De Casablanca à Pau : un parcours scientifique et humain
Salaheddine Chabab
Spécialiste de thermodynamique et titulaire de la chaire HYDR aux laboratoires LaTEP et LFCR de l’UPPA, Salaheddine Chabab multiplie les projets et les travaux de recherche autour des questions que soulève le stockage de gaz.
C’est un remarquable parcours qu’a accompli ce jeune chercheur par la diversité de ses travaux et les nombreux établissements où il a déjà travaillé. Mais c’est beaucoup plus encore, car il s’agit d’un parcours où les rencontres scientifiques ont été déterminantes pour le conduire jusqu’à Pau.
Il nous dévoile aujourd’hui les coulisses de ses recherches sur le stockage souterrain de l’hydrogène et il nous présente des projets qui vont dans le sens d’un avenir énergétique décarboné.
[ISIFoR] Tes projets en cours (H2Stock 1 et 2, chaire HYDR) semblent liés par un fil rouge : le stockage souterrain de l’hydrogène (H2). Peux-tu nous les présenter ?
Trois formes de stockage de gaz souterrain
[Salaheddine Chabab] Tout à fait. Le cœur de mes travaux porte actuellement sur la mobilité (diffusion et solubilité) de l’hydrogène en sous-sol pour permettre son stockage massif. En partenariat avec Fives ProSim et l’IFPEN, et portée par le LaTEP et le LFCR, la chaire HYDR (2021-2026) se concentre spécifiquement sur le stockage en aquifères profonds. En parallèle, les projets ressourcés H2Stock 1 et 2, menés avec le financement du Carnot ISIFoR et en collaboration avec l’IFPEN, visent à lever des verrous scientifiques précis dans ce domaine.
L’enjeu c’est de comprendre comment l’hydrogène se comporte une fois injecté. Par exemple, nous étudions sa solubilité (sa dissolution maximale) dans l’eau du réservoir et sa diffusion (l’aspect temporel) pour anticiper/évaluer les éventuelles pertes par diffusion ou encore par réactivité biogéochimique qui pourraient impacter la quantité et la qualité du gaz stocké. C’est important car le stockage d’hydrogène est une des voies pour disposer d’un vecteur énergétique puissant ; il peut être utile pour l’énergie, les transports ou l’industrie et bien plus encore. Il faut que l’on sache comment il se comporte pour le stocker et l’utiliser en toute sécurité.
[ISIFoR] On parle souvent de stockage de gaz en « cavité saline ». Pourquoi cette option est-elle intéressante et comment ces cavités sont-elles créées ?
[Salaheddine Chabab] Le stockage en cavité saline est aujourd’hui une solution mature pour l’hydrogène. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, il ne s’agit pas de cavités naturelles, mais de volumes creusés artificiellement dans des couches de sel par un procédé appelé « lessivage ». On crée ainsi une sorte de « grande bouteille » souterraine, dont la forme quasi-cylindrique peut contenir un volume allant de plusieurs centaines de milliers à un million de mètres cubes, ce qui est considérable. L’avantage est que le sel est très imperméable, c’est cela qui garantit l’étanchéité de ce type de stockage.
Mais ce stockage n’est pas suffisant car nous aurons besoin de plus de capacités à l’avenir. Pour répondre à ce besoin il faut aller vers les milieux poreux comme les aquifères profonds et les réservoirs de gaz épuisés.
[ISIFoR] Quel est l’intérêt de ce sujet pour la transition énergétique et vers quels nouveaux travaux cela t’amène-t-il ?
Présentation du stockage souterrain d’H2 au PSGAR CERENA
[Salaheddine Chabab] Le stockage de gaz est crucial pour équilibrer l’offre et la demande d’énergie et constituer des réserves stratégiques. Ces réserves nous permettent de disposer de ressources énergétiques toujours disponibles, ce que ne peuvent pas nous garantir les énergies renouvelables intermittentes, solaire et éolien en particulier.
Le stockage de gaz souterrain est donc crucial, cependant, les cavités salines ne suffiront pas si l’usage de l’hydrogène se généralise dans l’énergie, l’industrie ou la mobilité. Il nous faudra de très grandes capacités de stockage.
C’est là que l’ouverture vers les aquifères salins profonds devient passionnante : ils offrent des volumes de stockage mille fois plus grands qu’en cavités salines (de l’ordre du milliard de mètres cubes) et sont plus largement disponibles géographiquement. C’est le défi actuel auquel est confrontée notre recherche, qui vise à générer davantage de données et de connaissances afin d’évaluer la fiabilité de ce type de stockage et les conditions favorables/défavorables correspondantes.
[ISIFoR] Tu es arrivé à Pau en 2021 et tu as immédiatement lancé des projets d’envergure. Comment cette transition s’est-elle opérée ?
