par Alain Préat, Professeur émérite de l’Université Libre de Bruxelles

En cas de citation prière de mentionner  Alain Préat  « L’hydrogène géologique ou hydrogène naturel : Etat de la question »  http://www.science-climat-energie.be/wp-admin/post.php?post=3050&action=edit

L’hydrogène, un gaz peu abondant…
L’hydrogène n’est présent qu’à concurrence de 1 ppm ( = une ‘partie par million’, soit 0,0001%) dans l’atmosphère : autant dire que c’est presque rien. D’où vient-il ? Peut-on en produire de grandes quantités à partir de ressources naturelles (géologie) ou artificielles (chimie) ? Autant de questions que de plus en plus d’industriels, de scientifiques, de politiques et de citoyens (?) se posent pour faire face à ce qu’il est convenu d’appeler la transition énergétique tant à l’ordre du jour, à raison ou à tort, là n’est pas l’objet de cet article. Comme nous le verrons par la suite, l’exploitation directe de l’hydrogène naturel n’est pas encore rentable et il faudra sans doute le produire à partir d’une autre source d’énergie, car il n’est pas lui-même une source d’énergie, mais au contraire un simple vecteur d’énergie.A l’heure actuelle il n’est donc pas exploité à une échelle suffisante en raison des contraintes géologiques et économiques, et il faut le synthétiser [1]. C’est ce que réalise aujourd’hui l’industrie principalement en vue de la fabrication de l’ammoniac pour les engrais ou des plastiques.

On dit effectivement tant de choses sur l’hydrogène… qu’il est préférable de partir du commencement. Partons donc de l’Univers, l’hydrogène y est l’élément le plus abondant avec 75% de masse de l’Univers et près de 90% en nombre d’atomes. Sur Terre, l’atome d’hydrogène est le troisième élément le plus abondant, il est incorporé dans des composés chimiques, minéralogiques, biologiques divers (par exemple l’eau, les hydrocarbures, la matière organique etc.). Par contre il est peu abondant dans l’atmosphère terrestre en raison notamment de sa réactivité avec l’oxygène. Comme tout gaz il est dangereux, mais vu sa très faible densité (0,08 kg/m3), il est moins dangereux que beaucoup d’autres gaz plus lourds, l’hydrogène s’échappant vers le haut en cas d’explosion.

La consommation mondiale d’hydrogène est de 60 milllions de tonnes par an, soit un peu moins de 2 % de la consommation énergétique globale. Le pouvoir énergétique de l’hydrogène est important : 1 kg d’hydrogène libère environ trois fois plus d’énergie qu’1 kg d’essence, mais à poids égal il occupe beaucoup plus de volume que tout autre gaz. Ainsi pour produire autant d’énergie qu’1 litre d’essence, il faut 4,6 litres d’hydrogène comprimé à 700 bars [2]. L’hydrogène représente une alternative énergétique renouvelable intéressante en raison de son pouvoir calorifique trois fois supérieur à celui de l’essence et de sa combustion n’émettant que de la vapeur d’eau.

Où se trouvent les sites d’hydrogène naturel?
D’abord un rappel historique : l’hydrogène naturel est connu depuis assez longtemps, il fut découvert par hasard en 1906 dans un petit champ de gaz (premier champ exploité en France pour du gaz-méthane CH4) à Vaux-en-Bugey, dans l’Ain en France [3], dont il constituait 5 % du volume. La plupart des gisements de gaz méthane contiennent peu d’hydrogène suite à sa forte diffusivité, mais dans des cas exceptionnels l’hydrogène peut être à plus forte concentration comme par exemple le champ géant d’Astrakhan, au Kazakhstan [4]. De plus l’hydrogène est un gaz ultra-réactif qui s’associe facilement à d’autres composés tels le soufre, le carbone ou l’oxygène pour former de l’eau, et dans ce cas il ne peut s’accumuler en grande quantité.

L’hydrogène naturel a déjà une longue histoire car il est associé à des émantations de gaz en Turquie près de la ville d’Antalya sur le site de Chimaera à l’origine du mythe de la Pythie de Delphes aux VIIème et VIème siècles avant Jésus Christ [5].

Depuis qu’ils ont découvert de nombreux indices ou émanations d’hydrogène à la surface terrestre, les géologues ont compris que l’hydrogène naturel se rencontrait dans deux contextes géologiques majeurs et différents : (i) la croûte océanique, avec principalement les dorsales médio-océaniques [6] et (ii) la croûte continentale au niveau d’anciens orogènes ou zones de formation des chaînes de montagnes [7].

