Science / Hydrogène pour la transition énergétique: est-on obligé de le fabriquer?
Un «rond de sorcière», d'où s'échappe de l'hydrogène naturel, vu de drone. © Alain Prinzhofer, Author provided
L’hydrogène est un carburant dont la combustion ne crée pas de CO2, mais de l’eau – un gros avantage pour la mobilité verte. Une source d’énergie intéressante, donc, pour autant qu’elle soit produite sans émettre du CO2 ou alors native. Comme par exemple au Mali: un puits foré pour chercher de l’eau s’est avéré sec, mais on y a rencontré de l’hydrogène. Un article de «The Conversation».
La mobilité hydrogène se développe et est affichée «verte». Mais l’hydrogène, le dihydrogène en fait, H2, est fabriqué à 95 % en émettant du CO2 à partir d’hydrocarbures ou en les brûlant.
Certains procédés consistent à séparer le carbone de l’hydrogène dans les hydrocarbures (CH4 pour le gaz naturel) d’autres utilisent l’électrolyse pour séparer l’hydrogène de l’oxygène dans l’eau H20, mais avec de l’électricité encore souvent carbonée.
A l’inverse, depuis quelques années, au Mali, un village est électrifié grâce à la production d’hydrogène «natif», ou «naturel»: celui qu’on trouve dans le sous-sol.
Cette source d’hydrogène pourrait-elle être une alternative généralisable?
L’hydrogène, une nouvelle ressource naturelle?
Au Mali, un puits foré pour chercher de l’eau s’est avéré sec, mais a fortuitement rencontré de l’hydrogène qui a été mis en production par la compagnie Hydroma.
L’hydrogène natif, quasiment pur dans ce cas, est directement brûlé dans une turbine à gaz adaptée, et produit l’électricité pour un petit village. D’autres puits alentour ont été forés pour essayer de déterminer les réserves, au sens de l’oil & gas, et de changer d’échelle.
Ce succès a fait voler en éclat nombre d’a priori: beaucoup croyaient en effet qu’aucune accumulation naturelle d’H2 dans le sous-sol ne pouvait exister. Le puits initial produit depuis 4 ans sans baisse de pression, ce qui signifie qu’il se recharge en continu.
De plus, les mesures en surface du contenu des sols en H2 ne montrent pas de fuites. Celles-ci étaient plutôt attendues, car la molécule d’H2 est très petite et très réactive, et elle peut donc migrer facilement et se combiner avec d’autres espèces chimiques. Cette découverte au Mali montre qu’il y a des sources, mais aussi des réservoirs et des couvertures qui permettent une accumulation d’hydrogène dans le sous-sol.
D’où vient cet hydrogène?
L’hydrogène est la molécule la plus commune dans l’univers, mais il n’existe qu’en très faible quantité dans l’atmosphère terrestre – moins d’une molécule sur un million. Sur Terre, on trouve l’hydrogène combiné à l’oxygène dans l’eau, au carbone dans tous les hydrocarbures et aussi sous forme libre: c’est cet H2 qui pourrait être notre carburant de base de demain.
L’hydrogène est un carburant dont la combustion ne crée pas de CO2, mais de l’eau – un gros avantage pour la mobilité verte. Il est léger, mais par kilo il a une densité énergétique 3 fois supérieure à celle de l’essence, d’où son utilisation sous forme liquide pour le lancement d’Ariane par exemple. A pression et température ambiante, par unité de volume, il est au contraire peu dense énergétiquement. Dans les voitures, les bus ou les trains, l’H2 il est donc employé comprimé.
Mais où trouver de l’H2 vert en quantité? Il y a différentes solutions techniques, l’électrolyse à partir d’électricité verte en est une, une gazéification de la biomasse favorisant l’H2 au détriment du biométhane en est une autre, la production de l’H2 natif pourrait s’avérer la plus efficace. Peut-on l’espérer à grande échelle?
A lire aussi : Comment rendre le carburant hydrogène plus écologique?
Une bonne partie des questions scientifiques liées à la production d’hydrogène naturel restent à éclaircir, mais beaucoup de données suggèrent que l’H2 natif vient des interactions entre l’eau et les roches. Les géologues appellent ça la diagénèse. Exemple de réaction, le fer ferreux (Fe2⁺) contenu dans des roches en contact avec de l’eau s’oxyde en fer ferrique (Fe3⁺), libérant l’H2. L’eau peut être celle de la mer, on observe ces réactions au niveau de toutes les dorsales médio-océaniques, ou celle de la pluie et c’est ce qu’on observe en Islande.
Ce type de réaction peut aussi se faire avec d’autres métaux comme le magnésium; elle est rapide et efficace à haute température, vers 300 °C, mais est aussi possible à des températures plus basses d’une centaine de degrés. La cinétique de ces réactions fait l’objet de nombreuses recherches.
Autre source de dihydrogène naturel: la radiolyse, qui casse les molécules d’eau en hydrogène et oxygène, grâce à l’énergie de la radioactivité naturelle des roches.
Les estimations de la production d’H2 par ces deux sources, diagenèse et radiolyse, sont importantes, mais encore peu précises: selon les auteurs de quelques pour cent à la totalité de la consommation actuelle d’H₂, soit 70 millions de tonnes par an.
D’autres sources, comme la friction sur les plans de faille et l’activité de certaines bactéries en présence d’une autre source d’énergie, libèrent aussi de l’H2, mais, a priori, en quantités moindres. Ce qu’il est important de noter est que dans tous ces cas, il s’agit d’un flux d’hydrogène, c’est-à-dire une production continue, et non d’une ressource fossile, qui n’existerait qu’en stock fini à l’échelle humaine.
Une autre hypothèse est avancée par certains chercheurs, de grandes quantités de l’hydrogène primordial – celui présent à la formation du système solaire et de la Terre – auraient pu être préservées dans le manteau, voire dans le noyau terrestre. Dans cette hypothèse, l’H2 est un stock certes fossile mais quasi infini.
