Utiliser l’IA pour identifier les sources cachées d’énergie propre sous terre

Alors que les efforts visant à abandonner les combustibles fossiles renforcent la recherche de nouvelles sources d’énergie à faible teneur en carbone, les scientifiques ont développé un modèle d’apprentissage en profondeur pour analyser la Terre à la recherche d’expressions de surface de réservoirs souterrains d’hydrogène libre naturel.

Les chercheurs ont utilisé l’algorithme pour aider à déterminer la localisation potentielle d’ovoïdes ou de dépressions semi-circulaires (SCD) dans le sol qui se forment à proximité des zones associées à des gisements naturels ou « d’hydrogène doré ». Bien que ces motifs circulaires apparaissent souvent dans les zones de faible altitude, ils peuvent être masqués par l’agriculture ou d’autres végétaux. Des découvertes récentes de ces cercles aux États-Unis, au Mali, en Namibie, au Brésil, en France et en Russie ont révélé qu’ils existent en plus grand nombre qu’on ne le pensait auparavant.

Pour aider à découvrir ces dépressions semi-circulaires presque invisibles, deux articles récents décrivent comment les auteurs principaux Sam Herreid et Saurabh Kaushik, tous deux chercheurs postdoctoraux au Byrd Polar and Climate Research Center de l’Ohio State University, ont combiné leur modèle avec des données d’imagerie satellitaire mondiale pour identifier les SCD. .

Leur équipe a compilé une liste d’emplacements SCD connus pour entraîner leur algorithme à effectuer des recherches dans le monde. Après avoir utilisé des données de télédétection pour analyser l’apparence de ces sites vus d’en haut, ils se sont appuyés sur des modèles géomorphiques et spectraux pour déterminer quels sites dans le monde sont les plus susceptibles d’être associés aux SCD liés à l’hydrogène géologique.

Grâce à leurs observations, le projet a découvert que l’IA démontre une capacité unique à cartographier les expressions de surface des réservoirs souterrains potentiels d’hydrogène dans le monde entier, ainsi qu’à établir une base de référence pour des recherches plus approfondies sur les sites associés à l’hydrogène. Leurs travaux ont été présentés cette semaine lors de séances d’affiches lors de la réunion annuelle de l’American Geophysical Union.

Les scientifiques sont conscients depuis longtemps du potentiel de l’hydrogène en tant que l’une des sources d’énergie naturelles les plus propres et les plus efficaces. Aujourd’hui, alors que les gouvernements investissent dans des alternatives plus propres, l’intérêt pour l’hydrogène naturel augmente rapidement, a déclaré Joachim Moortgat, chercheur principal du projet et professeur agrégé de sciences de la Terre à l’Ohio State.

« L’hydrogène en général est une source d’énergie très attractive », a déclaré Moortgat. « Si vous le brûlez, son seul sous-produit est l’eau, et contrairement à l’énergie éolienne ou solaire, l’hydrogène peut être stocké et transporté, donc toutes sortes d’industries s’efforcent de faire le changement. »

Étant donné que l’hydrogène doré est également produit en permanence dans la croûte terrestre, certains pensent que l’accès à une ressource énergétique à faible teneur en carbone et presque dépourvue d’émissions de gaz à effet de serre pourrait remodeler le paysage énergétique mondial. Pourtant, les chercheurs ont découvert que la localisation de l’hydrogène nécessite le développement de nouveaux outils d’exploration, a déclaré Moortgat.

« L’une des raisons pour lesquelles ils sont difficiles à trouver est qu’ils se trouvent probablement dans des types de géologies et des endroits différents de ceux où l’on trouve du pétrole ou du gaz », a-t-il déclaré. « Mais avec les outils d’IA que nous développons, nous cartographions tout ce qui pourrait potentiellement être un SCD. »

Malheureusement, même si les chercheurs peuvent utiliser les données satellitaires pour affiner les zones d’intérêt, les véritables gisements d’hydrogène peuvent facilement être confondus avec d’autres éléments terrestres d’apparence circulaire, tels que des lacs, des terrains de golf ou des crop circles.

Et alors que les pays s’efforcent d’accélérer la recherche de sources d’hydrogène, nombre d’entre eux développent déjà de nouveaux moyens d’accéder à cette nouvelle énergie prometteuse, a déclaré Herreid.

« Ce travail semble contribuer de manière proactive à l’atténuation de la crise climatique », a déclaré Herreid, un glaciologue qui utilisait auparavant l’IA pour aider à modéliser l’impact du changement climatique sur les glaciers. « C’est très excitant de participer à un projet qui évolue très rapidement. »

À l’étranger, l’Europe travaille déjà sur les moyens de tirer parti de ses réserves d’or et d’hydrogène, et aux États-Unis, des lois comme l’Inflation Reduction Act incluent des dispositions visant à développer l’industrie de la production d’énergie propre.

Malgré l’évolution rapide du domaine, il faudra encore au moins quelques années avant que les réservoirs naturels d’hydrogène soient intégrés avec succès en tant que source fiable d’énergie propre. À cette fin, les chercheurs devraient se concentrer maintenant sur la manière dont ils devraient approfondir notre compréhension de ces systèmes à hydrogène, a déclaré Moortgat.

« Le plus grand défi est que nous devons trouver davantage de SCD, puis étudier réellement comment ces éléments se forment », a-t-il déclaré. « Une fois que nous en aurons découvert beaucoup plus, nous serons dans une meilleure position pour utiliser à nouveau les outils d’IA pour en trouver des similaires dans le monde entier. »