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Hydrogène 
Nos solutions

IFPEN est déjà présent sur différentes briques technologiques de la chaîne de valeur de l’hydrogène (H2) et une feuille de route est en cours d’instruction pour investir d’autres thématiques.
 

Hydrogène naturel

Si les premières sources naturelles d'hydrogène ont été découvertes en mer dans les années 70, IFPEN est l'un des tous premiers centres de recherche mondiaux à s’être intéressé aux zones d'émissions d’H2 à terre dès les années 2000.

Carte émanations hydrogène
Emanations d’hydrogène naturel recensées sur la planète : contrairement à ce qui était encore récemment communément admis, il y a de nombreuses zones d’émission d’H2 naturel sur Terre, et pas seulement aux limites des plaques

« De plus en plus d'indices conduisent de grands acteurs industriels à se demander si une production substantielle d'hydrogène naturel serait possible. Les travaux que nous menons depuis plusieurs années participent au changement de paradigme sur cet hydrogène natif : son occurrence était jusqu’à récemment considérée comme ponctuelle et limitée à des milieux bien contraints, localisés aux limites de plaques ; nous avons contribué à démontrer que la production d’H2 dans les milieux naturels s’avère être finalement assez fréquente, en particulier, dans les environnements intra-cratoniques, et lorsque le socle est peu profond.

Ces sources, observées au cœur des continents et notamment dans les parties les plus anciennes, les cratons précambriens, constituent, du fait de l’accessibilité de la ressource et du nombre d’émanations déjà identifiées, des objets de premier intérêt ! Nos travaux ont déjà permis de recenser des flux d’H2 au sein de dépressions circulaires dans l’ouest de la Russie, dans les Carolina Bays à l’est des États-Unis, et dans les plaines du Kansas. Ce sont ces structures qui sont étudiées par le projet sen4H2, qui vise à détecter et qualifier les émanations naturelles d’H2 à la surface du globe en utilisant des images satellites.

Plus qu'un vecteur, l'hydrogène pourrait donc constituer une source d’énergie, dont la combustion ne produirait que de l'eau.

Pour autant, de nombreuses questions se posent encore pour comprendre comment l’hydrogène se forme, migre dans le sous-sol, s’il peut s’accumuler et être produit, etc. Des efforts de recherche importants sont nécessaires pour lever les verrous existants, qu’ils soient techniques ou économiques. Mais si la faisabilité de la production d’hydrogène natif est confirmée, l’enjeu en vaudra la chandelle ! »

Pierre Bachaud, chef de projet Hydrogène, IFPEN


>>  Consulter la thèse de Julia Guélard : Caractérisation des émanations de dihydrogène naturel en contexte intracratonique. Exemple d’une interaction gaz/eau/roche au Kansas.
 

Production verte d’hydrogène par électrocatalyse

IFPEN participe au projet collaboratif MoSHy, qui vise à développer des méthodologies pour définir un électrocatalyseur économique pour la production d’hydrogène à partir d’eau.
 

Décarbonation de l’hydrogène issu des hydrocarbures

La production d’hydrogène est assurée aujourd’hui à 95 % via la transformation des hydrocarbures par reformage ou gazéification. Associé à des techniques de captage et de stockage géologique du CO2, cet hydrogène peut devenir un hydrogène décarboné. IFPEN développe différentes technologies de captage en post- et en oxycombustion.
 

Production d’hydrogène à partir de reformage du biogaz

Un hydrogène vert peut aussi être produit à partir du reformage d’un biogaz produit par méthanisation.
 

Production d’hydrogène à partir de bioéthanol

Une autre voie de production d’hydrogène vert consiste à convertir du bioéthanol par vaporeformage catalytique, comme dans le procédé co-développé par IFPEN avec la société Hyradix.
 

Stockage d’hydrogène

L’accroissement de la part de production d’électricité éolienne et photovoltaïque non pilotable impose de développer des solutions de stockage d’énergie. Le stockage massif d’hydrogène, principalement en cavités salines, pourrait contribuer à aider aux régulations saisonnières.

Les savoir-faire et outils IFPEN développés pour l’exploration/production sont applicables par adjacence pour :

  • modéliser la tenue mécanique des stockages,
  • simuler l’interaction entre l’hydrogène, la cavité et ses parois,
  • évaluer les risques de corrosion et de dégradation des métaux et matériaux des ouvrages.
     

IFPEN travaille sur ce sujet en collaboration avec Storengy.
 

Conversion d’hydrogène par méthanation

La méthanation « verte » s’entend par la combinaison :

E-fuels

Les e-fuels, carburants de synthèse fabriqués à partir d’électricité « verte », regroupent différents produits. Certains sont issus d’une synthèse Fischer-Tropsch alimentée par de l’hydrogène vert. IFPEN travaille sur ce procédé et sur les catalyseurs associés, en particulier pour la production de biocarburants.
 

Contacts

Fabrice Bertoncini

  • Introduction d’hydrogène vert dans les raffineries

Florence Delprat-Jannaud

  • Hydrogène naturel, stockage d’hydrogène

Antonio Pires Da Cruz

  • Hydrogène dans les transports