L’hydrogène existe donc sur et sous terre, son extraction directe commence à être sérieusement envisagée pour un H2 réellement vert et peu cher, y compris du côté industriel.
Par exemple, une compagnie d’exploration dédiée à l’hydrogène, NH₂E, a été créée aux USA et y a foré un premier puits au Kansas fin 2019. En France, la société 45-8 cherche de l’hélium et de l’H2 – l’hélium est un gaz stratégique, car c’est un gaz rare nécessaire à beaucoup d’industries électroniques, beaucoup plus cher que l’H2. Comme ils sont parfois liés dans le sous-sol, la production d’hélium apparaît comme une priorité.
Volcans sous-marins, fumerolles, chaînes de montagnes: où ces réactions se produisent-elles?
Comme déjà expliqué, les roches émises par les volcans des rides médio-océaniques réagissent au contact de l’eau, libérant de l’hydrogène.
Ce type de volcan s’observe aussi là où les rides médio-océaniques affleurent à la surface de la Terre, soit parce qu’elles sont en train de se former comme aux Afars – le point triple entre les axes centraux de la mer Rouge, du Golfe d’Aden et du rift est-africain – soit parce qu’elles sont soulevées par des phénomènes plus profonds, par exemple en Islande. De fait, dans cette île, les fumerolles de l’axe central du rift contiennent toutes de l’hydrogène. Actuellement, seule la chaleur de ces fumerolles est récupérée dans les centrales électriques géothermiques, mais on pourrait envisager d’y coupler la récupération de l’hydrogène.
Dans les zones où se forment les montagnes, ces croûtes océaniques peuvent aussi arriver à proximité de la surface et s’oxyder, des émanations d’H2 ont été remarquées dans ce contexte géologique en Oman, aux Philippines, en Nouvelle-Calédonie et même dans les Pyrénées.
D’autres émanations de surface sont observées en Russie (aux alentours de Moscou), aux USA (Caroline du Sud, Kansas), mais aussi au Brésil et dans beaucoup d’autres endroits, toujours dans les régions où le socle est très ancien et riche en métaux : la source pourrait être relativement similaire, oxydation d’un matériel riche en fer et libération de l’hydrogène.
Combien d’hydrogène pourrait-on trouver dans le sous-sol?
Certains voudraient connaître les réserves prouvées avant de se lancer dans une aventure d’exploration de l’H2. La question paraît loufoque aux géologues, car on ne connaît toujours pas les réserves d’hydrocarbures après plus de cent ans de forage et de travaux intensifs.
Il y a très peu de puits dédiés à l’exploration de l’hydrogène naturel, donc on ne sait pas, mais il y a des émanations de surface. Que nous indiquent-elles sur la probabilité que l’H2 natif représente à moyen terme une part importante de l’H2 consommé?
En Russie, aux Etats-Unis, au Brésil, au Canada, en Australie, en Namibie, de légères dépressions plutôt circulaires sont bien visibles sur des photos aériennes: ce sont les «ronds de sorcières». Souvent la végétation y meurt et si on y va avec un détecteur de gaz, on note que de l’hydrogène s’en échappe.
Pour tirer des conclusions sur la possibilité d’une production de cet hydrogène, il faut évidemment connaître le flux et non juste la concentration, ce que permettent de nouveaux capteurs. Prétendre que l’on comprend précisément le système serait un mensonge, mais les données convergent vers une production continue (sur des années) dans des quantités importantes. Les fuites que nous mesurons sont entre 50 et 1900 kg par km2 et par jour, à comparer avec les 5 kg nécessaires au réservoir d’une voiture à hydrogène.
Sur un bassin entier, il y pourrait donc y avoir des productions en millions de tonnes par an. En additionnant les bassins, les dorsales et les zones géothermales, les chiffres sont encore plus grands, mais toujours incertains puisque les premières données sont seulement en train d’être acquises.
Nous savons donc désormais que de l’hydrogène est produit tous les jours en quantité «industrielle» par l’interaction eau/roche. Une partie s’échappe et nous la mesurons dans les gaz des sols des ronds de sorcières. L’autre partie doit s’accumuler dans des réservoirs, comme l’eau ou les hydrocarbures – c’est la partie trouvée au Mali.
Il reste à déterminer les endroits les plus prospectifs et, selon le contexte, soit le séparer des autres gaz présents dans les flux géothermaux qui arrivent jusqu’à la surface, soit forer.
Pour des raisons économiques, «le plus prospectif» va s’entendre en termes de réserves, c’est-à-dire de quantité d’H2, mais aussi de coût de production: un puits à 110 m de profondeur comme celui en service au Mali est peu onéreux et on fore aussi très facilement, mais avec un peu plus d’argent, sur plusieurs km dans l’industrie géothermale – il faut aussi penser en termes de proximité du consommateur.
Isabelle Moretti, Membre de l'Académie des Technologies, chercheur associé E2S, Université de Pau et des Pays de l'Adour, et ISTEEP, Sorbonne Université
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.
