Qu’est-ce que l’hydrogène naturel ou hydrogène blanc ? Quelles sont les sources naturelles d’hydrogène sur Terre ? Sont-elles abondantes ? Peut-on réellement compter sur l’hydrogène naturel pour la transition écologique ?

Hydrogène hydrogène blanc, définition

On emploie le terme hydrogène naturel pour désigner l’hydrogène qui se trouve dans la nature directement sous forme moléculaire H2. Il s’agit donc d’hydrogène que l’on peut exploiter directement, sans avoir à le transformer ou le produire artificiellement à partir d’énergies fossiles (comme l’hydrogène gris) ou d’eau et d’électricité renouvelable (comme l’hydrogène vert). On appelle parfois l’hydrogène naturel hydrogène blanc ou hydrogène natif.

Comment se forme l’hydrogène blanc sur Terre ?

Il faut comprendre que l’hydrogène est l’élément le plus abondant sur Terre, mais on le trouve rarement sous sa forme chimiquement pure H2. Il est le plus souvent présent dans d’autres matériaux et molécules : par exemple, l’hydrogène est l’un des composants de l’eau (H2O) ou de certains gaz ou énergies fossiles. Cependant, dans de rares cas, certains processus naturels génèrent de l’hydrogène H2 de façon direct, notamment dans la croûte terrestre et dans les sous sols de la planète. Parmi ces processus de production de l’hydrogène naturel, on peut citer :

  • La serpentinisation : ce processus géologique implique la réaction entre l’eau et les roches riches en magnésium et en fer, qui peut produire de l’hydrogène gazeux. La serpentinisation se produit principalement dans les zones de failles océaniques et les dorsales médio-océaniques, où l’eau de mer pénètre dans les fissures de la croûte terrestre et réagit avec les roches chaudes et fraîches.
  • La réduction des eaux souterraines : ce processus se produit lorsqu’un agent réducteur, comme des métaux ferreux ou des micro-organismes, réagit avec des eaux souterraines riches en oxygène, produisant de l’hydrogène gazeux.
  • Les dégazages : certaines zones géologiques sont connues pour libérer de l’hydrogène gazeux dans l’atmosphère en raison de processus géologiques spécifiques. Par exemple, les sources chaudes, les volcans et les zones de rift peuvent libérer de l’hydrogène gazeux.
  • La fermentation biologique : les micro-organismes tels que les bactéries peuvent produire de l’hydrogène gazeux lorsqu’ils fermentent les matières organiques. Dans certaines zones de la croûte terrestre, ce processus peut donc créer des réserves d’hydrogène naturel.
  • La radiolyse : ce processus implique la dissociation des molécules d’eau par les rayonnements ionisants, tels que les rayons cosmiques ou les rayons gamma. La radiolyse peut produire de l’hydrogène gazeux, ainsi que d’autres espèces réactives telles que les radicaux hydroxyles.
  • La décomposition des hydroxyles : les hydroxyles sont des espèces réactives formées lors de la dissociation de l’eau. Ils peuvent se décomposer pour produire de l’hydrogène gazeux et d’autres produits.

Ces sources d’hydrogènes naturels sont toutefois très rares, et on trouve donc très peu d’hydrogène naturel sur Terre.

Quelles sont les sources et les réserves d’hydrogène natif ou blanc ?

Si l’hydrogène naturel est relativement rare sur Terre, il a tout de même été détecté dans certains endroits, tels que les sources chaudes et les volcans, ou dans certaines zones de la croûte terrestre. On a ainsi identifié des sources d’hydrogène naturel au Mali, en Australie, aux Etats-Unis et notamment en Arizona, aux Philippines, ou encore dans le Sultanat d’Oman.

Globalement, on trouve des sources potentielles d’hydrogène le long des failles océaniques, dans certaines zones où l’on trouve des minerais de fer, dans certaines zones montagneuses. Mais il faut comprendre que l’exploitation de ces sources d’hydrogène pourrait s’avérer très complexe, très chère, et très difficile du point de vue environnemental.

L’exploration (et l’exploitation) de ces sources d’hydrogène blanc ne fait que débuter, et il est donc complexe d’évaluer les réserves possibles de cette ressource.

Quelle place pour l’hydrogène blanc dans la transition écologique ?

En théorie, l’hydrogène blanc ou hydrogène naturel pourrait être une alternative aux énergies fossiles et un moyen d’accélérer la transition énergétique. En effet, si l’hydrogène est une source d’énergie ou un vecteur énergétique peu polluant lors de sa consommation, l’enjeu est de savoir comment produire cet hydrogène. Or, les différentes technique de production d’hydrogène sont plutôt polluantes, voire très polluantes. Produire de l’hydrogène « gris » à partir d’énergies fossiles émet de grandes quantités de gaz à effet de serre. Quand à l’hydrogène vert, sa production est à la fois complexe et énergivore : il faut de grandes quantités d’énergies bas carbone pour produire un hydrogène qui n’émette pas trop de gaz à effet de serre.

Si l’on pouvait disposer de sources naturelles d’hydrogène, d’hydrogène blanc, on éviterait donc les difficultés de ces productions. Mais exploiter l’hydrogène naturel ne sera pas simple pour autant, et de nombreuses questions se posent. Quelles quantités d’hydrogènes seront exploitables ? Quelles seront les conditions d’exploitations de ces réserves d’hydrogène ? Leurs conséquences écologiques ? Saura-t-on exploiter cet hydrogène blanc suffisamment vite pour répondre au défi climatique ? L’industrialisation de la filière sera très certainement complexe et longue.