Hydrogène naturel : des chercheurs français développent une technologie unique au monde pour exploiter ce trésor

Mettre la main sur une énorme ressource d’hydrogène naturel, ça ressemble à un cadeau du ciel. Mais ça ne suffit pas. Il faut pouvoir l’exploiter. Et c’est là que les choses se compliquent vraiment, finalement…

Par Nathalie Mayer - Journaliste- Publié le 18 novembre 2025

« Il y a de l'hydrogène dans le sous-sol lorrain. Aujourd'hui, nous n'en sommes plus à le chercher. Nous en sommes à réfléchir aux meilleurs moyens de le valoriser. » Et ces moyens dont Yann Fouant, directeur de projets à la Française de l'Énergie (FDE), parle ici, ce sont aussi bien des débouchés - nous y reviendrons plus tard - que des solutions d'exploitation.

Concernant ces derniers, un second volet du projet Regalor - pour Ressources gazières de Lorraine - a été lancé il y a un an déjà. Dans ce programme, un forage sur le site de Pontpierre (57) à -4 000 mètres est en cours afin de consolider les hypothèses émises.

Le forage Regalor II ira chercher l’hydrogène dans le sous-sol lorrain au plus près de sa source. © Française de l’Énergie

L’hydrogène, un gaz décidément pas comme les autres

Pour bien comprendre, il est utile de préciser à ce stade que l'hydrogène caché dans le bassin carbonifère sarro-lorrain - parce que lui non plus ne s'arrête pas à nos frontières - y est sous la forme d'un gaz dissous dans l'eau. Et jusqu'ici, personne n'avait encore développé de technologie susceptible de récupérer un hydrogène - ou même un autre gaz - dissous dans l'eau. « Sauf à pomper l'eau. Mais cela n'aurait aucun sens », confirme Yann Fouant.

« Quand on cherche du gaz dans le sous-sol, en général, on cherche des poches. Ici, nous sommes face à un réservoir tout à fait atypique du point de vue de l'exploitation gazière traditionnelle. Avec un hydrogène qui est dissous dans l'eau de l'aquifère », nous explique Jacques Pironon, directeur de recherche émérite au CNRS. Et pour nous faire une image, il nous propose de comparer une carotte qui serait sortie du sol du bassin lorrain à une bouteille de champagne. « Dès que vous l'ouvrez, le gaz bulle et s'échappe. » Alors, comment faire pour récupérer ce précieux hydrogène ?

« Personne au monde ne dispose d'une technique adaptée à l'exploitation du gaz dissous », nous signale Philippe De Donato, directeur de recherche au CNRS. Mais rappelez-vous, cette sonde que les scientifiques impliqués dans le projet Regalor ont développée pour mesurer les concentrations des gaz directement dans le milieu géologique. Eh bien, c'est cette sonde qu'ils travaillent aujourd'hui à réorienter à des fins d'exploitation. « Avec l'aide de Solexperts, un expert international des géotechniques et des instruments d'hydrogéologie dont la filiale française est justement basée à quelques kilomètres du forage de Folschviller sur lequel nous allions travailler, nous avons pu mettre au point la sonde qui a permis la découverte de l'hydrogène dissous dans l'eau du sous-sol lorrain », nous raconte Philippe De Donato.

Extraire l’hydrogène de l’eau dans le milieu géologique

Et que fait cette sonde, exactement ? « Un peu ce que fait le Gore-Tex. Il empêche l'eau de traverser nos chaussures quand on marche dans une flaque, mais il laisse passer les molécules de vapeur d'eau lorsque nos pieds transpirent. Notre sonde est constituée d'une membrane semi-perméable. Elle laisse passer les gaz, mais pas l'eau. » Présentée comme ça, la technologie semble accessible. « Mais le Gore-Tex fonctionne à une pression normale de 1 bar. Pour nous, le défi était d'obtenir le même effet à des pressions bien plus élevées. De l'ordre de 100 à 200 bars. Il nous aura fallu trois années de travail pour y arriver. Un brevet européen a été déposé. Aujourd'hui, nous avons entre les mains une avancée technologique que la planète nous envie. Rappelez-vous la bouteille de champagne. Nous allons pouvoir en retirer le gaz sans toucher ni au verre ni au liquide. On ne peut pas faire moins traumatique pour l'environnement que ce type d'extraction. On ne remonte ni de l'eau ni de la matière. Uniquement le gaz. Et au travers de forages au diamètre réduit. Ce qui éloigne aussi les risques d'induire une sismicité locale. L'étape suivante sera de réussir à utiliser cette membrane pour exploiter à une échelle industrielle l'hydrogène - et d'autres gaz pourquoi pas - dissous dans l'eau du bassin sarro-lorrain. »