Lire également Tempête sur terre et dans les tête
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Cette découverte au Mali montre qu’il y a des sources, mais aussi des réservoirs et des couvertures qui permettent une accumulation d’hydrogène dans le sous-sol.</p> <h3>D’où vient cet hydrogène?</h3> <p>L’hydrogène est la molécule la plus commune dans l’univers, mais il n’existe qu’en très faible quantité dans l’atmosphère terrestre – moins d’une molécule sur un million. Sur Terre, on trouve l’hydrogène combiné à l’oxygène dans l’eau, au carbone dans tous les hydrocarbures et aussi sous forme libre: c’est cet H<sub>2</sub> qui pourrait être notre carburant de base de demain.</p> <p>L’hydrogène est un carburant dont la combustion ne crée pas de CO<sub>2</sub>, mais de l’eau – un gros avantage pour la mobilité verte. Il est léger, mais par kilo il a une densité énergétique 3 fois supérieure à celle de l’essence, d’où son utilisation sous forme liquide pour le lancement d’Ariane par exemple. 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Peut-on l’espérer à grande échelle?</p> <hr /> <p style="text-align: center;"><em><strong> A lire aussi : <a href="https://theconversation.com/comment-rendre-le-carburant-hydrogene-plus-ecologique-123981">Comment rendre le carburant hydrogène plus écologique?</a></strong></em></p> <hr /> <p>Une bonne partie des questions scientifiques liées à la production d’hydrogène naturel restent à éclaircir, mais beaucoup de données suggèrent que l’H<sub>2</sub> natif vient des interactions entre l’eau et les roches. Les géologues appellent ça la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagen%C3%A8se">diagénèse</a>. Exemple de réaction, le fer ferreux (Fe<sup>2</sup>⁺) contenu dans des roches en contact avec de l’eau s’oxyde en fer ferrique (Fe<sup>3</sup>⁺), libérant l’H<sub>2</sub>. L’eau peut être celle de la mer, on observe ces réactions au niveau de toutes les dorsales médio-océaniques, ou celle de la pluie et c’est ce qu’on observe en Islande.</p> <p>Ce type de réaction peut aussi se faire avec d’autres métaux comme le magnésium; elle est rapide et efficace à haute température, vers 300 °C, mais est aussi possible à des températures plus basses d’une centaine de degrés. 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Ce qu’il est important de noter est que dans tous ces cas, il s’agit d’un <em>flux</em> d’hydrogène, <a href="https://theconversation.com/penser-lapres-les-limites-physiques-de-la-planete-138842">c’est-à-dire une production continue</a>, et non d’une ressource fossile, qui n’existerait qu’en <em>stock fini à l’échelle humaine</em>.</p> <p>Une autre hypothèse est avancée par certains chercheurs, de grandes quantités de l’hydrogène primordial – celui présent à la formation du système solaire et de la Terre – auraient pu être préservées dans le manteau, voire dans le noyau terrestre. Dans cette hypothèse, l’H<sub>2</sub> est un <em>stock</em> certes fossile <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825219304787">mais quasi infini</a>.</p> <p>L’hydrogène existe donc <a href="https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/lhydrogene-naturel-curiosite-geologique-ou-source-denergie-majeure-dans-le-futur">sur et sous terre</a>, son extraction directe <a href="https://www.belin-editeur.com/hydrogene-naturel-la-prochaine-revolution-energetique">commence à être sérieusement envisagée</a> pour un H<sub>2</sub> réellement vert et peu cher, <a href="https://pubs.geoscienceworld.org/msa/elements/article/16/1/8/582934">y compris du côté industriel</a>.</p> <p>Par exemple, une compagnie d’exploration dédiée à l’hydrogène, <a href="http://nh2e.com/">NH₂E</a>, a été créée aux USA et y a foré un premier puits au Kansas fin 2019. 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La question paraît loufoque aux géologues, car on ne connaît toujours pas les réserves d’hydrocarbures après plus de cent ans de forage et de travaux intensifs.</p> <p>Il y a très peu de puits dédiés à l’exploration de l’hydrogène naturel, donc on ne sait pas, mais il y a des émanations de surface. Que nous indiquent-elles sur la probabilité que l’H<sub>2</sub> natif représente à moyen terme une part importante de l’H<sub>2</sub> consommé?</p> <p>En Russie, aux Etats-Unis, au Brésil, au Canada, en Australie, en Namibie, de légères dépressions plutôt circulaires sont bien visibles sur des photos aériennes: ce sont les «ronds de sorcières». Souvent la végétation y meurt et si on y va avec un détecteur de gaz, on note que de l’<a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11053-014-9257-5">hydrogène s’en échappe</a>.</p> <p>Pour tirer des conclusions sur la possibilité d’une production de cet hydrogène, il faut évidemment connaître le flux et non juste la concentration, ce que permettent de <a href="https://www.engie.com/sites/default/files/assets/documents/2020-06/PLS%20ENGIE%202020_Version%20Francaise_290520.pdf">nouveaux capteurs</a>. Prétendre que l’on comprend précisément le système serait un mensonge, mais les données convergent vers une production continue (sur des années) dans des quantités importantes. Les fuites que nous mesurons sont entre 50 et 1900 kg par km<sup>2</sup> et par jour, à comparer avec les 5 kg nécessaires au réservoir d’une voiture à hydrogène.</p> <p>Sur un bassin entier, il y pourrait donc y avoir des productions en millions de tonnes par an. 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L’autre partie doit s’accumuler dans des réservoirs, comme l’eau ou les hydrocarbures – c’est la partie trouvée au Mali.</p> <p>Il reste à déterminer les endroits les plus prospectifs et, selon le contexte, soit le séparer des autres gaz présents dans les flux géothermaux qui arrivent jusqu’à la surface, soit forer.</p> <p>Pour des raisons économiques, «le plus prospectif» va s’entendre en termes de réserves, c’est-à-dire de quantité d’H<sub>2</sub>, mais aussi de coût de production: un puits à 110 m de profondeur comme celui en service au Mali est peu onéreux et on fore aussi très facilement, mais avec un peu plus d’argent, sur plusieurs km dans l’industrie géothermale – il faut aussi penser en termes de proximité du consommateur.