Le premier cas ou ‘hydrogène océanique’ a été découvert grâce à la succession des programmes d’exploration des fonds océaniques du début des années 1990. Des flux d’hydrogène ont ainsi été mis en évidence au niveau de sites hydrothermaux, à plusieurs km de profondeur le long des dorsales océaniques. Ces dorsales parcourent le fond des océans sur quelques 60 000 km et de nombreux sites de flux d’hydrogène étroitement liés aux processus de serpentinisation (voir ci-dessous) s’y rencontrent, particulièrement le long de la dorsale médio-atlantique près des Açores avec de nombreux sites hydrothermaux actifs dont les plus productifs sont ceux de Rainbow, Lost City, Logathchev et Ashade renfermant plus de 40% (parfois jusqu’à 80 %) d’hydrogène dans les émanations gazeuses. Les serpentinites dérivent de l’altération par hydratation de minéraux ferromagnésiens (en particulier l’olivine et les pyroxènes, qui sont des silicates de Mg et Fe)  de péridotites, roches ultrabasiques et de roches basiques provenant du manteau supérieur terrrestre [8]. Si ces minéraux sont stables dans les conditions de pression et température du manteau supérieur, ils deviennent en revanche thermodynamiquement instables en présence de fluides lors de leur exhumation vers la surface. Dans le détail, l’altération des péridodites mantelliques est à l’origine d’une minéralogie complexe menant à la formation d’hydrogène gazeux à partir de minéraux (notamment brucite et variétés de silice [9]) formés lors de stades intermédiaires. Le processus est abiotique et la quantité d’hydrogène produit au niveau des sites recensés a pu être quantifiée et varie de 12 à 100 mmol/kg de fluide. La production d’hydrogène sur les sites est maximale pour des températures de serpentinisation comprises entre 200 et 315 °C [10] et persisterait plusieurs milliers d’années avant de s’arrêter [11].

De manière plus détaillée, il faut distinguer les dorsales océaniques lentes à faible vitesse d’expansion (Atlantique) des dorsales rapides (Pacifique) [12]. Les flux d’hydrogène sont plus élevés dans le cas des premières car l’activité magmatique y est moindre, par contre l’activité tectonique y est plus importante à l’origine de nombreuses failles transformantes [13] favorisant le contact avec l’eau de mer. Ceci entraîne une altération plus prolongée des péridotites par la circulation hydrothermale qui se met en place à travers les failles suite à la source de chaleur magmatique profonde. Les flux d’hydrogène ont pu être quantifiés à l’échelle des sources (ou ‘events’) situés sur l’ensemble des dorsales et donnent un maximum de 4 à 5 milliards de mètres cubes par an, ce qui reste peu élevé en regard de la consommation mondiale d’environ 500 milliards de mètres cubes par an. Pour la dorsale médio-atlantique cela donne un flux d’hydrogène de l’ordre de 105 tonnes/an [14]. La plupart des sources hydrothermales étant situées en milieu océanique profond (de 2 à 4 km) la rentabilité de cette ressource potentielle n’est pas à l’ordre du jour. Des sites appartenant à d’autres dorsales sont également connus mais peu intéressants à l’heure actuelle en regard de ceux de la dorsale médio-atlantique.

