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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Exemples de gisements d'hydrogène actuellement explorés dans le monde3. Outils actuels pour l’exploration de l’hydrogène naturel
L’intérêt industriel pour l’exploration-production de l’hydrogène naturel est extrêmement récent. Cela implique que les outils mis au point pour son exploration sont tous en devenir, de nouveaux apparaissant très régulièrement alors que les plus anciens sont sans arrêt en cours d’amélioration. Nous présentons rapidement quelques-uns de ces outils, cette liste n’étant pas limitative.
3.1 Géochimie de surface
Comme pour toute exploration de matière première géologique, les premiers éléments d’information sont trouvés à la surface de la Terre. Les principaux gisements miniers ont été trouvés par des prospecteurs qui cherchaient des indices sur le sol. Le pétrole a été découvert par ses suintements à la surface du globe dans certaines régions, qui se sont avérées ensuite enfermer de grands gisements dans leurs sous-sols.
Pour l’hydrogène naturel, l’histoire commence de la même manière. Au milieu des océans, dans les ophiolites, des bulles de gaz sont émises, et on a découvert qu’elles contenaient une proportion importante d’hydrogène. Après ces découvertes de macro-émanations sont venues les découvertes de micro-émanations. La découverte des cercles de fée faite par nos collègues russes a montré que de nombreuses dépressions circulaires à la surface du globe représentent des zones préférentielles d’émanation diffuse d’hydrogène (figure 12a). Ces émanations d’hydrogène sont également étudiées au-dessus de grands accidents tectoniques (failles) réactivées récemment.
L’étude détaillée de certaines de ces structures a permis de mieux comprendre la dynamique de ces émanations d’hydrogène. L’implantation...
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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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