<img src="https://counter.theconversation.com/content/138843/count.gif?distributor=republish-lightbox-basic" alt="The Conversation" width="1" height="1" /></p> <hr /> <h4><span><a href="https://theconversation.com/profiles/isabelle-moretti-1126779">Isabelle Moretti</a>, Membre de l'Académie des Technologies, chercheur associé E2S, Université de Pau et des Pays de l'Adour, et ISTEEP, <em><a href="https://theconversation.com/institutions/sorbonne-universite-2467">Sorbonne Université</a></em></span></h4> <h4>Cet article est republié à partir de <a href="https://theconversation.com">The Conversation</a> sous licence Creative Commons. Lire l’<a href="https://theconversation.com/hydrogene-pour-la-transition-energetique-est-on-oblige-de-le-fabriquer-138843">article original</a>.</h4> <p>Lire également <a href="https://bonpourlatete.com/actuel/tempetes-sur-terre-et-dans-les-tetes" target="_blank" rel="noopener"><em>Tempête sur terre et dans les tête</em></a></p>', 'content_edition' => '', 'slug' => 'hydrogene-pour-la-transition-energetique-est-on-oblige-de-le-fabriquer', 'headline' => null, 'homepage' => null, 'like' => (int) 854, 'editor' => null, 'index_order' => (int) 1, 'homepage_order' => (int) 1, 'original_url' => '', 'podcast' => false, 'tagline' => null, 'poster' => null, 'category_id' => (int) 10, 'person_id' => (int) 85, 'post_type_id' => (int) 1, 'poster_attachment' => null, 'editions' => [ [maximum depth reached] ], 'tags' => [ [maximum depth reached] ], 'locations' => [[maximum depth reached]], 'attachment_images' => [ [maximum depth reached] ], 'attachments' => [ [maximum depth reached] ], 'person' => object(App\Model\Entity\Person) {}, 'comments' => [ [maximum depth reached] ], 'category' => object(App\Model\Entity\Category) {}, '[new]' => false, '[accessible]' => [ [maximum depth reached] ], '[dirty]' => [[maximum depth reached]], '[original]' => [[maximum depth reached]], '[virtual]' => [[maximum depth reached]], '[hasErrors]' => false, '[errors]' => [[maximum depth reached]], '[invalid]' => [[maximum depth reached]], '[repository]' => 'Posts' }, 'relatives' => [ (int) 0 => object(App\Model\Entity\Post) {}, (int) 1 => object(App\Model\Entity\Post) {}, (int) 2 => object(App\Model\Entity\Post) {}, (int) 3 => object(App\Model\Entity\Post) {} ], 'embeds' => [], 'images' => [ (int) 0 => object(Cake\ORM\Entity) {} ], 'audios' => [], 'comments' => [ (int) 0 => object(App\Model\Entity\Comment) {}, (int) 1 => object(App\Model\Entity\Comment) {}, (int) 2 => object(App\Model\Entity\Comment) {} ], 'author' => 'Bon pour la tête', 'description' => 'L’hydrogène est un carburant dont la combustion ne crée pas de CO2, mais de l’eau – un gros avantage pour la mobilité verte. 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Mais l’hydrogène, le dihydrogène en fait, H<sub>2</sub>, est fabriqué à 95 % en émettant du CO<sub>2</sub> à partir d’hydrocarbures ou en les brûlant.</p> <p>Certains procédés consistent à séparer le carbone de l’hydrogène dans les hydrocarbures (CH<sub>4</sub> pour le gaz naturel) d’autres utilisent l’électrolyse pour séparer l’hydrogène de l’oxygène dans l’eau H<sub>2</sub>0, mais avec de l’électricité encore souvent carbonée.</p> <p>A l’inverse, depuis quelques années, au Mali, un village est électrifié grâce à la production d’hydrogène «natif», ou «naturel»: celui qu’on trouve dans le sous-sol.</p> <p>Cette source d’hydrogène pourrait-elle être une alternative généralisable?</p> <h3>L’hydrogène, une nouvelle ressource naturelle?</h3> <p>Au Mali, un puits foré pour chercher de l’eau s’est avéré sec, mais a fortuitement rencontré de l’hydrogène qui a été mis en production par la compagnie <a href="https://hydroma.ca">Hydroma</a>.</p> <p>L’hydrogène natif, quasiment pur dans ce cas, est directement brûlé dans une turbine à gaz adaptée, et produit l’électricité pour un petit village. D’autres puits alentour ont été forés pour essayer de déterminer les réserves, <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9serve_p%C3%A9troli%C3%A8re">au sens de l’<em>oil & gas</em></a>, et de <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319918327861">changer d’échelle</a>.</p> <p>Ce succès a fait voler en éclat nombre d’a priori: beaucoup croyaient en effet qu’aucune accumulation naturelle d’H<sub>2</sub> dans le sous-sol ne pouvait exister. Le puits initial produit depuis 4 ans sans baisse de pression, ce qui signifie qu’il se recharge en continu.</p> <p>De plus, les mesures en surface du contenu des sols en H<sub>2</sub> ne montrent pas de fuites. Celles-ci étaient plutôt attendues, car la molécule d’H<sub>2</sub> est très petite et très réactive, et elle peut donc migrer facilement et se combiner avec d’autres espèces chimiques. Cette découverte au Mali montre qu’il y a des sources, mais aussi des réservoirs et des couvertures qui permettent une accumulation d’hydrogène dans le sous-sol.</p> <h3>D’où vient cet hydrogène?</h3> <p>L’hydrogène est la molécule la plus commune dans l’univers, mais il n’existe qu’en très faible quantité dans l’atmosphère terrestre – moins d’une molécule sur un million. Sur Terre, on trouve l’hydrogène combiné à l’oxygène dans l’eau, au carbone dans tous les hydrocarbures et aussi sous forme libre: c’est cet H<sub>2</sub> qui pourrait être notre carburant de base de demain.</p> <p>L’hydrogène est un carburant dont la combustion ne crée pas de CO<sub>2</sub>, mais de l’eau – un gros avantage pour la mobilité verte. Il est léger, mais par kilo il a une densité énergétique 3 fois supérieure à celle de l’essence, d’où son utilisation sous forme liquide pour le lancement d’Ariane par exemple. A pression et température ambiante, par unité de volume, il est au contraire peu dense énergétiquement. Dans les voitures, les bus ou les trains, l’H<sub>2</sub> il est donc employé comprimé.