Le second cas ou ‘hydrogène continental’ est lié au milieu continental ou cratonique [15]. Il suffit de ‘suivre’ géologiquement les ophiolites, représentant une portion de la lithosphère océanique (cf. le premier cas ci-dessus), qui ont été charriées sur un continent sous l’effet de la tectonique des plaques au niveau des zones de convergence. Les massifs ophiolitiques sont donc des lambeaux de plancher océanique ayant charrié des péridotites sur les continents dans des chaînes de montagnes, rien de plus ‘normal’ dans le cadre de la tectonique des plaques (les massifs sont donc intra-plaques c.à.d incorporés dans une plaque tectonique). Les ophiolites les plus connues sont celles d’Oman [16] et des Philippines [17]. L’eau provenant de l’altération des massifs d’ophiolites d’Oman sont à l’origine de structures circulaires et elliptiques ou ‘piscines bleues’ (ou ‘blue pools’) formant des vasques naturelles de quelques mètres à une centaine de mètres de diamètre, parfois en plein désert [4]. Elles matérialisent les émanations d’hydrogène le long des chemins de fractures apparues au terme du charriage tectonique. De nombreux forages (parfois sur plus de 10 km de profondeur …) effectués un peu partout dans la croûte continentale à des fins scientifiques ou appliquées (Russie, Canada, USA, Suède, Afrique du Sud, Afrique de l’Ouest…) ont régulièrement révélé la présence d’hydrogène, associé à du méthane, du diazote et parfois à de l’hélium. Ce dernier gaz, lorsqu’il est abondant, provient de la désintégration radioactive de l’uranium et du thorium présents dans les granites de la croûte continentale à plusieurs centaines de mètres ou quelques kilomètres de profondeur [18]. Cet hydrogène continental, est souvent en forte concentration, et en tenant compte de son coefficient de diffusion dans différentes portions de la croûte, un flux d’environ 7740 mètres cubes/jour pour une surface de 1 km2 a pu être calculé. Ce flux est faible par rapport à la productivité d’un champ de gaz non conventionnel (par exemple gaz de schiste, [4]). Cet hydrogène continental a donc été mis en évidence de manière fortuite grâce à ces forages effectués à d’autres fins (recherche d ‘eau ou d’hydrocarbures) et la recherche d’émanations d’hydrogène continental se poursuit actuellement à partir de la meilleure piste à disposition qui soit, à savoir celle des fameuses ‘piscines bleues’ ou structures circulaires bien visibles sur Google Earth. Notons également que lorsque l’hélium est fort abondant (0,3%), il peut lui-même être exploitable vu la forte demande sur le marché.

Voyons quelles sont les origines possibles de l’hydrogène naturel?
Plusieurs hypothèses sont avancées et à l’heure actuelle la question n’est pas résolue. Pour les russes (fortement contestés) l’hydrogène proviendrait du dégazage inachevé de la planète, par contre pour de nombreux scientifiques il proviendrait de la transformation de la matière organique lors de l’enfouissement des séries géologiques, enfin il pourrait aussi provenir de l’hydrosphère suite à l’altération de roches particulières et hydrolyse de l’eau. Il n’est pas possible de discuter ici des détails de ces hypothèses qui ont également des conséquences sur les modes de prospection et les technologies à venir, mais c’est une quatrième hypothèse qui est finalement privilégiée par Prinzohofer & Deville (2015), tous deux géologues à l’Institut français du pétrole. Il s’agit de l’oxydation du fer ferreux des minéraux des roches ultrabasiques (par exemple l’olivine des péridotites) et dans une moindre proportion des roches basiques (basaltes et gabbros), réduisant l’eau en hydrogène. A nouveau il n’est pas question ici de détailler la minéralogie d’altération des péridotites qui comprend de nombreux minéraux secondaires liés en grande partie à des variations du pH, notons seulement que la production d’hydrogène peut se résumer in fine comme suit : Fe2+ + H2O = Fe3++1/2H2+OH-, avec Fe2+ présent dans les minéraux ferreux, indiquant que lorsque le fer s’oxyde, l’eau se réduit en hydrogène (voir glossaire).

Prinzohofer & Deville (2015) n’écartent pas non plus la contribution d’un autre réducteur naturel, à savoir la matière organique qu’elle soit vivante (bactéries et algues) ou fossilisée. Ici c’est donc la biomasse qui entre en jeu… et celle-ci pourrait être plus abondante en domaine continental (sous terre) qu’en domaine océanique. Dans le cas de production d’hydrogène par oxydation par les roches ultrabasiques, le pH augmente jusqu’à 11-12, dans le second cas (influence de bactéries anaérobes c.à.d se développant dans des milieux sans oxygène) le pH est compris entre 4 et 8. La température est plus élevée dans le premier cas (> 200 °C) et faible dans le second (< 120 °C, limite au-delà de laquelle aucune bactérie ne se développe). D’autres paramètres physico-chimiques (conditions de pression, chimie des fluides hydrothermaux, chimie des roches altérées, rapport eau/roche etc.) sont également à prendre en considération pour les rendements de production de l’hydrogène naturel. Des études expérimentales ont par exemple montré que cette production est maximale pour des températures supérieures à 200 °C [19], ce qui sont celles rencontrées lors de la circulation hydrothermale profonde.

