Découverte d’Hydrogène caché dans le « cercles de fées »

Photographie : Cette image LIDAR de la côte de Caroline du Nord révèle les cercles de fées qui émettent de l'hydrogène et se caractérisent étrangement par l'absence de végétation. Cet hydrogène est généré naturellement en sous-sol, et bien que son potentiel réel demeure encore à déterminer, il pourrait représenter un élément pivot et apporter une contribution significative à la transition énergétique.

Découverte d’Hydrogène caché dans le « cercles de fées »

Bien que l’hydrogène soit généré naturellement en sous-sol, son potentiel réel demeure à déterminer ; toutefois, il pourrait représenter un élément pivot et apporter une contribution significative à la transition énergétique, notamment dans certains pays où d’étranges zones circulaires, appelées « cercles de fées », présentent une végétation moins dense voire inexistante, et où, de manière surprenante, ces cercles sont également des sites d’émissions naturelles de gaz d’hydrogène.

/// La jeune entreprise Natural Hydrogen Energy a réalisé son premier forage pour extraire de l’hydrogène au cœur des champs de blé et de soja dans une zone de cercles de fées dans le Nebraska. ///

Comment la Terre le fait ?

Un graphique scientifique décrit trois moyens de génération d’hydrogène de la Terre :

Par la radiolyse, les traces d’éléments radioactifs dans les roches émettent un rayonnement capable de diviser l’eau. Le processus est lent, de sorte que les roches anciennes sont plus susceptibles de générer de l’hydrogène.

Par la serpentinisation à haute température, l’eau réagit avec les roches riches en fer pour produire de l’hydrogène. Ces réactions rapides et renouvelables, appelées serpentinisation, se produisent dans le monde entier. En effet, le Gawler Craton d’Australie-Méridionale est riche en mines de fer et d’uranium favorables à la radiolyse et à la serpentinisation.

Sous l’effet de la profondeur, les ruisseaux d’hydrogène du cœur de la Terre ou du manteau peuvent s’élever le long des limites et des failles des plaques tectoniques. L’Islande, sur une telle frontière, est connue pour avoir des flux d’hydrogène à ses sources chaudes et ses puits géothermiques. »

/// Comment se produit la perte d’hydrogène ? En raison de sa taille réduite en tant qu’élément, l’hydrogène s’infiltre à travers les fissures et les fractures. Selon la science, ces « faiblesses de silhouettes » pourraient être à l’origine des dépressions superficielles parfois appelées cercles de fées. On les connaît également sous les noms d’anneaux de sorcières et de bassins d’eau. ///

Dans certaines régions, on peut observer des zones circulaires singulières où la densité végétale est considérablement réduite, voire inexistante, par rapport à leur environnement. Jusqu’à présent, aucune explication convaincante de leur origine n’a été trouvée, et ces formations, souvent désignées sous le nom de « cercles de fées », sont fréquemment associées à des récits et des légendes. De manière étonnante, bon nombre de ces cercles sont également des sites d’émissions d’hydrogène gazeux, ce qui indique que ce gaz, que nous produisons artificiellement dans le cadre de la transition énergétique, est en réalité présent de manière naturelle dans le sous-sol.

Comment pourrions nous en effectuer l’extraction ?

L’hydrogène pourrait être exploité de manière similaire au pétrole et au gaz, avec un rendement considérablement amélioré en raison de son renouvellement relativement rapide. Il pourrait être extrait directement de roches riches en fer facilement accessibles. En outre, l’extraction pourrait être optimisée par des méthodes similaires à la fracturation. Selon Science, l’ajout de dioxyde de carbone permettrait de le séquestrer de l’atmosphère, contribuant ainsi à ralentir le changement climatique.

Des sources nationales, citant Mains de mains, mentionnent que les États-Unis pourraient avoir des réserves importantes. « Les États-Unis sont probablement assis sur deux veines riches. L’une d’entre elles est située à environ 10 à 20 kilomètres au large de la côte est de la mer. » En effet, les baies de Caroline sont un autre nom pour les cercles de fées.

« Un autre point chaud potentiel se trouve dans le Midwest », indique Hand, « où un fossé volcanique n’a pas réussi à diviser l’Amérique du Nord il y a un milliard d’années. Il a ramené des manteaux riches en fer près de la surface dans une zone s’étendant du Minnesota au Kansas ».

QU’EST-CE QUE LE POTENTIEL DE L’HYDROGÈNE ?

Si les instruments à notre disposition permettent de mesurer l’échappement d’hydrogène à la surface, l’estimation de la quantité réelle en subsurface s’avère bien plus complexe. Néanmoins, étant donné que seule une fraction de l’hydrogène produit parvient effectivement à la surface, cette quantité est probablement beaucoup plus élevée. Cette observation s’explique par le fait que les molécules de dihydrogène (H2) en subsurface constituent une source d’énergie utilisée à la fois dans des réactions chimiques et par des micro-organismes, empêchant ainsi la majeure partie de cet hydrogène d’atteindre la surface terrestre.

Bien que le cycle de gaz naturel diffère considérablement de celui de l’hydrogène, une analogie peut être établie. Chaque année, environ 52 mégatonnes de méthane remontent naturellement à la surface, représentant un ordre de grandeur similaire à celui de l’hydrogène naturel. Toutefois, les quantités de méthane sous terre sont bien plus importantes (au moins 200 gigatonnes), et les émissions de surface ne constituent qu’une fraction visible de l’ensemble. Étant donné que les molécules d’H2 sont significativement plus petites que celles du méthane (CH4), il est probable qu’elles se libèrent plus facilement à la surface. De plus, en raison de la grande réactivité de l’hydrogène, sa consommation en subsurface est certainement plus élevée. Malgré ces considérations, il demeure possible que d’importantes quantités d’hydrogène soient piégées ou en transit à travers le sol.

Des opérations de forage pour l’eau ou les hydrocarbures, telles celles menées au Kansas, au Mali et au Brésil, ont accidentellement mis en lumière des accumulations de gaz riches en hydrogène. Il est probable que cet hydrogène ait été emprisonné dans des roches réservoir de manière similaire au gaz naturel. Toutefois, la durée pendant laquelle cet hydrogène peut rester piégé demeure une question en suspens. Est-il formé, comme les hydrocarbures, à une échelle géologique, ce qui signifierait une préservation dans ces réservoirs pendant des millions d’années, ou est-il présent depuis une période plus courte, tout en étant rapidement renouvelé?

L’exploration pétrolière et gazière a grandement contribué à notre compréhension de la lithosphère. Les outils développés et les données collectées peuvent désormais éclairer ce que beaucoup appellent le « système de l’hydrogène ». Les technologies d’exploration et d’exploitation du secteur gazier pourraient probablement être adaptées à cette nouvelle ressource. Les coûts de production dépendront de la profondeur du puits et du taux de production, mais devraient rester compétitifs, c’est-à-dire inférieurs à un euro pour 1 kg de H2. Si tel est le cas, l’industrie gazière aura peut-être trouvé une voie pour sa reconversion à grande échelle, facilitant ainsi la transition vers une économie verte.