L’hydrogène terrestre : la course à la découverte d’un carburant propre sous nos pieds.

Des explosions accidentelles à la fièvre stratigraphique.

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers, et il se forme naturellement à l'intérieur de la Terre lorsque des minéraux riches en fer réagissent avec l'eau — un processus géochimique appelé serpentinisation.

Pendant des décennies, la plupart des géologues ont cru que même si l'hydrogène était produit de cette manière, ses minuscules molécules s'échapperaient rapidement par les fissures de la roche, rendant impossible son accumulation en réserves exploitables.

Cette perception a commencé à évoluer en 1987, lorsque des foreurs de puits au Mali ont découvert une poche de gaz hydrogène naturel, provoquant une explosion si puissante qu'elle a fait voler une cigarette des lèvres d'une personne se trouvant à proximité. Ce puits accidentel a par la suite été exploité pour produire de l'électricité pour tout un village.

À partir de là, la situation s'est progressivement éclaircie. Au début des années 2020, des scientifiques ont commencé à publier des études estimant que les réserves géologiques souterraines d'hydrogène pourraient satisfaire les besoins énergétiques mondiaux pendant des centaines d'années.

Site de forage d'exploration d'hydrogène exploité par Vema Hydrogen au Canada. Photo : Vema Hydrogen.

En janvier 2025, l'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS) a publié la première carte géologique des gisements d'hydrogène couvrant l'ensemble des États-Unis continentaux – une étape marquant la transition de la théorie au terrain.

Cette carte ne confirme pas l'existence de réserves exploitables, mais elle fournit la première base scientifique systématique permettant aux entreprises d'entamer la planification de forages exploratoires. Les zones les plus prometteuses comprennent le centre du territoire continental des États-Unis et la côte centrale de la Californie.

Il y a quelques semaines à peine, en mai 2026, des scientifiques de l'Université de Toronto ont publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences que d'anciennes couches rocheuses situées profondément sous le Canada libèrent naturellement de l'hydrogène – une nouvelle preuve que la Terre pourrait contenir une vaste source d'énergie propre inexploitée.

Les plus fortes concentrations d'hydrogène se trouvent dans le nord de l'Ontario, au Québec, au Nunavut et dans les Territoires du Nord-Ouest, ce qui coïncide avec les régions canadiennes riches en nickel, en cuivre et en diamants.

Deux chemins, une destination

Les entreprises abordent ce problème selon deux stratégies parallèles.

La première stratégie consiste à rechercher des gisements d'hydrogène souterrains, à l'instar de l'exploration pétrolière et gazière. L'entreprise leader et la plus importante en termes d'investissement est actuellement Koloma, basée à Denver, dans le Colorado.

Fondée en 2021 et ayant levé plus de 400 millions de dollars auprès d'investisseurs tels qu'Amazon, United Airlines et Breakthrough Energy Ventures (le fonds d'investissement de Bill Gates), Koloma a foré trois puits d'exploration dans l'Iowa et en fore actuellement un quatrième, ciblant la zone du dôme Vincent dans le comté de Webster – où l'USGS a enregistré de fortes concentrations d'hydrogène dans les années 1970 et 1980. Par ailleurs, la société déploie également ses premiers puits d'essai dans le comté de Canyon, dans l'Idaho, ciblant des formations basaltiques riches en fer près de la ville de Notus.

HyTerra, une entreprise australienne, prospecte simultanément de l'hydrogène et de l'hélium au Kansas et au Nebraska. Cependant, la réalité géologique est toujours plus complexe que les modèles : les entreprises détectent souvent de l'hydrogène dans les puits dès le début, mais ont besoin de plus de temps pour évaluer si le débit du gaz est suffisant pour une exploitation commerciale. Ce problème est bien connu depuis les débuts de l'exploration pétrolière : il faut forer de nombreux puits avant de trouver une source.

La seconde stratégie, plus audacieuse, consiste à stimuler activement le processus souterrain, sans attendre que la nature produise de l'hydrogène. C'est l'approche adoptée par Vema Hydrogen, une jeune entreprise québécoise.

Aux mines de Thetford – autrefois surnommées la « capitale mondiale de l'amiante » avant leur fermeture pour raisons sanitaires – Vema a foré deux puits d'essai, chacun à plus de 300 mètres de profondeur, dans une couche d'ophiolite formée il y a plus de 400 millions d'années. L'objectif était d'injecter de l'eau traitée dans les couches rocheuses riches en fer afin d'accélérer la serpentinisation et de produire ainsi de l'hydrogène artificiellement, sans émissions.