Impossible d’établir un bilan des ‘réserves’ d’hydrogène naturel
Actuellement il n’est pas possible d’établir un bilan quantifié des différents mécanismes de production de l’hydrogène naturel. On peut tout simplement mesurer en surface des flux, comme rapporté ci-dessus. On voit également que si l’hydrogène naturel est surtout lié à la réduction de l’eau par le fer, il faudra chercher d’éventuels gisements dans des séries géologiques riches en fer ferreux (sidérite -FeCO3-… certains silicates dont bien évidemment les minéraux appartenant à la famille des olivines, etc.) à des profondeurs de quelques centaines de mètres ou de quelques milliers de mètres. Tout minéral contenant du fer ferreux (Fe2+) peut donc convenir pour la production d’hydrogène lors d’une réaction hydrothermale. Dans les dorsales océaniques et dans les ophiolites continentales, un mineral commun, l’olivine riche en fer ferreux, peut produire de l’hydrogène pendant la serpentinisation à partir de la sidérite formée au cours de cette altération. Prinzohofer & Deville (2015) rapportent que chaque kilogramme de sidérite peut produire en se décomposant 97 litres d’hydrogène. Une formation géologique de 10 mètres d’épaisseur avec 1% de sidérite en masse donnerait, suivant ces auteurs, 24 millions de mètres cubes d’hydrogène par kilomètre carré, ce qui est voisin de la productivité des hydrocarbures pour une surface équivalente. Et le taux de récupération est certainement plus favorable pour l’hydrogène que pour les hydrocarbures, car s’accumulant rapidement (à l’échelle humaine) les fuites ou ‘dysmigrations’ sont moins nombreuses que celles des hydrocarbures qui se sont accumulés sur des millions d’années. Le rendement ou quantité récupérable devrait donc être bien plus favorable pour l’hydrogène que pour les hydrocarbures.

Notons également que cet hydrogène produit en profondeur lors de la serpentinisation peut réagir avec le CO2 pour donner du méthane (CH4) et d’autres hydrocarbures. De même avec la transformation du fer ferreux en fer ferrique, de la magnétite (Fe3O4) est aussi formée et peut alors servir de guide de prospection en géophysique, la magnétique étant lourde elle peut donner des anomalies gravimétriques facilement détectables.

On peut donc conclure, que même si plusieurs hypothèses sont avancées pour la génération d’hydrogène, les mécanismes de production de l’hydrogène sont encore mal connus tant d’une point de vue qualitatif que quantitatif, ce qui nécessite plus d’études et également une grande prudence sur l’éventuelle récupération industrielle de ce gaz. L’hydrogène naturel, étant lié à la réduction de l’eau par oxydation de minéraux ferreux ou de matières organiques nécessite donc de hautes températures (premier cas) et l’absence d’oxygène (second cas), est donc généré à grande profondeur, ce qui rendra difficile sa récupération. En effet la réaction avec l’eau mettant en solution l’hydrogène qui se déplace avec une médiocre efficacité suite à son faible taux de diffusion à grande profondeur, nécessitera de pomper l’eau en surface pour assurer un dégazage efficace. La récupération de l’hydrogène en milieu continental semble plus favorable qu’en milieu océanique dans lequel les péridotites ou roches ultrabasiques sont très peu perméables et peu poreuses alors que le système est très fortement faillé et les roches plus poreuses en milieu continental suite au charriage tectonique. La fracturation hydraulique pourrait ainsi être une solution pour l‘hydrogène ‘océanique’. On voit donc qu’il reste encore de nombreuses questions ouvertes …

Que conclure sur les perspectives économiques de l’hydrogène naturel ?
Nous avons vu que les quantités d’hydrogène naturel apparaissent aujourd’hui limitées, faute d’une exploration soutenue et des difficutés technologiques de la récupération, qu’il s’agisse des sites continentaux ou océaniques. La géologie a maintenant établi des critères ou guides de prospection qui pourront être systématiquements développés en cas de perspectives économiques favorables. Des gisements sont déjà exploités aujourd’hui, citons le Mali avec la découverte en 1987, à 107 m de profondeur, lors de forages pour l’eau, d’une poche à hydrogène estimée à 1,5 milliard de mètres cubes donnant une production modeste [20], et également le Kansas, à plus de 1200 mètres de profondeur, dans les années 1980 [21].

