Il faut gagner la petite commune de Saint-Parize-le-Châtel, à une demi-heure de route de Nevers, dans la Nièvre, pour trouver la première unité pilote d’extraction d’hélium d’Europe de l’Ouest. Ce mercredi 11 septembre, les grands compresseurs de l’usine chimique sont à l’arrêt. La tente blanche à l’extérieur du bâtiment et le bouquet de ballons gonflés (d’hélium importé) à côté des tuyaux et réservoirs rutilants rappellent que c’est jour d’inauguration pour le site, premier du genre, édifié par 45-8 Energy.
La jeune pousse mosellane, fondée en 2017, réussit ainsi son pari de produire de l’hélium en France sans s'arrimer à l'exploitation de champs de gaz fossile dont la molécule ultralégère est d'habitude un coproduit. Une tâche complexe, pour laquelle 45-8 Energy a dû peaufiner technologies et modèle d'affaire et dont le pilote, qui démarre sa production commerciale fin septembre, va permettre de tester la viabilité.
Crucial pour les semi-conducteurs et l’imagerie médicale
Le lieu-dit de Fonts-Bouillant, où est situé le pilote, est connu de longue date pour son eau gazeuse naturelle, et avait été étudié par le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) au début des années 2000. Pour 45-8 Energy, il s'agissait donc d'un endroit idoine pour commencer à chercher de l'hélium exploitable, narre Nicolas Pélissier, président et cofondateur de la start-up, en listant les méthodes employées à cet effet, de la simple analyse de gaz à des mesures ultraprécises des variations sismiques et de champ gravitationnel dans la région.
Pourquoi tant d'effort ? La toute petite taille et la température de liquéfaction sans pareil de l'hélium, qui reste gazeux jusqu'à -269°C, soit à 4 degrés du zéro absolu, le rendent crucial pour une multitude d'applications industrielles. Si ce gaz a fait voler la vasque olympique dans le ciel de Paris, il est aussi indispensable pour refroidir des appareils de pointe, comme les machines d’imagerie médicale, ou produire les semi-conducteurs ...
De quoi faire exploser les prix ces dernières années. D'autant que la molécule se stocke mal et est aujourd'hui produite loin des consommateurs européens, au sein de grands gisements de gaz naturel. «En Europe de l'Ouest, nous importons 100% de notre hélium, principalement depuis l’Algérie, le Qatar, les Etats-Unis et la Russie», souligne Nicolas Pélissier.
Eviter de liquéfier pour économiser l’énergie
Face à cette situation, l’usine pilote de 45-8 Energy veut démontrer qu’un autre modèle est possible. Le gisement visé, dans la Nièvre, contient entre 0,4 et 0,04% d’hélium, ainsi que de l’azote, du CO2 et des impuretés. Séparer la petite molécule nécessite des technologies et des machines de pointe, mais «la gestion est moins complexe que l’hydrogène [que la start-up cherche aussi à extraire du sol français], car l’hélium est un gaz inerte, qui ne réagit pas et n’est pas dangereux», explique le fondateur en débutant un tour de l’installation entièrement automatisée.
Une fois le gaz puisé à 100 mètres de profondeur et expédié vers l’usine, il passe d’abord par un oxydateur, une sorte de gros four qui transforme les 0,2% de gaz naturel présents en CO2. Cela permet d’éviter de relâcher du méthane, un gaz à effet de serre très néfaste pour le climat, mais aussi de récupérer davantage de CO2 pour le valoriser, justifie Nicolas Pélissier.
Pour extraire ce gaz carbonique, 45-8 Energy utilise ensuite un liquéfacteur. «C’est comme un alambic de distillation, mais qui utilise du froid pour séparer les éléments», vulgarise l’entrepreneur. Le site pilote produira 1000 tonnes de CO2 alimentaire par an – l’équivalent de 3% de la consommation hexagonale – qui pourra être utilisé dans des boissons gazeuses ou pour inerter des cuves de vin.
Le reste du mélange passe ensuite par un système de filtre développé et breveté par la jeune pousse pour séparer l’hélium. «Nous utilisons un système à base de membranes, avec plusieurs passages pour assurer le nettoyage du produit final que nous stockons comprimé à 300 bars dans des bouteilles», décrit Nicolas Pélissier. Garder l’hélium gazeux d’un bout à l’autre du procédé permet d’économiser «énormément d’énergie» par rapport aux procédés existants, mais impose de le distribuer relativement localement, décrit-il en assurant que la production du pilote est déjà «réservée pour les trois prochaines années».
Une usine en Allemagne dès 2026
Ce n’est qu’un premier pas. 45-8 Energy prévoit de faire des campagnes d’exploration plus profondes dans la zone, et estime que ce gisement pourrait répondre à partir de 2028 à 15% des besoins français en hélium, qui atteignent 6,5 millions de mètres cubes par an. La start-up, qui boucle un deuxième tour de table de 38 millions d'euros après une première levée de 31,5 millions d’euros, s’installe aussi aux Etats-Unis, en Allemagne et au Kosovo.
Outre-Rhin, une première usine de grande taille est prévue pour mi-2026, pour un investissement d’environ 60 millions d’euros, détaille Nicolas Pélissier. La start-up de 35 personnes, qui a aussi développé en parallèle un camion de récupération et de recyclage de l’hélium usagé, prévoit de multiplier les usines. Et vise plus d’une centaine de millions d’euros de chiffre d’affaires d’ici à 2030.
