Le méthane

Index

1. Qu’est ce que le méthane ?
2. Formation et Source de production de méthane
3. Toxicité et risques
4. Hydrate de méthane
5. Préconisations
6. Sites consultés

 

 

 

1. Qu’est ce que le méthane ?

Le méthane est, dans les conditions normales de pression et de température, un gaz sans odeur, incolore et non toxique.
C’est un hydrocarbure de la famille des alcanes, sa molécule est composée de 4 atomes d’hydrogène et d’1 atome de carbone: CH4.
Il a été découvert en 1776 par Alessandra Volta.
Il se liquéfie à -161,4° C et se solidifie à -182,6° C.
C’est un gaz plus léger que l’air. La densité du méthane liquide est de 0,415 kg/m3 à -164°C.Il est inflammable et peut, comme tout carburant, constituer un mélange explosif dans l’air pour des mélanges de 5 à 15 % de méthane.
C’est le principal constituant du gaz naturel.

Il s’enflamme à 667° C en présence d’oxygène et en émettant du dioxyde de carbone:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2 H2O

Un m3 de méthane à 15° C libère 35,6 MJ soit 10 kWh.


2. Formation et Source de production de méthane

Le méthane se forme par la décomposition à l’abri de l’oxygène de débris d’animaux ou de végétaux, essentiellement phytoplancton et zooplancton.

Le méthane, formé en profondeur, a tendance à migrer vers la surface sous l’effet de la pression qui s’exerce sur lui.

Il peut s’échapper à la surface ou être piégé, au cours de ce cheminement, par une couche imperméable pour devenir un gisement d’hydrocarbure (pétrole et gaz) ou s’il rencontre une couche d’eau il devient, si la pression est élevée et la température basse, un hydrate de carbone.

Le méthane est largement présent dans l’atmosphère de certains astres comme Mars et Titan.

Le lac Kivu au Rwanda contient, dans ses profondeurs, la quantité considérable d’environ 65 km3 de méthane (ramenée dans les conditions normales de température et de pression).


Les principales sources de méthane:

70 % des émissions de méthane sont dues aux activités humaines dont:

  • fuites lors de l’exploitation et le transport du gaz naturel (pertes estimées à 400 millions de tonnes par an)
  • l’exploitation du charbon (grisou),
  • la culture du riz,
  • l’élevage des ruminants: bovins, ovins,
  • les décharges de matières organiques.

30 % des émissions de méthane sont d’origine naturelle et proviennent :

  • de la décomposition des matières organiques dans les rizières, marais, par les termites, fermentations diverses, enfouissement des matières organiques, activité des microorganismes anaérobies du sol
  • des émissions des volcans, en particulier sous marins (quantités non connues).


3. Toxicité et risques

Le principal risque est l’explosion dans les mines de charbon (environ 7000 morts par an, en plus des décès par silicose) et lors des utilisations domestiques et industrielles.

Le méthane contribue à la pollution de l’air par la formation d’ozone (très nocif) en présence d’oxydes d’azote (voir fiche ozone), mais n’est pas lui-même toxique.


Emetteur de gaz à effet de serre

Le méthane est un gaz à effet de serre qui influe sur le climat. Il absorbe une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre, et l'empêche ainsi de s'échapper vers l'espace. Ce phénomène contribue au réchauffement de la Terre.

L'influence du méthane sur le climat est moins importante que celle du dioxyde de carbone (du fait que sa teneur est d’environ 200 fois moindre: 1,75 ppm au lieu de 360 ppm)) mais elle est quand même préoccupante. Une molécule de méthane absorbe 23 fois plus de rayonnement solaire qu'une molécule de dioxyde de carbone, ce qui signifie qu’une molécule de méthane contribue 23 fois plus au réchauffement qu’une molécule de CO2. On dit que le PRG (potentiel de réchauffement global) est de 23.

Sa durée moyenne de vie dans l’atmosphère est estimée à 12 ans.

Le méthane est le deuxième contributeur à l’effet de serre additif (évaluée à environ 20 % du total, rappel CO2: 40 % environ).

Il fait partie du «panier» des gaz à effet du protocole de Kyoto.

La teneur du méthane dans l’atmosphère a augmenté d'environ 150 % entre 1750 (le tout début de l’industrialisation) et 2004 passant de 750 ppb à 1750 ppb (1 ppb:.1 partie par milliard en volume).

 

4. Hydrate de méthane

Dans les gisements océaniques et sous les sols gelés (pergélisol), sous forte pression et à basse température, le méthane s’associe avec l’eau et forme un cristal mixte d’eau et de méthane. Cela ressemble à de la glace inflammable. Le méthane représente environ 20 % de l’ensemble en masse solide.

La quantité totale est inconnue du fait qu’il n’y a eu que peu de forages pour l’évaluer.

L’US Geologic Survey estime le stock d’hydrate de carbone à 10000 milliards de tonnes de carbone soit l’équivalent de l’ensemble des réserves de gaz et de pétrole extractibles. Cette valeur est contestée

Certains scientifiques estiment que l’on a là une bombe à retardement pour l’effet de serre. Selon ceux-ci l’augmentation de la température moyenne du globe pourrait déplacer l’équilibre existant entre la forme solide (hydrate) et la forme gazeuse (gaz méthane) de ces composés. Ceci aurait pour effet de libérer du méthane gazeux dans l’atmosphère ce qui augmenterait considérablement la quantité présente.

 

5. Préconisations

Il conviendrait de diminuer les fuites et de récupérer les sources de méthane (transport de gaz naturel par gazoducs, capter le biogaz émis par les décharges organiques et les stations d’épuration, etc.)

Réduire la consommation de viande bovine....

 

6. Sites consultés

www.manicore.com/documentation/serre
http://www.inra.fr/
http://www.cite-des-sciences.fr/
http://www.wikipedia.org/