La France, futur El Dorado de l'hydrogène ?
Le plus grand gisement mondial d'hydrogène se trouve sous le sol français ! L'année dernière, en 2023, des géologues français ont creusé le sol lorrain à la recherche de méthane — gaz très utilisé dans l'industrie. D'après leurs analyses, ils pensaient y trouver 370 milliards de mètres cubes, ce qui représente 8 ans de consommation de gaz mondial. Une sonde spécialement conçue pour ce type de forage, brevetée en avril 2023, s'est alors mise à creuser à plus de 1 000 mètres de profondeur dans un puit sur la commune de Folschviller, à 50 kilomètres de Metz. Leurs calculs semblent bons. Du méthane, ils en trouvent, et du pur en plus ! Bingo. Mais quelle ne fut pas leur surprise lorsque les géologues français s'aperçurent que plus ils creusaient, plus la présence d'un gaz encore plus précieux devenait importante : l'hydrogène, ou dihydrogène pour être plus précis, noté H2.
À 800 mètres, la quantité de H2 passait de 1 % à 6 %, puis à 15 % à 1 100 mètres... Selon leurs estimations, à 3 000 mètres de profondeur, la teneur en hydrogène serait même de 90 %, ce qui ferait du gisement lorrain un véritable réservoir de plus de 50 millions de tonnes d'hydrogène naturel, soit la plus grande concentration mondiale de cet hydrogène dit « blanc », correspondant à la moitié de la production mondiale d'hydrogène « gris ».
Blanc ? Gris ? Que signifient ces codes couleurs ? Pour mieux les comprendre, il faut revenir sur le mode de production de l'hydrogène. Ce dernier est un gaz inflammable, contenant une énorme quantité d'énergie lorsqu'il est mis en présence d'oxygène. Mais il est également très volatile, et toute source naturelle s'évapore instantanément. Il faut donc le synthétiser soit à partir de source carbonée (hydrogène noir) ou à partir du méthane (hydrogène gris). Comment faire ?
La Terre et ses productions d'hydrogène - (source : C. BICKEL/SCIENCE (DATA) GEOFFREY ELLIS/USGS)
La composition chimique du méthane s'écrit CH4 : soit un atome de carbone C bien encadré par quatre atomes d'hydrogène (H4). Il faut donc briser ce quintet à la force du poignet afin d'y récupérer du dihydrogène (H2). Mais ce coup de marteau ne se fait pas sans heurt. Le dihydrogène (H2) se combine en brûlant avec de l'oxygène pour former de l'eau (H2O), processus d'une propreté absolue puisque seule de l'eau est produite suite à la combustion de l'hydrogène. Pendant ce temps, le carbone C s'empresse quant à lui de s'acoquiner avec un oxygène ambiant pour former du CO2. Admettez qu'il est bien dommage d'avoir un gaz complétement propre si pour le produire, nous émettons tant de CO2 !
Une possibilité plus vertueuse est la production d'hydrogène « vert » par électrolyse : il suffit pour cela de briser une molécule d'eau (H2O) et de récupérer d'un côté l'oxygène O et de l'autre le dihydrogène H2. L'électrolyse nécessite de l'électricité, elle-même fournie par des centrales nucléaire ou des sources décarbonnées. D'où une source dite « verte ». Malheureusement, c'est désormais le bilan énergétique qui est décevant, puisqu'il faut fournir de l'énergie pour produire le consommable dont le but est de nous.. fournir de l'énergie.
La dernière couleur du spectre, est l'hydrogène dit « blanc », celui qui se trouve à l'état naturel dans les gisements. Mais comme nous l'avons vu, ce dernier est trop volatile pour pouvoir être capté dans l'atmosphère. De plus, H2 est aussi très réactif, brûle facilement, et le prix à payer d'une hyperactivité est qu'il se combine très rapidement avec les éléments qu'il rencontre à peine produit, à moins que… À moins qu'on se trouve à 1 000 mètres de profondeur sous le sol lorrain où coule une rivière d'eau chaude. Et que, par chance, les molécules H2O coulent sur de la roche riche en carbonate de fer. Se produit alors une réaction complexe dite d'oxydoréduction, qui découpe la molécule d'eau en hydrogène et oxygène. Et le tout gratuitement, sans avoir besoin de faire appel à un réacteur nucléaire ! Du gaz H2 pur est donc produit de manière continue dans une véritable usine à hydrogène qui tourne à plein régime sous les pieds des messins. Et c'est la plus grande de la planète !
La Française d'Energie (FDE), compagnie productrice d'énergie à emprunte carbone réduite s'est emparée du sujet, et a la ferme intention de développer les énormes perspectives qui feront suite à cette découverte majeure. On estime désormais que cette poche de gaz pourrait contenir pas moins de 260 millions de tonnes d'hydrogène pur ! Le slogan « En France, nous n'avons pas de pétrole, mais nous avons des idées » pourrait très bientôt se transformer en « En France, nous avons de l'hydrogène en plus des idées ».
