[Les couleurs de l’hydrogène]

Vert, bleu ou blanc, on attribue des couleurs à l’hydrogène, présenté comme une piste prometteuse dans le secteur de l’énergie. Plus ou moins propre, chaque couleur définit un mode de production.

L’hydrogène, tel qu’on l’entend ici, est la molécule composée de deux atomes éponymes, H2. Or, si l’hydrogène est présent dans l’univers – et c’est même la molécule qui y est la plus commune – il n’existe qu’en très faible quantité (de l’ordre de 0,5 ppm) dans l’atmosphère terrestre. Les ressources principales permettant de produire le dihydrogène H2 (que l’on appelle hydrogène par abus de langage) sont l’eau et les hydrocarbures (le charbon, le pétrole ou le gaz).

La production actuelle d’hydrogène est dans la plupart des cas réalisée à partir de gaz naturel via un processus appelé « vaporeformage » qui consiste à séparer des molécules d’hydrogène de celles de carbone auxquelles elles sont reliées grâce à de la vapeur d’eau entre 700 et 1000 °C. Très énergivore et polluante, cette méthode génère plus de 10 tonnes de dioxyde de carbone (CO2) par tonne d’hydrogène produit. On parle alors d’hydrogène « gris ». Le vaporeformage est à ce jour la méthode de génération d’hydrogène la moins onéreuse du marché, bien que les pays européens lui appliquent une taxe carbone. Il existe cependant une solution qui permet sa décarbonisation. Cette méthode consiste à procéder au captage du dioxyde de carbone généré au cours de la procédure de vaporeformage. Le dioxyde de carbone ainsi capté peut ensuite servir de matière première dans un cadre industriel (par exemple, pour produire des mousses isolantes). Avec ce procédé de captage, l’hydrogène « gris » devient « bleu ». L’hydrogène « vert » est quant à lui produit à partir d’électricité d’origine renouvelable grâce à l’électrolyse de l’eau. Particulièrement vertueux, il concentre aujourd’hui une grosse partie des efforts des industriels et bénéficie de nombreux financements des gouvernements. Cette filière, très récente, ne représente aujourd’hui que 1 % de la production mondiale d’hydrogène annuelle (120 millions de tonnes).

Ces couleurs sont amenées à disparaître depuis que de nouvelles définitions ont fait leur entrée en droit français, exclusivement basées sur les qualités environnementales de l’hydrogène et les émissions de dioxyde de carbone inhérentes à sa fabrication : renouvelable, bas-carbone ou carboné.

Cette semaine, Emmanuel Macron a annoncé « des financements massifs » pour « explorer » le potentiel de cette ressource en France. En, effet, l’hydrogène « blanc » (ou natif) présent à l’état naturel est particulièrement intéressant car sa production ne s’accompagne d’aucune émission de dioxyde de carbone, puisqu’il est généré naturellement par la Terre !
Les recherches réalisées dans le cadre du projet Regalor, mené en collaboration avec l’Université de Lorraine et le CNRS, les mesures effectuées sur le puits de Folschviller (Moselle) ont permis de quantifier des teneurs importantes en hydrogène dissous dans l’aquifère (roche réservoir originellement poreuse ou fissurée, contenant une nappe d’eau souterraine) du Carbonifère à différentes profondeurs. Elles ont mis en évidence que les fluides des formations carbonifères du bassin minier lorrain sont très significativement enrichis en hydrogène, avec une concentration mesurée de 15 % à 1 093 mètres de profondeur et estimée à 98 % à 3 000 mètres.

Par ailleurs présent partout sur la Terre, les sources naturelles d’hydrogène blanc seraient assez importantes pour satisfaire les besoins en hydrogène de toute la planète. Cette filière, qui n’en est encore qu’à ses balbutiements, intéresse les industriels et les gouvernements, qui tentent de mettre au point des techniques viables pour l’exploiter sur le long terme. En France, si un premier permis d’exploitation a été délivré dans les Pyrénées, des sources d’hydrogène blanc ont aussi été détectées dans le Cotentin.