</p> <p>Mais où trouver de l’H<sub>2</sub> vert en quantité? Il y a différentes solutions techniques, l’électrolyse à partir d’électricité verte en est une, une gazéification de la biomasse favorisant l’H<sub>2</sub> au détriment du biométhane en est une autre, la production de l’H<sub>2</sub> natif pourrait s’avérer la plus efficace. Peut-on l’espérer à grande échelle?</p> <hr /> <p style="text-align: center;"><em><strong> A lire aussi : <a href="https://theconversation.com/comment-rendre-le-carburant-hydrogene-plus-ecologique-123981">Comment rendre le carburant hydrogène plus écologique?</a></strong></em></p> <hr /> <p>Une bonne partie des questions scientifiques liées à la production d’hydrogène naturel restent à éclaircir, mais beaucoup de données suggèrent que l’H<sub>2</sub> natif vient des interactions entre l’eau et les roches. Les géologues appellent ça la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagen%C3%A8se">diagénèse</a>. Exemple de réaction, le fer ferreux (Fe<sup>2</sup>⁺) contenu dans des roches en contact avec de l’eau s’oxyde en fer ferrique (Fe<sup>3</sup>⁺), libérant l’H<sub>2</sub>. L’eau peut être celle de la mer, on observe ces réactions au niveau de toutes les dorsales médio-océaniques, ou celle de la pluie et c’est ce qu’on observe en Islande.</p> <p>Ce type de réaction peut aussi se faire avec d’autres métaux comme le magnésium; elle est rapide et efficace à haute température, vers 300 °C, mais est aussi possible à des températures plus basses d’une centaine de degrés. La cinétique de ces réactions fait l’objet de nombreuses recherches.</p> <p>Autre <a href="https://www.nature.com/articles/nature14017">source de dihydrogène naturel</a>: la <a href="http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_technique.php?id_ast=1067">radiolyse</a>, qui casse les molécules d’eau en hydrogène et oxygène, grâce à l’énergie de la radioactivité naturelle des roches.</p> <p>Les estimations de la production d’H<sub>2</sub> par ces deux sources, diagenèse et radiolyse, sont importantes, mais encore peu précises: <a href="https://www.pnas.org/content/117/24/13283.short">selon les auteurs de quelques pour cent à la totalité de la consommation actuelle d’H₂</a>, soit 70 millions de tonnes par an.</p> <p>D’autres sources, comme la friction sur les plans de faille et l’activité de certaines bactéries en présence d’une autre source d’énergie, libèrent aussi de l’H<sub>2</sub>, mais, a priori, en quantités moindres. Ce qu’il est important de noter est que dans tous ces cas, il s’agit d’un <em>flux</em> d’hydrogène, <a href="https://theconversation.com/penser-lapres-les-limites-physiques-de-la-planete-138842">c’est-à-dire une production continue</a>, et non d’une ressource fossile, qui n’existerait qu’en <em>stock fini à l’échelle humaine</em>.</p> <p>Une autre hypothèse est avancée par certains chercheurs, de grandes quantités de l’hydrogène primordial – celui présent à la formation du système solaire et de la Terre – auraient pu être préservées dans le manteau, voire dans le noyau terrestre. Dans cette hypothèse, l’H<sub>2</sub> est un <em>stock</em> certes fossile <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825219304787">mais quasi infini</a>.</p> <p>L’hydrogène existe donc <a href="https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/lhydrogene-naturel-curiosite-geologique-ou-source-denergie-majeure-dans-le-futur">sur et sous terre</a>, son extraction directe <a href="https://www.belin-editeur.com/hydrogene-naturel-la-prochaine-revolution-energetique">commence à être sérieusement envisagée</a> pour un H<sub>2</sub> réellement vert et peu cher, <a href="https://pubs.geoscienceworld.org/msa/elements/article/16/1/8/582934">y compris du côté industriel</a>.</p> <p>Par exemple, une compagnie d’exploration dédiée à l’hydrogène, <a href="http://nh2e.com/">NH₂E</a>, a été créée aux USA et y a foré un premier puits au Kansas fin 2019. En France, la <a href="http://www.458energy.com/">société 45-8</a> cherche de l’hélium et de l’H<sub>2</sub> – l’hélium est un gaz stratégique, car c’est un gaz rare nécessaire à beaucoup d’industries électroniques, beaucoup plus cher que l’H<sub>2</sub>. Comme ils sont parfois liés dans le sous-sol, la production d’hélium apparaît comme une priorité.</p> <h3>Volcans sous-marins, fumerolles, chaînes de montagnes: où ces réactions se produisent-elles?</h3> <p>Comme déjà expliqué, les roches émises par les volcans des rides médio-océaniques réagissent au contact de l’eau, <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009254102001341">libérant de l’hydrogène</a>.</p> <p>Ce type de volcan s’observe aussi là où les rides médio-océaniques affleurent à la surface de la Terre, soit parce qu’elles sont en train de se former comme aux Afars – le point triple entre les axes centraux de la mer Rouge, du Golfe d’Aden et du rift est-africain – soit parce qu’elles sont soulevées par des phénomènes plus profonds, par exemple en Islande. De fait, dans cette île, les fumerolles de l’axe central du rift contiennent toutes de l’hydrogène. Actuellement, seule la chaleur de ces fumerolles est récupérée dans les centrales électriques géothermiques, mais on pourrait envisager d’y coupler la récupération de l’hydrogène.</p> <p>Dans les zones où se forment les montagnes, ces croûtes océaniques peuvent aussi arriver à proximité de la surface et s’oxyder, des émanations d’H<sub>2</sub> ont été remarquées dans ce contexte géologique en Oman, aux Philippines, en Nouvelle-Calédonie et même dans les Pyrénées.</p> <p>D’autres émanations de surface sont observées en Russie (aux alentours de Moscou), aux USA (Caroline du Sud, Kansas), mais <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0883292719302811?via%3Dihub">aussi</a> <a href="https://hal-univ-pau.archives-ouvertes.fr/hal-02187461/document">au Brésil</a> et dans <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825219304787">beaucoup d’autres endroits</a>, toujours dans les régions où le socle est très ancien et riche en métaux : la source pourrait être relativement similaire, oxydation d’un matériel riche en fer et libération de l’hydrogène.</p> <h3>Combien d’hydrogène pourrait-on trouver dans le sous-sol?</h3> <p>Certains voudraient connaître les réserves prouvées avant de se lancer dans une aventure d’exploration de l’H<sub>2</sub>. La question paraît loufoque aux géologues, car on ne connaît toujours pas les réserves d’hydrocarbures après plus de cent ans de forage et de travaux intensifs.</p> <p>Il y a très peu de puits dédiés à l’exploration de l’hydrogène naturel, donc on ne sait pas, mais il y a des émanations de surface. Que nous indiquent-elles sur la probabilité que l’H<sub>2</sub> natif représente à moyen terme une part importante de l’H<sub>2</sub> consommé?</p> <p>En Russie, aux Etats-Unis, au Brésil, au Canada, en Australie, en Namibie, de légères dépressions plutôt circulaires sont bien visibles sur des photos aériennes: ce sont les «ronds de sorcières». Souvent la végétation y meurt et si on y va avec un détecteur de gaz, on note que de l’<a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11053-014-9257-5">hydrogène s’en échappe</a>.</p> <p>Pour tirer des conclusions sur la possibilité d’une production de cet hydrogène, il faut évidemment connaître le flux et non juste la concentration, ce que permettent de <a href="https://www.engie.com/sites/default/files/assets/documents/2020-06/PLS%20ENGIE%202020_Version%20Francaise_290520.pdf">nouveaux capteurs</a>. Prétendre que l’on comprend précisément le système serait un mensonge, mais les données convergent vers une production continue (sur des années) dans des quantités importantes. Les fuites que nous mesurons sont entre 50 et 1900 kg par km<sup>2</sup> et par jour, à comparer avec les 5 kg nécessaires au réservoir d’une voiture à hydrogène.</p> <p>Sur un bassin entier, il y pourrait donc y avoir des productions en millions de tonnes par an. En additionnant les bassins, les dorsales et les zones géothermales, les chiffres sont encore plus grands, mais toujours incertains puisque les premières données sont seulement en train d’être acquises.</p> <p>Nous savons donc désormais que de l’hydrogène est produit tous les jours en quantité «industrielle» par l’interaction eau/roche. Une partie s’échappe et nous la mesurons dans les gaz des sols des ronds de sorcières. L’autre partie doit s’accumuler dans des réservoirs, comme l’eau ou les hydrocarbures – c’est la partie trouvée au Mali.</p> <p>Il reste à déterminer les endroits les plus prospectifs et, selon le contexte, soit le séparer des autres gaz présents dans les flux géothermaux qui arrivent jusqu’à la surface, soit forer.</p> <p>Pour des raisons économiques, «le plus prospectif» va s’entendre en termes de réserves, c’est-à-dire de quantité d’H<sub>2</sub>, mais aussi de coût de production: un puits à 110 m de profondeur comme celui en service au Mali est peu onéreux et on fore aussi très facilement, mais avec un peu plus d’argent, sur plusieurs km dans l’industrie géothermale – il faut aussi penser en termes de proximité du consommateur.<img src="https://counter.theconversation.com/content/138843/count.gif?distributor=republish-lightbox-basic" alt="The Conversation" width="1" height="1" /></p> <hr /> <h4><span><a href="https://theconversation.com/profiles/isabelle-moretti-1126779">Isabelle Moretti</a>, Membre de l'Académie des Technologies, chercheur associé E2S, Université de Pau et des Pays de l'Adour, et ISTEEP, <em><a href="https://theconversation.com/institutions/sorbonne-universite-2467">Sorbonne Université</a></em></span></h4> <h4>Cet article est republié à partir de <a href="https://theconversation.com">The Conversation</a> sous licence Creative Commons. Lire l’<a href="https://theconversation.com/hydrogene-pour-la-transition-energetique-est-on-oblige-de-le-fabriquer-138843">article original</a>.</h4> <p>Lire également <a href="https://bonpourlatete.com/actuel/tempetes-sur-terre-et-dans-les-tetes" target="_blank" rel="noopener"><em>Tempête sur terre et dans les tête</em></a></p>', 'content_edition' => '', 'slug' => 'hydrogene-pour-la-transition-energetique-est-on-oblige-de-le-fabriquer', 'headline' => null, 'homepage' => null, 'like' => (int) 854, 'editor' => null, 'index_order' => (int) 1, 'homepage_order' => (int) 1, 'original_url' => '', 'podcast' => false, 'tagline' => null, 'poster' => null, 'category_id' => (int) 10, 'person_id' => (int) 85, 'post_type_id' => (int) 1, 'poster_attachment' => null, 'editions' => [ (int) 0 => object(App\Model\Entity\Edition) {} ], 'tags' => [ (int) 0 => object(App\Model\Entity\Tag) {}, (int) 1 => object(App\Model\Entity\Tag) {}, (int) 2 => object(App\Model\Entity\Tag) {} ], 'locations' => [], 'attachment_images' => [ (int) 0 => object(Cake\ORM\Entity) {} ], 'attachments' => [ (int) 0 => object(Cake\ORM\Entity) {} ], 'person' => object(App\Model\Entity\Person) {}, 'comments' => [ (int) 0 => object(App\Model\Entity\Comment) {}, (int) 1 => object(App\Model\Entity\Comment) {}, (int) 2 => object(App\Model\Entity\Comment) {} ], 'category' => object(App\Model\Entity\Category) {}, '[new]' => false, '[accessible]' => [ '*' => true, 'id' => false ], '[dirty]' => [], '[original]' => [], '[virtual]' => [], '[hasErrors]' => false, '[errors]' => [], '[invalid]' => [], '[repository]' => 'Posts' } $relatives = [ (int) 0 => object(App\Model\Entity\Post) { 'id' => (int) 4937, 'created' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {}, 'modified' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {}, 'publish_date' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {}, 'notified' => null, 'free' => true, 'status' => 'PUBLISHED', 'priority' => null, 'readed' => null, 'subhead' => null, 'title' => 'Géopolitique du sport: l’affrontement entre la Russie et l’Ukraine', 'subtitle' => 'Impossible apolitisme du sport mondial face à la guerre en Ukraine. 