Mobilité et réactivité d’H2 naturel dans un bassin de l’Ouest Australien

Il est aujourd’hui établi que l'hydrogène moléculaire (H2) existe sur la planète à l’état naturel sous la forme d'émanations diffuses ou continues. Cependant de nombreuses questions restent ouvertes quant à son origine, ses mécanismes de formation ou le potentiel réel d’exploitation. Les récents travaux menés entre autres au sein d’IFPEN ont permis d’identifier avec précision un ensemble de réactions minérales générant une production d’H2 naturel au cœur des continents, dans les roches sédimentaires Précambriennes. En Australie, au Brésil ou en Afrique du Sud, la présence de nombreuses émanations d’H2 de surface, à proximité de formations de fer rubanées (« Banded Iron Formations » ou « BIF ») suggèrent un rôle de celles-ci dans le mécanisme de génération d’H2. Néanmoins, si la nature des « roches mères » est désormais contrainte, se posent encore les questions des chemins de circulation de l’H2 en subsurface, et des réactions chimiques et biologiques qui vont transformer et consommer cet H2 durant sa remontée vers la surface, ainsi que sa potentielle accumulation dans un réservoir lorsqu’elle a lieu et si celui-ci existe. Ces questions sont centrales pour permettre d’évaluer la ressource H2 naturel en subsurface, car si elle semble être générée bien plus rapidement que les hydrocarbures, c’est aussi le cas de sa dégradation dans le milieu poreux. Afin de tenter d’y répondre, les travaux de thèse se structureront en 3 axes : (1) analyse structurale sur affleurement et puits pour mieux comprendre chemin de migration de l’H2 (20% de la thèse) : définition des propriétés géométriques des failles (orientation, densité, ouverture) et comportement mécanique associé ; (2) acquisition de Roches et fluides, mesure et caractérisation géochimique et minéralogique des échantillons (30% de la thèse) : rapport He/H2, taux d’oxydation des minéraux, acide gras volatiles dissous en fonction de la profondeur (3) modélisation de bassin à partir des données récoltées à différentes échelles (50% de la thèse). Cette thèse bénéficiera de l’expertise des géologues du CSIRO localisée à Perth en Australie de l’Ouest, qui faciliteront également l’accès aux sites de prélèvements sur affleurements et puits. Une partie des travaux se dérouleront en Australie, sur le terrain et dans les laboratoires du CSIRO à Perth.

Mots clefs: Hydrogène naturel ; interactions fluides-roches ; croûte précambrienne ; modélisation

• Directeur de thèse    Prof. Eric DEVILLE, IFP School, ORCID : 0000-0002-5908-5796
• Ecole doctorale    ED 398, Géosciences, ressources naturelles et environnement, Sorbonne-Université
• Encadrant IFPEN    Dr Olivier SISSMANN, ORCID : 0000-0001-9372-1779 
• Localisation du doctorant    IFPEN, Rueil-Malmaison (Paris), France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 (4 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en Sciences de la Terre
• Connaissances linguistique    Anglais niveau B2 (CECR)    
• Autres qualifications    Bases en géologie, minéralogie, modélisation numérique

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous