Un chercheur prélevant un échantillon dans une mine.
Et si le gaz naturel s’échappant d’une mine pouvait alimenter jusqu’à 400 foyers par année? Le professeur Oliver Warr et son équipe ont trouvé de l’hydrogène naturel dans une mine à Timmins, en Ontario, une découverte cruciale qui pourrait ouvrir la voie à une production d’énergie plus propre à l’échelle locale.

Oliver Warr, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université d’Ottawa, et Barbara Sherwood Lollar, professeure au Département des sciences de la Terre à l’Université de Toronto, ont réalisé une véritable « percée » au cœur du Bouclier canadien.

Dans une mine en activité près de Timmins, en Ontario, ils ont décelé d’importantes quantités d’hydrogène et d’hélium naturels se dégageant de façon continue depuis plus de dix ans. Cette découverte pourrait mener à des pratiques énergétiques plus propres à l’échelle locale dans le nord du pays et ailleurs dans le monde. C’est également sur elle que porte leur récent article publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

L’énergie invisible sous nos pieds

À l’heure actuelle, l’hydrogène est essentiellement produit par des procédés industriels énergivores qui génèrent souvent d’importantes quantités de CO₂, le principal gaz à effet de serre responsable des changements climatiques. Or, comme l’ont démontré le professeur Warr et la professeure Sherwood Lollar, la Terre renferme ses propres réserves d’hydrogène naturel qui pourraient être exploitées comme source d’énergie.

« Toutes les roches contiennent de faibles quantités d’éléments radioactifs comme de l’uranium et du thorium. En se désintégrant, elles produisent de l’hélium, et peuvent générer de l’hydrogène en brisant des molécules d’eau. Sur des millions d’années, cela peut équivaloir à une quantité importante d’hydrogène », explique le professeur Warr.

Le professeur Warr utilise une sonde pour mesurer les bulles de gaz provenant des eaux souterraines.
Le professeur Warr utilise une sonde pour mesurer les bulles de gaz provenant des eaux souterraines.

Les communautés minières comme celle de Timmins jouent un rôle essentiel dans la découverte de ces gisements. En effet, des milliers de trous de forage d’une profondeur de plusieurs centaines à plusieurs milliers de mètres sont creusés dans le cadre d’activités minières visant à identifier les formations rocheuses et à établir des cartes géologiques. Comme les deux professeurs l’ont constaté, ces trous de forages peuvent servir de voies d’échappement à des gaz naturels précieux comme l’hydrogène et l’hélium.

Solutions durables et économiques

En prélevant des échantillons de gaz qui s’échappent des trous de forage sur le site de Timmins, l’équipe de recherche a constaté que chaque trou émettait en moyenne environ huit kilogrammes d’hydrogène. Comme il y en a des milliers, le potentiel d’extraction est considérable.

En effet, la production totale d’énergie pourrait atteindre environ 4,7 millions de kilowattheures par année, soit assez pour alimenter à peu près 400 foyers!

« Et si l’hydrogène qui s’échappe d’un forage pouvait être récupéré et utilisé sur place comme source d’énergie, plutôt que d’être simplement libéré dans l’atmosphère? », s’interroge le professeur Warr.

Ce modèle à l’échelle locale pourrait s’avérer particulièrement utile pour les exploitations minières éloignées et les communautés nordiques, qui dépendent de carburants transportés, coûteux et à forte intensité carbone. En utilisant l’hydrogène directement à sa source, des municipalités comme Timmins pourraient réduire à la fois leurs émissions et leurs coûts énergétiques.

Orientations futures

Si la recherche s’est concentrée sur un seul site dans le nord de l’Ontario, ses retombées dépassent largement le cadre d’une seule mine.

« Nous avons étudié une mine, mais nos résultats peuvent s’appliquer à de nombreux autres sites, au Canada comme ailleurs », affirme le professeur Warr.

L’étude porte surtout sur l’hydrogène, mais ses conclusions pourraient être utilisées afin d’aider à comprendre et à exploiter le processus par lequel de l’hélium naturel est libéré par les trous de forage. Le gouvernement du Canada a d’ailleurs ajouté l’hélium à sa liste de minéraux critiques. Malgré son caractère essentiel pour des technologies comme les appareils d’IRM et les semiconducteurs, ce gaz demeure en forte pénurie.

Le professeur Warr poursuit ses travaux sur les formations naturelles d’hydrogène et d’hélium au Canada, en s’intéressant notamment à la façon dont ces gaz migrent, se mélangent et s’accumulent dans le sous-sol. Il étudie aussi comment exploiter ces ressources pour assurer l’approvisionnement en hélium au pays et utiliser l’hydrogène géologique, une source d’énergie propre encore peu exploitée, afin de réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

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