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Cette déclaration est catégorique : « La guerre non provoquée et injustifiable de la Russie contre l’Ukraine, soutenue par le gouvernement biélorusse, est répugnante et constitue une violation flagrante de ses obligations internationales. » Ainsi, du point de vue sportif et diplomatique, la Russie se retrouve isolée.</p> <h3>La création d’un nouvel ordre mondial du sport ?</h3> <p>Dans les paroles et les actions, le pouvoir russe privilégie depuis le début de l’invasion la création d’un pôle sportif alternatif à l’échelle mondiale pour contrer les institutions sportives internationales traditionnelles telles que le CIO ou la Fifa.</p> <p>En pratique, cela impliquerait de se passer du sport mondial, de le remplacer ou de rivaliser avec lui. En Russie, par exemple, l’idée de diviser le mouvement olympique gagne du terrain. Il s’agirait de séparer les Jeux en deux parties : à l’Ouest, les Jeux occidentaux, et à l’Est, les Jeux russes « traditionnels ». Ces Jeux à la russe se dérouleraient en été en Crimée et en hiver à Sotchi. Ils puiseraient leur légitimité dans les liens historiques plus ou moins confirmés de ces régions avec la Grèce antique. En 2007, pour obtenir les Jeux de Sotchi, Vladimir Poutine avait rappelé aux membres du CIO que « les Grecs anciens ont vécu près de Sotchi. J’ai vu le rocher près de Sotchi où, selon la légende, Prométhée était enchaîné. Prométhée qui a donné le feu aux hommes, le feu qui est finalement la flamme olympique ». Depuis, l’argument du mythe est souvent utilisé pour évoquer cette région russe, composée du Caucase et de la péninsule de Crimée. 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Concomitante à une dynamique plus générale de désoccidentalisation du monde, cette influence dépasse très largement le cadre sportif.</p> <h3>Le sport ukrainien, c’est la guerre avec les balles</h3> <p>Depuis le 24 février 2022, pour Volodymyr Zelensky et l’Ukraine, le sport, c’est la <a href="https://www.radiofrance.fr/franceculture/podcasts/culturesmonde/le-sport-c-est-la-guerre-les-fusils-en-moins-g-orwell-1945-2-4-la-guerre-un-sport-comme-les-autres-7282852">guerre avec les balles</a>. En effet, à l’heure du conflit russo-ukrainien, le domaine sportif en Ukraine a subi une transformation significative.</p> <p>Initialement, au lendemain de l’invasion et sur une période de moins de deux mois, les autorités nationales ont suspendu l’ensemble des activités sportives en Ukraine. L’accent était alors mis sur l’effort de guerre, et les installations sportives ont été utilisées par les militaires ukrainiens comme bases de repli ou de déploiement. Cela explique pourquoi les installations sportives, telles que les stades ou les gymnases, sont souvent la cible des forces russes, car elles pourraient potentiellement abriter des unités ukrainiennes entières.</p> <p>Par la suite, lorsque l’armée russe a commencé à faire du surplace voire à reculer sur le terrain, le secteur sportif ukrainien a pris une nouvelle orientation. Certains clubs de football ont obtenu la permission de jouer des matchs de charité à l’étranger, malgré la loi martiale interdisant aux hommes âgés de 18 à 60 ans de quitter le territoire. Ces matchs visaient à sensibiliser à la cause ukrainienne. De même, les athlètes en préparation pour d’importantes compétitions ont pu s’entraîner à l’étranger.</p> <p>Par exemple, l’équipe nationale de football a été autorisée à s’entraîner en Slovénie pendant un mois en mai 2022 en vue des qualifications pour la Coupe du monde de football 2022 au Qatar. Ainsi, le soft power sportif a contribué symboliquement à l’effort de guerre. Les autorités estimaient qu’un athlète ukrainien était plus utile sur le terrain sportif que sur le front militaire. Selon elles, il offrait un double avantage en donnant à l’Ukraine une visibilité internationale et en pouvant potentiellement rehausser le moral des troupes déployées sur le terrain. Cette dimension ne doit pas être sous-estimée : une victoire sportive pour un athlète ukrainien procurait aux soldats, qui suivaient régulièrement les matchs et les résultats, un certain espoir et un regain de moral.</p> <p>À partir de la mi-juin 2022, le sport à l’échelle nationale a progressivement retrouvé sa place, bien que dans des conditions exceptionnelles. Par exemple, la Première Ligue ukrainienne de football a obtenu l’autorisation de débuter la saison 2022-2023 fin août. Toutefois, les règles ont été adaptées à la situation du moment. Les spectateurs ne sont plus autorisés à assister aux matchs, et ceux-ci nécessitent une autorisation systématique de l’administration militaire pour avoir lieu. Si une alerte de raid aérien potentiel retentit dans un rayon de moins de 500 mètres, le match est interrompu et les joueurs se réfugient dans les vestiaires, ce qui se produit régulièrement. Après un an et demi de guerre, aucun footballeur ukrainien n’a été blessé. Cependant, certains matchs ont duré plus de cinq heures au total.</p> <p>Paradoxalement, l’Ukraine continue de participer activement aux événements sportifs européens et mondiaux. Chaque compétition internationale offre l’opportunité aux autorités de promouvoir les intérêts du pays dans un contexte de guerre. De plus, certains clubs ukrainiens sont accueillis par les alliés géopolitiques les plus proches de l’Ukraine. Par exemple, le Dynamo Kyiv s’entraîne et joue certains de ses matchs à Cracovie, en Pologne. Dnipro, quant à lui, joue et s’entraîne à Košice, en Slovaquie, de manière permanente. En général, de nombreux athlètes et entraîneurs ukrainiens, actifs ou non, ont choisi de rejoindre le front dans l’est de l’Ukraine, mettant leur carrière en suspens. Le cas emblématique est peut-être celui de Yuriy Vernydub, entraîneur ukrainien du Sheriff Tiraspol, qui est parti au front dès le lendemain de l’invasion. Il est important de noter que ces professionnels du sport proviennent souvent de divisions sportives moins importantes. En effet, les athlètes de renom préfèrent généralement contribuer à l’effort de guerre d’un point de vue sportif et symbolique.