Des avancées pour développer l’utilisation de l’hydrogène naturel comme source d’énergie

Des avancées pour développer l’utilisation de l’hydrogène naturel comme source d’énergieFin du projet exploratoire DYN-HYD

Le projet de recherche DYN-HYD, pour « Stockage dynamique sélectif de l’hydrogène », a pris fin il y a quelques mois. Mené par Pierre Mocho et Laurent Perrier, maîtres de conférences au Laboratoire des Fluides Complexes et leurs Réservoirs (LFCR) de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour, il s’inscrivait dans la thématique de la transition énergétique avec pour objectif la production de carburants non polluants. L’enjeu était de parvenir à purifier l’hydrogène produit naturellement ou stocké dans le sous-sol terrestre en développant un système de séparation dynamique sous pression.

Si l’hydrogène est aujourd’hui reconnu pour son formidable potentiel énergétique, qui ne génère pas de CO₂ lors de sa combustion, sa disponibilité sous forme pure reste problématique. Dans les gisements naturels, qui sont des milieux poreux, il est en effet mélangé avec du méthane (CH₄) et du dioxyde de carbone (CO₂), et nécessite donc un processus de purification pour être exploité.

Une technologie innovante : l’adsorption sélective sous pression dans les milieux poreux

Les chercheurs du LFCR d’Anglet ont fait le choix de se concentrer sur l’adsorption, un procédé permettant de piéger sélectivement des molécules gazeuses (comme le CO₂ et le CH₄) à la surface d’un matériau solide, l’adsorbant, tel que le charbon actif. Contrairement aux approches traditionnelles, cette méthode ne cherche pas à capter l’hydrogène mais à « filtrer » les autres gaz pour l’isoler.

L’originalité du procédé réside dans sa capacité à fonctionner sous pression, une contrainte rarement étudiée jusqu’ici. Cela complexifie la modélisation physique mais améliore significativement les performances d’adsorption. Ce défi a nécessité le développement d’un dispositif expérimental inédit, intégrant des systèmes d’étalonnage, des débitmètres et des contrôleurs de pression.

Des résultats scientifiques remarqués

Les premières expérimentations ont donné lieu à des résultats très encourageants, publiés dans une revue scientifique de qualité (Journal of Environmental Chemical Engineering). Deux autres publications sont en cours de préparation, témoignant du potentiel de valorisation du projet.

Les travaux devraient se poursuivre dans le cadre de la mise en place d’un laboratoire commun avec TotalEnergies et les chercheurs du LFCR d’Anglet Laurent Perrier, Christelle Miqueu, Frédéric Plantier et Pierre Mocho. Une nouvelle thèse est également envisagée pour intégrer un facteur clé jusqu’ici peu exploré : l’impact de la vapeur d’eau sur les phénomènes d’adsorption en mode dynamique.

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L’I-SITE Energy and Environment Solutions (E2S) est un consortium de recherche associant l’UPPA, INRAE, Inria et le CNRS ayant obtenu des fonds du Programme d’Investissements d’Avenir grâce au label d’excellence universitaire I-SITE (Initiative Sciences, Innovation, Territoires, Economie).

Entre 2017 et 2024 l’I-SITE a financé un certain nombre de projets de recherche partenariaux, dont des projets « exploratoires » permettant de faire émerger des sujets innovants et de réduire des verrous technologiques.