L'hydrogène naturel du sous-sol profond pourrait être un élément de construction important pour le système énergétique durable du futur, mais il est actuellement difficile de prédire où et à la profondeur des concentrations élevées. Les nouveaux résultats de l'étude du Département de géologie de l'Université de Vienne pourraient faciliter de telles prévisions à l'avenir. Soi-disant « cercles de fée »—Parches étroites avec des dommages causés par la végétation – pourrait être des indicateurs utiles. C'est parce que ceux-ci « cercles de fée » se calmer en raison de l'infiltration de l'hydrogène naturel.
Selon l'étude, plus la source d'hydrogène est profonde et plus sa pression est élevée, plus « cercle de fées » sur la surface de la Terre. L'étude a été récemment publiée dans la revue Géologie.
Dans de nombreuses régions du monde – du craton d'Europe de l'Est en Russie aux États-Unis, au Brésil, en Namibie et en Australie – des dépressions circulaires musicales avec peu ou pas de végétation peuvent être trouvées à la surface de la Terre. Ces soi-disant « cercles de fée » ont généralement des centaines de mètres de large et à quelques mètres de profondeur.
Il est clair que depuis une dizaine d'années que les cercles de fées émettent de l'hydrogène naturel et indiquent ainsi des sources d'hydrogène souterraines. Cependant, il n'a pas encore été possible d'expliquer pourquoi ils se calment et si leur taille pourrait également fournir des indices sur la profondeur ou le rendement de la source d'hydrogène.
Mais il s'agit d'informations précisément importantes pour l'industrie de l'énergie: avec son empreinte carbone presque négligeable, l'hydrogène naturel est considéré comme une source d'énergie durable prometteuse pour l'avenir.
« Mais avant que le forage coûteux ne puisse être effectué, nous devons comprendre comment les cercles de fée se forment, quelle est la taille des dépôts et la profondeur que nous devons forer, » Explique Martin Schöpfer du Département de géologie de l'Université de Vienne et employé de Nimbuc Geoscience.
Une étude subventionnée par OMV et dirigée par Schöpfer a maintenant été en mesure d'expliquer, à l'aide de simulations informatiques géomécaniques, pourquoi la surface de la Terre s'allume dans les cercles de fées émettant de l'hydrogène. Selon l'étude, la raison en est l'interaction entre le gaz et l'écoulement de l'eau et le sol (sédiments) dans un processus en deux phases.
Soufflé se lève et s'effondre
L'hypothèse a été faite que des sédiments en vrac, comme le sable ou l'argile, avec ses interstices (pores) saturés d'eau souterraine est recouvrant la roche solide. Si le gaz – Hydrogène – entrave cette couche sédimentaire à une source ponctuelle, elle déplace partiellement l'eau, qui s'infiltre ensuite à la surface. L'hydrogène s'infiltre également à travers le sol et le mélange de gaz altéré pourrait endommager la végétation. De plus, la surface de la Terre est légèrement élevée.
« On pourrait dire que les sédiments augmentent comme un soufflé, mais ici des processus géomécaniques sont à l'œuvre, alors qu'avec un soufflé, ce sont des processus chimiques, » dit Schöpfer. Lorsque le flux d'hydrogène cesse alors dans une deuxième phase, la pression du mélange d'eau gazeuse dans les interstices des sédiments diminue, conduisant à un compactage.
« Le sol se comprime et s'adapte, similaire à un soufflé effondré, » décrit le géologue.
À l'aide de ces simulations informatiques, l'étude a étudié les interactions entre la profondeur et la pression de gaz de la source avec la déformation des sédiments. Les résultats ont été étonnants: les diamètres et les profondeurs de l'affaissement des cercles de fées simulés correspondent presque parfaitement aux structures naturelles découvertes dans des régions telles que la Russie, le Brésil et l'Australie.
Plus le cercle de fées est grand, plus la source d'hydrogène est profonde
Selon cela, le diamètre et la profondeur des cercles de fée sont susceptibles d'être directement liés à la pression et à la profondeur de la source de gaz.
« Ces résultats sont une vraie percée, » met l'accent sur Bernhard Grasemann, chef adjoint du Département de géologie. « Les cercles de fées pourraient ainsi servir de panneaux naturels à l'avenir pour trouver des sources d'hydrogène souterraines – une source d'énergie potentiellement inépuisable et respectueuse de l'environnement. »
Intérêt du secteur de l'énergie et des couleurs de l'hydrogène incolore
Gabor Tari, chef géologue chez OMV et co-auteur de l'étude, explique, « L'intérêt du secteur de l'énergie pour l'hydrogène naturel en tant que nouvelle source d'énergie potentielle avec une empreinte carbone négligeable augmente, en particulier par rapport à tous les autres types d'hydrogène produit artificiellement.
« L'hydrogène blanc ou doré ou doré, c'est-à-dire naturel – et en particulier, sont au centre de la recherche internationale intensive, car ils ont le potentiel de devenir des alternatives rentables et probablement beaucoup moins chères aux types d'hydrogène noirs, gris, bleus, roses et verts actuellement utilisés, qui ont tous une empreinte carbone importante. C'est pourquoi OMV Energy soutient des recherches fondamentales comme celle-ci pour mieux comprendre le potentiel futur de cette source d'énergie verte dans le cadre de la transition énergétique. »
Cependant, Schöpfer souligne que de nombreuses autres études sur les cercles de fées naturelles sont encore nécessaires avant que les résultats puissent être appliqués: « Par exemple, des simulations avec différents types de sols ou avec des émissions de gaz pulsantes, mais également des études sur le terrain du sous-sol, ce qui pourrait montrer que les réactions chimiques peuvent également dissoudre des matériaux solides et donc être en partie responsables de la subsidence. »
