Source majeure d’hydrogène sur Terre : pourquoi et où la trouver ?

L’hydrogène figure parmi les éléments les plus abondants de l’univers, mais il n’existe presque jamais à l’état pur sur Terre. Certains gisements naturels, longtemps ignorés, commencent à être sérieusement étudiés par les géologues et les industriels.

Des découvertes récentes en Russie, au Mali ou en France remettent en question la croyance selon laquelle l’exploitation industrielle de l’hydrogène terrestre serait marginale, voire impossible. Les recherches sur les origines et le potentiel de ces réserves ouvrent de nouvelles perspectives énergétiques.

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Hydrogène naturel, natif, blanc : quelles différences et pourquoi ces distinctions comptent

L’hydrogène occupe une place à part dans la réflexion autour de la transition énergétique. Ce que l’on nomme simplement “hydrogène” cache en réalité des formes très diverses, classées selon la source et la méthode de production. Cette palette de couleurs, vert, gris, bleu, jaune, orange, blanc, n’est pas un simple jeu de langage : elle structure la stratégie des industriels comme la réflexion des scientifiques.

Le dihydrogène (H2) agit en tant que vecteur énergétique : il n’est jamais disponible tel quel dans la nature, il faut donc l’extraire ou le fabriquer. Voici comment se distinguent les différents types d’hydrogène :

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• L’hydrogène vert est issu de l’électrolyse de l’eau grâce à une électricité renouvelable.
• L’hydrogène gris provient du vaporeformage des hydrocarbures, sans captage de CO2.
• L’hydrogène bleu utilise le même procédé, mais intègre le captage et le stockage du CO2.
• L’hydrogène jaune est produit par électrolyse avec de l’électricité nucléaire.
• L’hydrogène orange naît de l’injection d’eau dans des roches riches en fer.
• Le hydrogène blanc, aussi nommé hydrogène naturel ou natif, désigne celui que l’on extrait directement du sous-sol, sans transformation chimique.

Prendre en compte ces différences, ce n’est pas chipoter : le bilan carbone, l’impact sur l’environnement, la viabilité industrielle de chaque filière, tout en dépend. L’hydrogène naturel, parfois appelé blanc ou natif, intrigue par sa provenance géologique et l’absence d’étape industrielle polluante à l’extraction. Ce sont ces nuances, bien réelles, qui dessineront les contours de la politique énergétique de demain et orienteront les choix des investisseurs comme des décideurs publics.

Origine géologique et formation : comment l’hydrogène se crée-t-il dans la croûte terrestre ?

L’hydrogène naturel, ou hydrogène blanc, n’est pas le fruit d’usines ou de laboratoires, mais d’un jeu complexe entre minéraux et eau, dans les profondeurs de la Terre. Loin des chaînes industrielles, ce gaz naît de réactions géochimiques spontanées qui se déroulent silencieusement sous nos pieds. La planète fabrique ainsi, à sa manière, ce vecteur énergétique précieux, à la croisée de la géologie et de la chimie.

Tout commence avec l’altération de certaines roches, en particulier celles qui regorgent de fer : péridotites, basaltes… Lorsque l’eau s’infiltre dans ces roches, elle déclenche un phénomène appelé serpentinisation. L’eau se dissocie progressivement au contact du fer, libérant alors de l’hydrogène moléculaire. Ce processus, documenté dans Earth Science Reviews, donne naissance à des “cheminées” naturelles, parfois visibles en surface ou détectées au fond des océans sous forme d’émissions.

On retrouve de l’hydrogène ailleurs : dans les hydrocarbures, la biomasse, dissous dans l’eau… Mais seules les réactions géologiques profondes concentrent le gaz au point de le rendre exploitable. Aujourd’hui, la production naturelle reste très limitée à l’échelle mondiale, même si, selon l’USGS, les réserves enterrées dépasseraient plusieurs milliers de milliards de tonnes. Avec la pression croissante pour réinventer la transition énergétique, cette ressource prend un relief nouveau et pourrait rebattre les cartes de la géopolitique des énergies.