En attendant ‘le futur’ qui établira comment récupérer ou valoriser l’hydrogène naturel (fracturations hydrauliques, puits d’injection dans des aquifères… électrolyse), l’hydrogène d’aujourd’hui fabriqué pour les engrais et la pétrochimie, représente un marché important correspondant à plus de 20% de la quantité de gaz naturel et à près de 100 milliards de dollars pour 2013 [4]. Notons qu’un gisement d’hydrogène naturel présente un avantage décisif sur les gisements de gaz, le système naturel de génération de l’hydrogène étant toujours en activité, le gisement se renouvelle suite à la circulation hydrothermale, au contraire des gisements d’hydrocarbures scellés depuis des millions d’années, qui sont abandonnés entre quelques années (gaz de schiste, non conventionnel) et quelques dizaines d’années (30 ans, ou plus, pétrole et gaz conventionnels). Le recul et le suivi ne sont suffisants aujourd’hui pour estimer la production ‘pérenne’, si tel est bien le cas, de l’hydrogène naturel.

En attendant, de l’électricité est aujourd’hui produite à partir de l’hydrogène au Mali par l’intermédiaire de piles à combustible et de nombreux projets de production de l’hydrogène à partir de matériaux géologiques (riches en fer ferreux que l’on ‘serpentinisera’) sont à l’étude, y compris à partir de déchets miniers ferreux. Ensuite se posera le problème du stockage de l’hydrogène produit…

En conclusion, l’histoire de l’hydrogène naturel depuis ses modes de production géologique jusqu’à une utilisation intégrée dans le mix énergétique à venir est encore à écrire… La géologie cèdera le pas à la technologie qui se devra d’être inventive dans un cadre économique raisonnable… et contraint. Aujourd’hui l’intérêt énergétique de l’hydrogène naturel n’est pas démontré, les réserves ne sont pas établies faute d’études suffisantes, et tout scénario basé sur son utilisation n’est pas crédible, malgré ce que certains avancent [22].