</p> <p>Le cas des supporters des clubs ukrainiens est également notable. Depuis 2014 et surtout depuis l’invasion russe en Ukraine, de nombreux ultras ont rejoint le front pour combattre ensemble, mettant de côté leur rivalité sportive. En temps de paix rivaux, les supporters du Shakhtar Donetsk et du Dynamo Kyiv combattent ensemble contre leur ennemi commun.</p> <h3>La stratégie politique et sportive de Volodymyr Zelensky après l’invasion russe</h3> <p>Depuis le 24 février 2022, la stratégie internationale de Volodymyr Zelensky s’est intensifiée dans le domaine sportif, trouvant écho dans l’espace médiatique mondial. Les ministères, les organisations privées et le comité olympique ukrainien, tous les organes politiques, économiques et sportifs du pays sont mobilisés pour transmettre un message : l’exclusion de la Russie doit durer tant que l’invasion se poursuit.</p> <figure><iframe frameborder="0" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/YQiSJ3AO5CI?wmode=transparent&start=0" width="440"></iframe></figure> <p>Le hashtag #boycottrussiansport en est devenu le symbole. De manière concrète, les arguments ukrainiens peuvent être résumés en cinq points. La Russie devrait être exclue des événements sportifs mondiaux et des Jeux olympiques de Paris 2024 car elle est un État envahisseur et terroriste ; les athlètes russes sont de quelque manière liés à l’État russe ou à l’armée russe ; le régime de Vladimir Poutine exploite le sport à des fins de propagande ; dans de telles conditions, l’équité des compétitions sportives (Jeux olympiques, Coupe du monde, etc.) ne peut être maintenue ; les athlètes ukrainiens perdent la vie au front ou ne peuvent pas s’entraîner convenablement pour les grandes compétitions internationales, par conséquent la Russie et la Biélorussie ne devraient pas être autorisés à y participer.</p> <p>Pour diffuser ces arguments, le gouvernement ukrainien utilise divers canaux. Tout comme Volodymyr Zelensky utilise son smartphone pour communiquer avec différentes générations, les principaux porte-parole du sport ukrainien exploitent les canaux et les codes contemporains pour diffuser leur message. Les réseaux sociaux tels que TikTok, Facebook ou Instagram sont fréquemment utilisés pour diffuser des propos politiques liés au sport. On peut souvent voir circuler des vidéos de quelques secondes transmettant un message percutant. Par exemple, l’une de ces vidéos virales montre un athlète russe lançant un javelot dans les airs. Le javelot se transforme ensuite en obus, suit la trajectoire de l’athlète et finit par s’écraser sur un bâtiment ukrainien. Un message s’affiche alors à l’écran : « Boycott Russian Sport. »</p> <h4 style="text-align: center;"><a href="https://images.theconversation.com/files/592021/original/file-20240503-16-h8q7b1.jpeg?ixlib=rb-4.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img src="https://images.theconversation.com/files/592021/original/file-20240503-16-h8q7b1.jpeg?ixlib=rb-4.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" alt="" /></a></h4> <h4 style="text-align: center;"><em><span>Ces extraits sont issus de « La Guerre du sport. 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En effet, le corps humain n'utiliserait la provitamine A que s'il dispose de suffisamment de graisse, ce qui, selon Greenpeace, n'est souvent pas le cas chez ces personnes. De plus, il y aurait un risque que le riz génétiquement modifié, une fois introduit dans le champ, se reproduise de manière autonome, se propage et contamine ainsi d'autres variétés de riz. En raison de ces doutes, il a fallu attendre 16 ans de plus pour que les autorités philippines en charge de la biosécurité donnent finalement le feu vert à la culture du riz doré en 2021.</p> <h3>Le tribunal révoque l’autorisation</h3> <p>Mais aujourd'hui, une nouvelle décision de justice met déjà un frein à la propagation de la variété de riz transgénique. Ainsi, une Cour d'appel philippine a révoqué l'autorisation le 17 avril dernier en se référant au principe de précaution: «En l'absence de consensus scientifique sur la sécurité du riz doré, il ne devrait plus être cultivé à des fins commerciales». 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VOS RÉACTIONS SUR LE SUJET
3 Commentaires
@joly.tramelan 13.08.2021 | 09h11
«Très intéressant.»
@stef 20.09.2021 | 17h56
«On espère tous que ce soit LA solution pour un avenir énergétique propre !»
@Gr0man 21.03.2022 | 15h16
«L'énergie "propre" est celle que nous ne consommons pas ;)
L'extraction de ressources entre autres énergétiques est actuellement pour nous "naturellement" lointaine (puisque notre désir à assouvir est trop important à ce que nous milieu est susceptible de nous fournir à proximité). Extraction source d'entente (tourisme et échanges internationaux) et de mésentente (conflits que nous pouvons observer confortablement sur nos écrans) qui dans les 2 cas font marcher notre gouvernail PIB.
Cette production/consommation d'énergie colossal (quelle qu'elle soit) produit systématiquement la transformation et/ou la destruction de notre milieu et la production d'indésirable (déchets: CO2, produits toxiques, déchets nucléaire, plastique...) que nous devrons pas la suite dissiper dans notre milieu sous forme de changement climatique, de pollutions diluées mais toxiques à large échelle (https://www.rts.ch/info/sciences-tech/environnement/12850938-la-peinture-pourrait-etre-la-source-majeure-de-la-pollution-aux-microplastiques.html), d'anciennes carrières polluées ou de décharges (bien sur) indésirables lorsqu'elles sont proches de chez nous.
Utiliser l'énergie avec grand respect (surtout fossile étant donné leur super pouvoir) pour nos besoins vitaux en évitant de trop nous multiplier + l'interdiction des publicités / marketing à des fins spéculatifs seraient-elles l'une des directions qu'il serait temps de (re)prendre dans nos équations économique pour épanouir concrètement la vie sur notre très chère planète terre ?»