Où trouver les plus grands gisements d’hydrogène naturel dans le monde aujourd’hui

Aujourd’hui, la carte mondiale de l’hydrogène naturel se dessine lentement, à mesure que les campagnes de prospection révèlent des réserves insoupçonnées. Le Mali occupe une place à part : à Bourakébougou, l’extraction opère depuis plus de dix ans. Le gaz qui jaillit du sous-sol alimente un village entier, démontrant que l’exploitation à grande échelle ne relève plus de la fiction.

La France n’est pas en reste. Dans la péninsule armoricaine, en Aquitaine ou en Lorraine, les premiers indices de gisements suscitent un vif intérêt. Des sociétés comme TBH2 Aquitaine, 45-8 ENERGY ou Storengy explorent le sous-sol des Pyrénées et du bassin aquitain, à la recherche de réservoirs prometteurs. En Nouvelle-Calédonie, les affleurements repérés restent à l’étude. D’autres pays, Albanie, États-Unis, Australie, signalent aussi des flux naturels détectés par les géologues, mais la faisabilité industrielle est encore à démontrer.

Voici un aperçu des principaux sites identifiés dans le monde :

• Mali : extraction et valorisation déjà actives
• France : exploration structurée (Aquitaine, Pyrénées, Lorraine)
• États-Unis, Australie, Albanie : signaux géologiques encourageants

Selon les estimations de l’USGS, notre planète abriterait plus de 5 000 milliards de tonnes d’hydrogène naturel dans son sous-sol. Ces ressources demeurent pour la plupart inaccessibles ou disséminées, mais les projets pilotes se multiplient, nourrissant l’espoir d’une nouvelle filière énergétique. Chaque pas en avant suscite de nouvelles questions : quel impact ? Quel modèle d’exploitation choisir ? Jusqu’où l’hydrogène natif pourra-t-il transformer notre rapport à l’énergie ?

Applications énergétiques, potentiel et limites : ce que révèlent les dernières études

Le dihydrogène, qu’il vienne du sous-sol ou de l’industrie, s’impose chaque année davantage comme un vecteur énergétique clé pour repenser l’industrie et la mobilité. On le retrouve dans la production d’ammoniac, de méthanol, dans le raffinage pétrolier ou la sidérurgie. Son utilisation permet de diminuer la dépendance aux hydrocarbures et de réduire sensiblement les émissions de gaz à effet de serre. Les piles à combustible convertissent l’hydrogène en électricité sans rejeter de CO₂, que ce soit pour faire rouler des véhicules ou alimenter des systèmes stationnaires.

Côté performances, l’hydrogène impressionne : 1 kg libère 2,8 fois plus d’énergie que la même quantité d’essence. Mais la route est semée d’obstacles. Sa faible densité volumique impose de le stocker sous pression ou à l’état liquide ; développer les infrastructures (pipelines, stations adaptées) représente un défi technique et financier. Quant à l’hydrogène vert, produit par électrolyse avec de l’électricité renouvelable, il reste aujourd’hui une rareté : moins de 1 % de la production mondiale, à cause de coûts encore élevés.

Actuellement, 95 % de l’hydrogène consommé sur la planète provient d’énergies fossiles. En France, la feuille de route prévoit 700 000 tonnes par an d’hydrogène vert d’ici 2030, avec un objectif de 6,5 GW d’électrolyse installés. L’enjeu ? Parvenir à réduire les coûts de production, structurer une filière robuste et garantir l’approvisionnement des industriels comme du secteur des transports.

Pour mieux cerner les atouts, les limites et les défis à relever, voici l’essentiel à retenir :

• Avantages : densité énergétique remarquable, absence d’émission de CO₂ à l’utilisation, rapidité de stockage.
• Limites : densité volumique faible, infrastructures coûteuses, production encore très majoritairement carbonée.
• Enjeux : décarboner l’industrie, stocker les énergies renouvelables, bâtir un marché pérenne et fiable.

Les prochains chapitres de l’hydrogène naturel s’écrivent déjà : sous la surface, dans les laboratoires, ou sur les lignes à haute tension. Reste à savoir si cette promesse enfouie transformera durablement nos choix énergétiques.