L'hydrogène naturel joue un rôle dans la géopolitique de l'énergie[7]. L'hydrogène natif se passe d'une étape énergivore, comparé aux autres modes de production[10].

Les fuites (réserves naturelles) dépassent les besoins de la consommation mondiale.

Législation

Le cadre juridique actuel inclut l'hydrogène natif parmi les gaz naturels, pour lesquels il existe déjà une législation, appliquée notamment par les États-Unis pour leur premier puits d'hydrogène.

Classification

Quand l'hydrogène natif est produit par une interaction eau-roche, comme par les fluides chauds de la géothermie, l'Académie des technologies propose de le classifier en hydrogène vert.

Coût d'exploitation

Une production locale de l'hydrogène natif permet de supprimer les coûts de transport à longue distance[réf. nécessaire].

La technique du vaporeformage est actuellement la moins chère. L'extraction d'hydrogène natif pourrait s'avérer plus économique. En effet, outre le forage commun aux deux techniques, le vaporeformage requiert l'exploitation et le transport du méthane, sa transformation en dihydrogène, et devra intégrer la capture et le stockage du CO2 en résultant[11].

Réseau de pipelines

Le Royaume-Uni met en place un réseau de pipelines pour transporter de l'hydrogène natif[12].

Dans la culture populaire

Sur le mont Chimère (aujourd'hui Yanartaş, en Turquie), le dihydrogène s'échappe et brûle en continu depuis plus de 2 500 ans. Ces feux seraient selon la légende la source de la première flamme olympique.

Notes et références
  1. La rédaction, « Hydrogène naturel : une source potentielle d’énergie renouvelable », sur La Revue des Transitions, (consulté le )
  2. Eric C. Gaucher, « New Perspectives in the Industrial Exploration for Native Hydrogen », Elements, vol. 16, no 1,‎ , p. 8–9 (ISSN 1811-5209, DOI 10.2138/gselements.16.1.8, lire en ligne, consulté le ).
  3. V. Zgonnik et P. Malbrunot, L’hydrogène naturel, Association française pour l'hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC), , 8 p., p. 5.
  4. « Début de l’exploration-production d’hydrogène naturel : une nouvelle ère pour l’hydrogène ? », sur connaissancedesenergies.org, (consulté le ).
  5. « De l'hydrogène naturel en quantité dans les Pyrénées », sur rtflash.fr (consulté le ).
  6. La rédaction, « Hydrogène naturel : de la nécessité de reconnaitre cette ressource en France », sur Consommation & Société, (consulté le )
  7. « Et si l'hydrogène naturel était le "game changer" de la transition énergétique ? », sur La Tribune (consulté le )
  8. Rôle de l’hydrogène dans une économie décarbonée Rapport de l’académie des technologies, Académie de Technologie, (lire en ligne)
  9. « La France a une carte à jouer dans l'hydrogène naturel », sur www.h2-mobile.fr (consulté le )
  10. Dr Isabelle Moretti, L'hydrogène natif, CNRS (lire en ligne)
  11. Eric. C Gaucher, « Une découverte d'hydrogène naturel dans les Pyrénées-Atlantiques, première étape vers une exploration industrielle », Géologues, no 213,‎ , p. 92-95 (lire en ligne ).
  12. « HYNET un projet de pipeline hydrogène en Angleterre », sur HYNET un projet de pipeline hydrogène en Angleterre (consulté le )

Voir aussi

Bibliographie
  • Lopez-Lazaro C., P. Bachau, I. Moretti, N. Ferrando, 2019, Hydrogen solubility in aqueous NaCl solutions : from molecular simulation to equation of state. BSGF, doi.ord/10.1051/bsgf/2019008
  • Deville E., Prinzhofer A. The origin of N2-H2-CH4-rich natural gas seepages in ophiolitic context: a major and noble gases study of fluid seepages in New Caledonia. Chem Geol 2016;440:139e47 Gregory Paita, Master Thesis, Engie & Université de Montpellier.
  • Moretti I., Pierre H. Pour la Science, special issue in partnership with Engie, vol. 485; 2018. p. 28. N march. Moretti I, D'Agostino A, Werly J, Ghost C, Defrenne D, Gorintin L. Pour la Science, special issue, march 2018, vol 485, 24 25XXII_XXVI.
  • Prinzhofer, A., I. Moretti, J. Françolin, C. Pacheco, A. D’Agostino, J. Werly, F. Rupin, 2019, Natural hydrogen continuous emission from sedimentary basins: The example of a Brazilian H2-emitting structure, International Journal of Hydrogen Energy, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.01.119
  • N. V. Larin, V. Zgonnik, S. Rodina et al. Natural Molecular Hydrogen Seepage Associated with Surficial, Rounded Depressions on the European Craton in Russia. Natural Resources Research, 2015, 24, 369–383, https://doi.org/10.1007/s11053-014-9257-5
  • V. Zgonnik, V. Beaumont, E. Deville et al. Evidence for natural molecular hydrogen seepage associated with Carolina bays (surficial, ovoid depressions on the Atlantic Coastal Plain Province of the USA). Progress in Earth and Planetary Science, 2015 2, 2-31, https://doi.org/10.1186/s40645-015-0062-5
  • A. Prinzhofer, C. S. Tahara Cissé, A. B. Diallo, Discovery of a large accumulation of natural hydrogen in Bourakebougou (Mali). International Journal for Hydrogen Energy, 2018, 43, 19315–19326, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.08.193
  • Zgonnik, The Occurrence and Geoscience of Natural Hydrogen: A Comprehensive Review. Earth-Science Reviews, 2020, 203, art. 103140, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103140
  • « Hydrogène naturel, la prochaine révolution énergétique ? » par Alain Prinzhofer et Eric Deville. Edition Belin, Paris, 2015.
  • Synthèse scientifique récente par Viacheslav Zgonnik « The Occurrence and Geoscience of Natural Hydrogen: A Comprehensive Review » Earth-Science Reviews, 2020, 203, 103140 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825219304787
  • « L’hydrogène naturel : curiosité géologique ou source d’énergie majeure dans le futur ? » par Isabelle Moretti dans Connaissance des Énergies. Mai 2020. https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/lhydrogene-naturel- curiosite-geologique-ou-source-denergie-majeure-dans-le-futur
  • L’Edito par René Trégouët «L'hydrogène naturel pourrait devenir une véritable source d'énergie propre et inépuisable...». Juillet 2020. https://www.rtflash.fr/l-hydrogene-naturel- pourrait-devenir-veritable-source-d-energie-propre-et-inepuisable/article

Articles connexes
  • Portail de l’écologie
  • Portail de l’énergie
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.