Les roches anciennes du Canada pourraient libérer une vaste nouvelle source d’hydrogène naturel

Un carburant plus propre pourrait se cacher dans les vieilles roches

Des scientifiques travaillant au Canada affirment que certaines des plus anciennes roches de la Terre produisent et libèrent naturellement de l’hydrogène gazeux en quantités suffisamment importantes pour imposer un sérieux réexamen de l’exploration de l’hydrogène. Les nouvelles mesures, effectuées dans des forages d’une mine en activité près de Timmins, en Ontario, apportent une preuve directe que les roches crustales anciennes peuvent accumuler et émettre de l’hydrogène sur de longues périodes, plutôt que de ne générer que des quantités infimes et de courte durée.

La découverte renforce l’argument en faveur de l’« hydrogène blanc », terme utilisé pour désigner l’hydrogène naturellement présent sous terre, comme ressource énergétique potentielle plutôt que simple curiosité géochimique. Si les processus identifiés en Ontario s’avèrent courants dans des formations rocheuses similaires ailleurs, cette découverte pourrait ouvrir un nouveau front dans la recherche d’énergie propre.

Ce que les chercheurs ont trouvé sous terre

L’étude a été dirigée par des chercheurs de l’Université de Toronto et de l’Université d’Ottawa, qui ont examiné le Bouclier canadien, l’une des plus anciennes régions géologiques de la planète. Pour la première fois, l’équipe a mesuré directement l’hydrogène s’échappant de roches vieilles d’un milliard d’années, suivi son accumulation au fil du temps et cartographié les zones où le gaz était concentré.

Les données proviennent d’une mine active du nord de l’Ontario. Selon les chercheurs, les forages réalisés dans la roche ont libéré en moyenne 0,008 tonne d’hydrogène par an, soit environ 8 kilogrammes, et ce flux de gaz pourrait se poursuivre pendant au moins une décennie. Sur près de 15 000 forages sur le site, l’étude a estimé une production annuelle supérieure à 140 tonnes d’hydrogène.

Les chercheurs ont en outre calculé que l’énergie correspondant à cette production sur un seul site pourrait couvrir les besoins annuels de plus de 400 foyers. Même si ces chiffres devront éventuellement être affinés par des travaux de terrain supplémentaires, l’implication est déjà claire : les systèmes naturels d’hydrogène pourraient être suffisamment importants pour compter économiquement, et pas seulement scientifiquement.

Pourquoi c’est important pour l’énergie

L’hydrogène est depuis longtemps présenté comme un combustible industriel et vecteur énergétique potentiellement précieux, en particulier pour les secteurs difficiles à électrifier directement. Le problème est qu’aujourd’hui, la plupart de l’hydrogène n’est pas propre. La production conventionnelle repose souvent sur les combustibles fossiles, ce qui signifie que le bénéfice climatique peut être limité, voire annulé, à moins que le captage du carbone ne soit ajouté avec succès et à un coût abordable.

L’hydrogène naturel change cette discussion. Si de l’hydrogène utilisable est généré sous terre par des processus géologiques et peut être extrait sans fabrication intensive en carbone, il pourrait devenir une source à plus faibles émissions pour les communautés isolées, l’industrie lourde ou des usages énergétiques de niche. Cela ne résoudrait pas tous les défis liés à l’hydrogène, mais pourrait en alléger l’un des plus difficiles : produire ce carburant proprement dès le départ.

De la théorie à la mesure directe

Les chercheurs soupçonnent depuis longtemps que certaines formations rocheuses produisent de l’hydrogène par des réactions chimiques impliquant l’eau et des minéraux riches en fer. Mais identifier un mécanisme plausible n’est pas la même chose que prouver un flux soutenu et exploitable sur le terrain. Le travail mené en Ontario est important parce qu’il fait passer la discussion de l’hypothèse et des indices indirects à la mesure directe dans un environnement souterrain réel.

L’étude, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences, propose également une nouvelle stratégie d’exploration pour trouver des ressources similaires. Cela pourrait s’avérer aussi important que les premières mesures elles-mêmes. Dans le développement des ressources, savoir ce qui existe n’est que la première étape. Savoir où chercher ensuite, c’est ce qui transforme une découverte scientifique en industrie potentielle.

Quelle ampleur cela pourrait-il prendre ?

C’est la question centrale encore sans réponse. Un site productif ne garantit pas une source d’énergie scalable à l’échelle mondiale. Les systèmes géologiques à hydrogène sont susceptibles de varier fortement en chimie, en comportement d’écoulement, en accessibilité et en rentabilité. Certains pourraient être trop diffus pour être exploités. D’autres pourraient se trouver trop profondément ou dans des endroits où l’extraction n’est pas praticable.

Le Bouclier canadien n’est toutefois pas une curiosité géologique isolée. Les anciennes roches cratoniques sont largement répandues sur la planète. Si des processus similaires sont actifs dans d’autres régions, les mesures réalisées en Ontario pourraient représenter un premier aperçu d’une catégorie de ressources bien plus vaste.

Les auteurs de l’étude estiment que les données pointent vers des « opportunités critiques inexploitées » pour accéder à une énergie domestique et abordable à partir des roches sous nos pieds. La formulation est ambitieuse, mais pas déraisonnable. Les transitions énergétiques reposent souvent sur la reconnaissance de la valeur de ressources auparavant négligées parce que personne ne les avait mesurées avec assez de précision.

Les obstacles pratiques à venir

Même si l’hydrogène naturel s’avère abondant, en faire une industrie utile nécessitera bien plus qu’une géologie prometteuse. Les développeurs devront disposer de meilleures méthodes pour identifier les meilleurs réservoirs, comprendre les taux de recharge, concevoir des systèmes d’extraction et gérer la sécurité. Les infrastructures de traitement, de transport et d’utilisation finale compteront aussi, surtout si la production apparaît loin des centres industriels de demande existants.

Il y a aussi la question de la concurrence. L’hydrogène blanc entrerait dans un paysage énergétique déjà encombré par le solaire, l’éolien, les batteries, le nucléaire, les projets conventionnels à hydrogène et les combustibles fossiles. Son rôle dépendra non seulement de la géologie, mais aussi du coût, de la fiabilité et de son adéquation à des applications précises.

Malgré cela, l’intérêt est évident. Un carburant domestique généré naturellement sous terre, disponible sans reformage conventionnel des hydrocarbures, serait une option attrayante pour les pays qui cherchent à réduire leurs émissions tout en renforçant leur sécurité énergétique.

Une découverte à suivre de près

Certaines histoires scientifiques annoncent des possibilités futures qui restent abstraites pendant des années. Celle-ci est différente parce qu’elle associe un mécanisme longtemps théorisé à des mesures de terrain concrètes et à une voie plausible vers l’exploration. Cela ne signifie pas qu’un boom de l’hydrogène naturel est imminent. Cela signifie que l’idée est passée d’une promesse spéculative à quelque chose que le secteur de l’énergie ne peut plus ignorer.

Si des études de suivi confirment des flux similaires dans d’autres systèmes rocheux anciens, la découverte en Ontario pourrait finir par transformer la manière dont l’hydrogène est extrait, la manière dont les ressources du sous-sol sont évaluées et la manière dont les pays envisagent l’énergie cachée dans la géologie profonde plutôt qu’à la surface. Pour un carburant souvent évoqué comme faisant partie de l’avenir, ce serait un endroit remarquablement ancien pour le trouver.

Cet article est basé sur un reportage de Science Daily. Lire l’article original.