[Salaheddine Chabab] C’est avant tout une histoire de rencontres et de confiance. Pendant ma thèse, que j’effectuais à l’École des Mines de Paris en co-direction avec l’ENSTA Paris-Tech sur la thermodynamique du stockage de gaz en cavités salines, j’ai fait connaissance avec le professeur Pierre Cézac (LaTEP). Il faisait partie de mon comité de suivi de thèse et cela a été une rencontre scientifique et humaine importante. Nous nous sommes bien entendus et nous avons discuté de la possibilité de créer une chaire dans la continuité de mes travaux, mais axée sur les milieux poreux. Pierre et Guillaume Galliero (LFCR) m’ont beaucoup accompagné pour monter ce projet jusqu’à sa réalisation. Malgré mon jeune âge pour diriger une chaire, ils ont cru en mon parcours et ont su convaincre l’établissement de l’intérêt que présentait cette chaire et ma candidature.
[ISIFoR] Quel a été l’apport concret des projets ressourcés ISIFoR dans ton travail de chercheur ?
[Salaheddine Chabab] Ces projets ont été un véritable accélérateur, il y en a eu deux H2STOCK et H2STOCK2. Ils nous ont permis d’acquérir des équipements de pointe, comme un appareil de titration Karl Fischer pour mesurer l’humidité dans le gaz et un appareil GLR pour quantifier les gaz dissous. Ces matériels ont été particulièrement utiles dans les travaux menés dans le cadre de la chaire, ils nous ont aidé de ce point de vue et dans le même temps nous avons acquis une expertise qui a pu être proposée sur d’autres projets.
Ainsi, fort de cette expérience, nous avons pu monter récemment une thèse avec Teréga et la Région Nouvelle Aquitaine sur ces questions. Elle porte sur la déshydratation et la séparation des flux de gaz (hydrogène + gaz naturel) en sortie du sous-sol.
[ISIFoR] Dans les prochaines années, quels points particuliers comptes-tu approfondir ?
[Salaheddine Chabab] Je souhaite rester fidèle à ma discipline de cœur : la thermodynamique appliquée aux systèmes aqueux complexes. J’ai beaucoup de projets en tête, notamment sur le transport de l’hydrogène par des vecteurs liquides. Je m’intéresse aussi à la capture, la valorisation et le stockage du CO2 et à la récupération et recyclage de métaux stratégiques. Cela fait beaucoup de sujets passionnants.
[ISIFoR] Peux-tu nous parler de ton parcours ? Comment ton chemin, débuté à Casablanca, t’a-t-il conduit jusqu’au Béarn ?
[Salaheddine Chabab] Le point de départ, c’est mon père. Il travaillait dans une usine d’acide sulfurique au Maroc qui fait partie du groupe OCP (l’un des leaders mondiaux de l’industrie des engrais). C’est lui qui m’a orienté vers le « Génie des Procédés », une filière dont je ne connaissais même pas le nom à l’époque.
J’ai commencé par un DUT et une licence (BUT) en génie des procédés à l‘ESTC à Casablanca, avant de rejoindre l’Université Paris-Saclay pour un Master. C’est là que je me suis passionné pour la Recherche, notamment lors de mes stages M1 et M2 à l’Unité Chimie et Procédés de l’Ensta ParisTech. C’est venu progressivement. À vrai dire, au départ, je pensais rentrer au Maroc après mon Master mais tout ce que je découvrais était vraiment enthousiasmant et j’avais envie d’aller plus loin dans la Recherche. Après ma thèse à l‘École des Mines de Paris et l’Ensta ParisTech, l’opportunité de la chaire à l’Université de Pau et des Pays de l’Adour (UPPA) s’est présentée et c’est de cette manière que je suis arrivé ici. Les conditions de travail et la grande qualité de l’environnement de recherche ont été un puissant argument qui m’a conduit à poursuivre à Pau ce travail passionnant.
[ISIFoR] Y a-t-il une avancée scientifique ou un projet que tu rêverais de réaliser ?
[Salaheddine Chabab] Au-delà des découvertes techniques, qui sont bien sûr le moteur des recherches scientifiques, mon ambition est à présent d’élaborer un projet ERC (European Research Council). C’est un financement européen très prestigieux qui permet à un chercheur de développer ses idées les plus audacieuses, avec une grande liberté dans son travail. C’est en cours de réflexion et je ne peux pas en dire plus pour le moment.
[ISIFoR] Le travail en équipe semble être le ciment de votre « Dream Team » au LaTEP. Un mot sur cette collaboration ?
[Salaheddine Chabab] C’est essentiel ; Ensemble, on va plus loin, comme on dit ! Nous formons une petite équipe très soudée avec Marie Poulain, Marion Ducousso et Pierre Cézac. On travaille en groupe ; chacun apporte sa pierre à l’édifice. Nous sommes tout le temps en discussion sur les travaux en cours, cela nous permet d’avancer plus vite. Pierre nous apporte quant à lui son recul et son expérience tout en nous laissant une grande liberté d’action. Pour moi, l’aspect humain passe avant la technique : c’est ce qui rend la recherche motivante et agréable jour après jour.