Ressourcé en 2023, ExploH2 est un projet inter-Carnot rassemblant le Carnot ISIFoR et le Carnot IFPEN RE. Il est porté par Pascale Sénéchal1 et Hannelore Derluyn2 côté DMEX et LFCR pour ISIFoR et par Olivier Sissmann3 côté IFPEN.
ExploH2 a pour ambition de développer les connaissances sur la production d’hydrogène naturel en contexte continental qui se heurtent actuellement à 3 verrous principaux :
- 1) la compréhension des mécanismes de transport de l’H2 une fois celui-ci généré,
- 2) la compréhension des mécanismes de stockage du gaz dans le milieu naturel,
- 3) la quantification du gaz émis en zone continentale et donc de la ressource potentiellement exploitable.
Débutant en 2024, ExploH2 vise à débloquer le verrou numéro 3. Le projet s’appuie ainsi sur des échantillons appartenant au socle précambrien nord-américain prélevés lors d’une campagne d’échantillonnage de roches. Ces échantillons, par leur rareté et leur origine, vont être utilisés pour mettre au point un protocole de quantification de la production d’hydrogène naturel en contexte continental.
Dans l’environnement de développement des énergies renouvelables et de nouvelles sources d’énergies, un tel travail vise à apporter sa contribution en vue de la réduction de l’empreinte carbone mondiale.
Aujourd’hui les initiateurs de ce projet répondent à deux questions concernant le montage d’une telle collaboration qui implique plusieurs chercheurs, un matériel d’analyse pointu et conduit au recrutement d’un post-doctorant.
[ISIFoR] Comment s’est constituée votre collaboration inter-Carnot ? (est-ce une nouveauté? est-elle issue d’une précédente collaboration, d’une rencontre récente…)
[Pascale Sénéchal – Hannelore Derluyn – Olivier Sissmann] Cette collaboration fait suite à la thèse de Valentine Combaudon, soutenue fin octobre 2023. Elle a été encadrée par Hannelore Derluyn côté UPPA, Olivier Sissmann et Éric Deville côté IFPEN. Valentine a étudié les mécanismes et la quantification de la génération d’hydrogène naturel en contexte intracratonique pour le cas du Mid-Rift System (Kansas, USA), avec un focus sur l’étude pétrographique de carottes de forage. En parallèle, Kanchana Kularatne a effectué un post-doctorat au LFCR-DMEX, travaillant à une méthodologie basée sur la tomographie à rayons-X couplée avec la caractérisation chimique pour affiner nos études des roches mères. La collaboration mise en place dans ce cadre a amené à une première estimation de la production d’hydrogène pour des gabbros riches en minéraux ferreux (olivine, pyroxène). Avec cette nouvelle collaboration, l’idée est de poursuivre ces travaux et d’aller plus loin en vérifiant la validité de notre protocole tout en l’enrichissant avec les nouveaux développements en cours à DMEX grâce à notre scanner spectral. À terme, le but est de généraliser ce protocole à tout type de roche susceptible de produire l’hydrogène.
[ISIFoR] Quels avantages peut apporter le dispositif inter-Carnot ?
[Pascale Sénéchal – Hannelore Derluyn – Olivier Sissmann] Il permet de poursuivre la collaboration entre les deux instituts Carnot qui apportent chacun leurs compétences et leurs savoir-faire :
◆ IFPEN : prélèvement, choix et connaissance des échantillons de roches utilisés dans le cadre de ce projet et utilisation de plusieurs techniques de caractérisation chimique (cartographie MEBEDS et analyses à la microsonde),
◆ LFCR – DMEX : caractérisation structurale et chimique des échantillons de roches en 3D et de façon non destructive par tomographie à rayons X et par tomographie spectrale.
La complémentarité de ces méthodes et des compétences mises en commun devrait permettre de définir un protocole suffisamment robuste pour pouvoir être appliqué à d’autres contextes continentaux.
[ISIFoR] État d’avancement du projet ExploH2 en mars 2025
[Pascale Sénéchal] Le projet ExploH2 vise à étayer les données de quantification de la production d’hydrogène naturel et à apporter une expertise dans la quantification et l’exploration de la ressource en hydrogène en utilisant une méthodologie développée au sein de la plateforme DMEX.
Le projet a débuté en septembre 2024 avec l’arrivée dans l’équipe DMEX de Noé Muckensturm et commencé par le choix de 6 échantillons représentatifs des formations géologiques de la zone intra cratonique nord-américaine ayant un potentiel de production d’hydrogène.
Ces échantillons ont été caractérisés en termes de texture, de composition minéralogique et de composition chimique des minéraux. Une fois cette caractérisation effectuée, le volume des minéraux ayant un potentiel de production d’hydrogène a été quantifié.
Le calcul théorique de la production d’hydrogène naturel à partir de ces minéraux est en cours de réalisation et permettra d’établir un modèle de production d’hydrogène naturel à l’échelle de la formation géologique.
Les premiers résultats montrent un potentiel de production d’hydrogène naturel sur au moins une partie de la zone d’étude.
- 1 Ingénieure de recherche à l’Université des Pau et des Pays de l’Adour – responsable exploitation de DMEX
- 2 Chargée de recherche CNRS à l’Université des Pau et des Pays de l’Adour
- 3 Chercheur en Géochimie IFPEN-RE