L'hydrogène naturel : une ressource prometteuse mais complexe à exploiter
Bien qu'abondant sur Terre principalement sous forme d'eau et d'hydrocarbures, l'hydrogène nécessite des procédés complexes et coûteux pour être extrait. Actuellement, 95% de la production mondiale provient du reformage du méthane, une technique qui sépare l'hydrogène du gaz naturel à haute température mais qui génère d'importantes émissions de CO2, ce qui lui vaut le nom d'hydrogène « gris ».
L'alternative principale est l'électrolyse, qui extrait l'hydrogène de l'eau en utilisant de l'électricité décarbonée, produisant ainsi ce qu'on appelle l'hydrogène « vert ». Historiquement utilisé pour la fabrication d'engrais, l'hydrogène présente aujourd'hui de multiples applications potentielles : il peut remplacer le charbon dans la sidérurgie, être mélangé au gaz naturel dans les réseaux de distribution, ou être reconverti en électricité pour alimenter divers moyens de transport.
Les défis économiques de l'hydrogène vert
Malgré des technologies matures, le coût de l'hydrogène vert, compris entre 6€ et 8€ par kilogramme, reste prohibitif. La filière, largement soutenue financièrement par l'Union européenne, a subi une série de revers significatifs au cours des deux dernières années, avec notamment la liquidation de Hyvia, les faillites de Symbio, Forvia et MacPhy, ainsi que le retrait de grands acteurs comme Alstom et Airbus.
Plusieurs projets majeurs ont également été mis en pause, dont le projet Mittal et les consortiums suédois HYBRIT et STEGRA. Ces difficultés soulignent les obstacles économiques persistants qui freinent le développement à grande échelle de l'hydrogène vert.
L'émergence de l'hydrogène naturel
Sous sa forme libre, non associée à l'eau ou aux hydrocarbures, l'hydrogène peut être libéré en profondeur par diverses réactions physico-chimiques naturelles. En raison de sa légèreté, il tend à remonter vers la surface. S'il rencontre une barrière géologique, il peut s'accumuler dans le sous-sol, soit sous forme gazeuse, soit dissous dans l'eau.
Actuellement, un seul gisement d'hydrogène naturel est exploité dans le monde, situé au Mali. Cependant, un écosystème de start-up commence à émerger, notamment en Australie et aux États-Unis. En Europe, les principaux acteurs se sont regroupés au sein du pôle de compétitivité AVENIA à Pau, dans le cadre du programme earth2.
La reconnaissance légale en France
Depuis 2022, l'hydrogène naturel, également appelé hydrogène « blanc », est officiellement reconnu dans le code minier français, ce qui permet son exploration et son exploitation légales sur le territoire. Les principaux sites prospectifs se situent dans le bassin houiller lorrain, le piémont pyrénéen et le bassin aquitain.
La découverte majeure en Lorraine
Le projet le plus avancé à ce jour se trouve en Lorraine, près de Folschviller. Cette découverte est presque accidentelle : un forage initial à 1500 mètres, destiné à repérer des poches de gaz de charbon, avait révélé la présence d'hydrogène en faible concentration.
Sachant que la solubilité de l'hydrogène augmente considérablement avec la profondeur, l'exploitant, La Française de l'Énergie, a approfondi le puits jusqu'à 3600 mètres. À cette profondeur, les concentrations atteignent plusieurs centaines de milligrammes par litre, ce qui est très encourageant.
Des réserves potentiellement colossales
Les premières estimations suggèrent des réserves significatives, de l'ordre de 36 millions de tonnes d'hydrogène blanc. Cette quantité représenterait environ la moitié de la consommation mondiale annuelle d'hydrogène. Il est important de préciser qu'il s'agit d'estimations préliminaires, et non de ressources ou de réserves au sens strict de l'industrie pétrolière et gazière.
Les défis technologiques à relever
L'exploitation de ces réserves nécessite des avancées technologiques significatives. L'hydrogène ne peut pas être remonté tel quel à la surface, car sa décompression provoquerait un dégazage quasi total. Il doit donc être séparé de l'eau directement en profondeur.
Le principal verrou technologique réside dans le développement d'un séparateur capable d'opérer aux conditions de pression et de température qui prévalent à 3500 mètres de profondeur, les dispositifs actuels ne fonctionnant efficacement qu'à 1500 mètres.
Un potentiel économique révolutionnaire
Si les réserves sont confirmées et qu'un séparateur adapté aux grandes profondeurs est développé, ce gisement pourrait produire de l'hydrogène blanc à un coût inférieur à 2€ par kilogramme. Ce prix serait bien inférieur à celui de l'hydrogène vert et même plus compétitif que celui de l'hydrogène gris.
Il est à noter que d'autres projets d'exploration en cours, notamment dans les Pyrénées et ailleurs dans le monde, convergent vers des estimations de coût de production similaires, autour de 1,5€ par kilogramme.
Perspectives pour la décarbonation
Une telle rupture technologique et économique permettrait de décarboner massivement le marché de l'hydrogène et de le rendre enfin compétitif face au charbon et au gaz naturel. Elle ouvrirait de nouvelles perspectives en relançant les usages industriels, particulièrement dans la sidérurgie, mais aussi dans la production de carburants synthétiques pour l'aviation, fabriqués à partir d'hydrogène et de CO2.
Cette découverte lorraine pourrait ainsi marquer un tournant décisif dans la transition énergétique, en offrant une source d'hydrogène décarbonée à un coût enfin abordable.