Notes et Références

1.  Deux méthodes existent, la première (96% de la production synthétique) est le reformage ou vaporeformage catalytique du gaz naturel, du charbon ou d’hydrocarbures selon une réaction du type CH4+2H2O+Energie = 4H2+CO2 (entre 700 et 1 100°C et 20 atm), la deuxième (4%) est l’électrolyse ou ‘enzymolyse’ de l’eau 2H2O =2H2+O2, réaction qui consomme beaucoup d’énergie, mais qui permet de stocker l’énergie électrique. Egalement se reporter à https://www.contrepoints.org/wp-content/uploads/2015/07/Lhydrogène-cet-hallucinogène-Annexe-1.pdf, https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/hydrogene-energie et http://www.lefigaro.fr/conjoncture/2017/12/14/20002-20171214ARTFIG00160-l-hydrogene-est-il-vraiment-l-energie-du-futur.php
2. www.ifpenergiesnouvelles.fr et http://www.cea.fr/multimedia/Documents/publications/livrets-thematiques/livretHydrogene2013-web.pdf
3. https://fr.wikipedia.org/wiki/Vaux-en-Bugey
4. Prinzhofer, A. & Deville, E. 2015. Hydrogène naturel, la prochaine révolution énergétique. Belin, ISBN 9-782701-183848, 187pp.
5. Préat, A. 2016. Les prophéties hallucinatoires de la Pythie de Delphe expliquées par la géologie. http://www.science-climat-energie.be/les-propheties-hallucinatoires-de-la-pythie-de-delphes-expliquees-par-la-geologie/
6.  Dorsale océanique ou ride médio-océanique : relief allongé du fond océanique au niveau duquel il se renouvelle. Elles sont longues de quelques dizaines de milliers de km, larges de quelques centaines de km et hautes de 2 à 3 km. https://fr.wikipedia.org/wiki/Dorsale_(géologie)
7. ou orogenèse, tout processus conduisant à la formation de montagnes, https://fr.wikipedia.org/wiki/Orogenèse; http://www.science-climat-energie.be/combien-de-supercontinents-de-type-pangees-depuis-la-formation-de-la-terre/
8. Les péridotites sont les roches du manteau supérieur, jusqu’à 400 km de profondeur. Elles s’altèrent en serpentinites par adjonction d’eau de mer (à des températures allant de 400 à 800°C (altération hydrothermale au niveau des dorsales). Suite au contact prolongé avec l’eau de mer, les péridotites sont gorgées jusqu’à 1/6 de leur poids en eau, ont gonflé en proportion et donnent les serpentinites. Les ophiolites représentent un fragment de lithosphère océanique (croûte et manteau) mis en place sur un continent et souvent pincé dans une chaîne de montagnes. Elles contiennent en partie des péridotites et serpentinites du manteau supérieur, in Nicolas, A. 1990. Les montagnes sous la mer. Ed. BRGM, ISBN 2-7159-0498-3, 188pp. Notons qu’en géologie les roches basiques et ultrabasiques sont des roches magmatiques pauvres en silice (respectivement < 52% et <45% SiO2) par opposition aux roches magmatiques intermédiaires et acides (respectivement > 52% et >65% SiO2). Les péridotites sontdes roches ultrabasiques, les basaltes sont basiques, les andésites sont intermédiaires et les granites sont acides.
9. Bach, W ., Paulick, H., Garrido, C., Ildefonse, B., Meurer, W., & Humphris, S. 2006. Unravelling the sequence of serpentinization reactions : petrography, mineral chemistry and petrophysics of serpentines from MAR (ODP Lef 209, Site 1274). Geophysical Research Letters, 33 (13), 1-4, doi : 10.1029/2006GL025681.
10. McCollom, T. & Bach, W. 2009. Thermodynamic constraints on hydrogen generation during serpentinization of ultramafic rocks. Geochimica et Cosmochimica Acta, 73, 856-876.
11.  Früh-Green, G. et al., 2003. 30,000 years of hydrothermal activity ay the Lost City vent field; Science, 301 (5632), 495-498.
12.  CNRS, http://www.insu.cnrs.fr/node/3747, http://omanophiolite.gm.univ-montp2.fr/pages/2_genese/2_2_plaq_dors.htm
13.  Dequincey, O. 2013. Les failles transformantes : définition, géométrie et illustration. http://www.insu.cnrs.fr/node/3747
14. Charlou, J., Donval, J.P., Konn, C., Ondréas, H., Fouquet, Y., Jean-Baptiste, P. & Fourré, E. (2010). High production and fluxes of H2 and CH4 and evidence of abiotic hydrocarbon synthesis by serpentinization in ultramafic-hosted hydrothermal systems on the Mid-Atlantic Ridge. Diversity of Hydrothermal Systems on Slow Spreading Ocean Ridges, Washington DC 265-296. Egalement http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/di-hydrogene-naturel-energie.xml
15. Un craton est une vaste portion stable du domaine continental. Les cratons caractérisent la croûte continentale, principalement constituée de roches riches en silice (quartz et feldspaths formant par exemple le granite).
16.  http://op.edel.free.fr/geologie/Oman.pdf; http://christian.nicollet.free.fr/page/oman/oman1.html
17.  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0040195189903661
18.  Comme il n’y a pas de granites ou roches assimilées en milieu océanique, l’hélium y est très peu présent, voire absent.
19. Marcaillou, C. 2011. Serpentinisation et production d’hydrogène en contexte de dorsale lente : approche expérimentale et numérique. PhD, U. Grenoble, https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00676948/document
20. https://fr.wikipedia.org/wiki/Bourakébougou, https://www.focusur.fr/societe/etudes-enquetes/2018/02/26/afrique-au-mali-la-revolution-de-lhydrogene-naturel
21. https://www.industrie-techno.com/l-hydrogene-naturel-future-source-d-energie.42054, http://www.ifp-school.com/upload/docs/application/pdf/2014-12/presentation-e-deville-12mai2014.pdf
22. Economie hydrogène, https://fr.wikipedia.org/wiki/Économie_hydrogène

 

Glossaire

Réactions d’oxydo-réduction ou réaction rédox : Il s’agit de réactions chimiques avec transferts d’électrons entre deux réactifs (atomes, ions, molécules) oxydants et réducteurs formant des couples oxydant-réducteur (aussi appelés couples rédox). Un oxydant est un atome qui au cours de la réaction chimique, prend ou à tendance à prendre un ou plusieurs électrons à un atome réducteur, qui lui cède ou à tendance à cèder un ou plusieurs électrons (au profit de l’atome oxydant). Pour plus de détails se reporter par exemple à http://www.afblum.be/bioafb/redox/redox.htm ou https://fr.wikipedia.org/wiki/Réaction_d%27oxydoréduction