Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Souvent évoqué pour notre transition énergétique, l’hydrogène est aujourd’hui un produit manufacturé à partir d’autres sources d’énergie. Or, on a découvert plus récemment que le gaz hydrogène existe sur Terre, dans des quantités importantes, et qu’il s’agit d’une ressource renouvelable. Son coût est inférieur à celui de tous ses homologues manufacturés, fabriqués à partir d’énergies carbonées (hydrogène gris), à partir d’électricité renouvelable (hydrogène vert) ou de tout autre source d’énergie primaire. Ce texte fait le point sur sa connaissance géologique et sur les outils d’exploration aujourd’hui utilisés. Quelques exemples de gisements en cours de valorisation sont présentés, avant de conclure sur les perspectives futures de cette nouvelle matière première, et sur son intérêt environnemental.
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Alain Prinzhofer : Directeur scientifique - GEO4U, Rio de Janeiro, Brésil
INTRODUCTION
Face au besoin de trouver des solutions pour notre futur énergétique, de nombreux travaux et propositions visent à remplacer à terme les énergies fossiles carbonées, qui nous ont permis le développement tant démographique que technologique de ces deux derniers siècles. Les énergies renouvelables comme l’énergie photovoltaïque et l’énergie solaire sont des sources d’énergie primaires connues de longue date, mais qui sont utilisées aujourd’hui avec des technologies modernes nécessitant des matières premières souvent rares. La géothermie et l’énergie hydroélectrique ne peuvent être développées que dans des contextes géologiques ou géomorphologiques particuliers, et ne peuvent être généralisées à l’ensemble de la planète. L’hydrogène, utilisé aujourd’hui essentiellement comme produit manufacturé par l’homme, et pour des applications principalement chimiques, est souvent présenté comme un vecteur d’énergie, mais cette perspective nécessite toujours une énergie primaire afin de fabriquer ce gaz hydrogène, avec un rendement toujours très inférieur à 100 %. Ces projets ne résolvent donc pas notre nécessité de trouver d’autres sources d’énergies plus vertueuses que celles utilisées aujourd’hui, même si la combustion de l’hydrogène ne produit que de l’eau, et bien sûr pas de CO2. Cependant, l’hydrogène naturel, mis à notre disposition grâce à l’activité géologique de notre planète, s’avère abondant et réparti sur tous les continents. Il s’agit cette fois d’une vraie source d’énergie primaire, dont l’étude très récente ne permet pas encore de mesurer l’importance quantitative dans notre futur énergétique. Nous faisons le point sur l’état des connaissances concernant cette ressource naturelle nouvellement découverte par l’humanité, en concluant par les perspectives envisageables si la science s’empare suffisamment efficacement de ce nouveau sujet.
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Conclusion5. Comment envisager la valorisation de l’hydrogène naturel dans notre futur mix énergétique
De ces quelques années d’étude de l’hydrogène naturel, nous pouvons évoquer quelques conclusions :
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l’hydrogène naturel existe sur tous les continents. À part l’hydrogène associé aux ophiolites et aux systèmes hydrothermaux, on le trouve principalement dans des formations cratoniques néoprotérozoïques et archéennes ;
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son exploitabilité est démontrée dans plusieurs sites où des forages ont pu être réalisés afin d’estimer sa productivité ;
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l’hydrogène naturel se renouvelle à un rythme compatible avec les temps humains. Il faudra donc harmoniser le flux d’exploitation avec le flux de production naturel, afin que l’hydrogène naturel puisse être considéré comme renouvelable ;
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son coût d’exploitation est nettement inférieur à celui de l’hydrogène manufacturé, que ce soit à partir de matière carbonée ou surtout par électrolyse.
Sans pouvoir encore aujourd’hui quantifier son importance relative dans notre futur mix énergétique, nous pouvons affirmer que l’hydrogène naturel y prendra part, à un coût compatible avec celui dont nous sommes accoutumés grâce aux hydrocarbures. Cependant, même si le transport de l’hydrogène sur de grandes distances ne présente pas de difficulté technique, son coût est nettement supérieur à celui des hydrocarbures. Ceci peut induire un changement de paradigme dans notre relation à l’énergie : nous vivons depuis les révolutions industrielles du XIXe siècle avec un centralisme énergétique, lié à la géologie et l’économie, le charbon et les hydrocarbures se trouvant concentrés dans certaines régions géologiques, et les investissements nécessaires à leur exploitation étant très dispendieux. L’hydrogène naturel semble présent dans n’importe quel pays, les investissements nécessaires pour son exploitation sont aujourd’hui très modestes comparés à ceux associés à l’exploitation des hydrocarbures, nous avons donc la possibilité d’envisager une décentralisation de notre relation à l’énergie, soutenue économiquement par des coûts de transport élevés.
Ce changement permettrait à certains pays du Sud qui, aujourd’hui producteurs d’hydrocarbures, exportent l’essentiel...
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Comment envisager la valorisation de l’hydrogène naturel dans notre futur mix énergétique
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - ABRAJANO (T.A.), STURCHIO (N.C.), KENNEDY (B.M.), LYON (G.L.), -MUEHLENBACHS (K.), BOHLKE (J.K.) - Geochemistry of reduced gas related to serpentinization of the Zambales ophiolite, Philippines. - Appl. Geochem., 5(5-6), p. 625-630 (1990). https://doi.org/10.1016/0883-2927(90)90060-I
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(4) - ANGINO (E.E.), ZELLER (E.J.), DRESCHHOFF (G.A.M.), GOEBEL (E.D.), COVENEY (R.M.J.) - Spatial distribution of hydrogen in soil gas in central Kansas, USA. - In Geochemistry of Gaseous Elements and Compounds, edited by E.M. DURRANCE et al., pp. 485-493, Theophrastus Publ., Athens, Greece (1990).
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(5) - ARROUVEL (C.), PRINZHOFER...
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