C'est l'un des objectifs du second volet du projet Regalor. Il vient d'obtenir son financement de l'Europe et de la région Grand Est. Un forage a été lancé sur le site Française de l'Énergie de Pontpierre (57). Avec dans l'idée d'aller voir cette fois ce qui se passe non plus à 1 200, mais à 4 000 mètres de profondeur. « Pour vérifier que nos modélisations ont vu juste », nous précise Philippe De Donato. Et ce qu'elles ont vu, c'est une concentration en hydrogène naturel qui augmente avec la profondeur pour atteindre le chiffre « conséquent » de 76 % à partir de 3 000 mètres. « Lorsque nous aurons validé ces chiffres, nous serons en mesure d'évaluer enfin clairement la ressource. »

Le saviez-vous ?

Le projet Regalor II fédère plusieurs partenaires. La Française de l’Énergie travaille sur l’aspect minier de la question. Solexperts se concentre sur la partie système de mesure en puits. Le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) met à disposition sa banque de données sur le sous-sol. Et le CNRS et l’université de Lorraine fournissent les scientifiques qui travaillent à la modélisation et à la compréhension des systèmes en présence. À cela s’ajoutent deux partenaires prestataires : Saint-Gobain, qui participe au développement de la membrane, et Teréga, qui apporte son expertise en matière d’infrastructures de transport et de stockage de gaz. Enfin, pour assurer le lien avec la réalité du terrain, un Comité d’orientation stratégique réunit les utilisateurs finaux que pourraient être Airbus et Renault Group.

« À de telles profondeurs, nous allons aussi nous approcher des milieux où il fait suffisamment chaud pour que les réactions chimiques qui produisent l'hydrogène naturel puissent avoir lieu. Nous allons nous approcher de la source, nous explique Jacques Pironon. Et savoir d'où vient cet hydrogène est aussi important pour évaluer le stock que pour décider de quelles technologies seront nécessaires à son exploitation. »

Le principe de la sonde développée par les chercheurs dans le cadre du projet Regalor pour détecter des gaz directement dans le sol sera repris pour développer une solution d’exploitation de l’hydrogène naturel. © Française de l’Énergie

Changer la donne

Objectif final de Regalor II : établir sur le site de Pontpierre, une usine d'exploitation de l'hydrogène naturel dissous dans l'eau retenue dans le sous-sol lorrain. Le tout dans un délai ambitieux, mais réalisable, de trois ans seulement. Et une mise sur le marché espéré par la Française de l'Énergie d'ici 2029-2030.

« Partout, on nous parle de la nécessité de décarboner notre énergie et nos économies. Avec cet hydrogène naturel dissous dans l'eau, nous n'avons jamais été aussi proches de pouvoir vraiment le faire, s'enthousiasme Philippe De Donato. Si les ressources et les technologies sont validées, on va changer la donne. Parce que nous parlons ici en plus d'un hydrogène dissous dans des aquifères qui sont uniformément répartis sur la planète. De quoi permettre à chacun de produire son gaz à proximité des consommateurs. D'un point de vue géopolitique, ce serait un véritable bouleversement. » Plus encore si la ressource découverte dans le carbonifère sarro-lorrain, en plus d'être décarbonée, se révélait... renouvelable. Vous voulez savoir ce qui fait penser aux chercheurs que ça pourrait être le cas ?