Pierre Levin, PDG de Vema, compare le procédé à une « formule secrète » perfectionnée au fil d'années d'expérimentation en laboratoire : la combinaison précise de la température, de la pression, des catalyseurs et des caractéristiques de chaque type de roche. Vema ambitionne de démarrer une production à grande échelle en 2028, avec l'objectif de rendre l'hydrogène moins cher que celui produit à partir de combustibles fossiles.

Un grand potentiel, mais aussi des défis importants.

Malgré les risques, le principal attrait pour les investisseurs en capital-risque de l'exploitation de l'hydrogène géothermique réside dans son prix révolutionnaire. Selon les calculs du département de l'Énergie américain, chaque kilogramme d'hydrogène géothermique pourrait être produit pour moins d'un dollar, soit moins cher que l'hydrogène issu du gaz naturel et six fois moins cher que l'hydrogène « vert » produit à partir des sources d'énergie renouvelables actuelles.

Cependant, un fort potentiel ne signifie pas un parcours sans embûches. Des experts indépendants recensent de nombreux risques techniques : l’hydrogène pourrait s’échapper par des fissures dans la roche avant d’être collecté ; des micro-organismes vivant sous terre pourraient le consommer juste avant son pompage ; l’injection d’eau dans la roche pourrait provoquer le gonflement des couches géologiques, entraînant des déformations de surface, voire de légers séismes. Avec une approche de recherche de gisements naturels, le défi réside dans l’absence de tout moyen de connaître avec certitude la nature du sous-sol, hormis le forage – une opération souvent coûteuse et non sans risques.

Un autre obstacle, plus systémique, réside dans le fait qu'une grande partie des meilleures données géologiques sont détenues par des entreprises privées soucieuses de les garder secrètes, ce qui pourrait ralentir considérablement le processus de découverte . Geoffrey Ellis, géochimiste à l'USGS, a déclaré sans ambages : pour accélérer les progrès, les parties prenantes doivent partager leurs données. Autrement, au rythme actuel, il faudra des décennies pour évaluer le véritable potentiel de cette source d'énergie.

Aux États-Unis, les autorités à tous les niveaux commencent à prendre conscience de l'importance de cette question. Le gouverneur du Michigan a ordonné aux agences gouvernementales d'étudier le géohydrogène et d'identifier les obstacles à son développement. L'US Air Force explore la possibilité d'utiliser le géohydrogène comme source d'énergie pour ses bases. Cependant, ce secteur n'a pas encore bénéficié de financements fédéraux significatifs, contrairement à d'autres filières de production d'hydrogène propre qui ont reçu des milliards de dollars.

Le défi ne se limite pas à l'extraction. L'hydrogène est notoirement difficile à transporter et à stocker, ce qui implique que tout gisement géologique d'hydrogène doit être consommé au plus près de sa source. Plusieurs options sont envisagées : convertir l'hydrogène en méthanol liquide pour les navires – un secteur du transport soumis à une forte pression pour réduire ses émissions, mais qui ne peut pas fonctionner sur batteries ; l'utiliser pour produire un carburant durable pour l'aviation ; ou encore le fournir aux aciéries, usines d'engrais ou centres de données locaux.

Station de ravitaillement en hydrogène à Varsovie, en Pologne. Photo : Wodnesprawy

Le scénario le plus ambitieux, selon Pierre Levin, consiste à utiliser le géohydrogène pour synthétiser une forme de méthane artificiel capable de remplacer complètement le gaz naturel à des fins industrielles et de chauffage – un remplacement à l’échelle de plusieurs dizaines de millions de tonnes par an. Cette perspective demeure lointaine, mais les expériences menées sous terre au Québec, en Iowa, au Kansas, en Idaho et en Oregon apportent chaque jour de nouvelles preuves.

Alexis Templeton, professeur de géochimie à l'Université du Colorado à Boulder, qui mène des recherches sur l'ingénierie de l'hydrogène à Oman (qui abrite la plus grande ophiolite du monde), résume : il y a deux ans, tout cela était hautement théorique ; aujourd'hui, la question n'est plus de savoir s'il est possible de produire de l'hydrogène sous terre, mais si cela peut être fait à un coût suffisamment bas pour être compétitif sur le marché.

C’est précisément la question à laquelle tous les acteurs de l’industrie minière s’efforcent de répondre.