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Blog géopolitique de D. Giacobi

HYDRATES DE METHANE: le point sur une énergie nouvelle

LES HYDRATES DE METHANE

Dormant sous le fond océanique, l’hydrate de méthane, la source d’énergie de  demain?

 

Les hydrates de méthane, entre autres, constituent une réserve énorme d'énergie. On peut prévoir sans trop se tromper que l'Homme tentera d'exploiter cette réserve. Mais saura-t-il le faire sans dommages pour l'environnement planétaire?

 

On estime aujourd'hui que les hydrates de méthane des fonds océaniques contiennent deux fois plus en équivalent carbone que la totalité des gisements de gaz naturel, de pétrole et de charbon connus mondialememt. Le long de la seule côte sud-est des USA, une zone de 26 000 kilomètres carrés contient 35 Gt (gigatonnes = milliards de tonnes) de carbone, soit 105 fois la consommation de gaz naturel des USA en 1996! La carte qui suit, extraite de Sues, Bohrmann, Greinert et Lausch (Pour la Science, octobre 1999), montre la répartition des gisements connus d'hydrates de méthane dans le monde.

 

Les points jaunes indiquent les gisements sur les plateaux ou les talus continentaux, les losanges rouges, les gisements dans le pergélisol (sol gelé en permanence).

 

l Qu'est-ce qu'un hydrate de méthane?

Les pipelines de gaz naturel charriant un mélange de gaz et d’eau sont sujets à des obstructions qui entravent l’écoulement de gaz. Le phénomène est connu, il se produit lorsque les molécules de méthane contenues dans le gaz naturel sont prisonnières des molécules d’eau gelée, ce qui produit une accumulation d’une substance blanche, similaire à de la glace, qui finit par boucher la canalisation. Cette substance est l’hydrate de méthane, une espèce de « glace inflammable ».

Sous des conditions de température et de pression particulières, la glace (H2O) peut piéger des molécules de gaz, formant une sorte de cage emprisonnant les molécules de gaz. On appelle les composés résultants des hydrates de gaz ou encore des clathrates. Les gaz piégés sont variés, dont le dioxyde de carbone (CO2), le sulfure d'hydrogène (H2S) et le méthane (CH4). Ces cages cristallines peuvent stocker de très grandes quantité de gaz. Le cas qui nous intéresse ici est celui de l'hydrate de méthane, une glace qui contient une quantité énorme de gaz: la fonte de 1 centimètre cube de cette glace libère jusqu'à 164 centimètre cubes de méthane!

 

l Où trouve-t-on les hydrates de méthane?

On retrouve les hydrates de méthane en milieu océanique, principalement à la marge des plateaux et sur les talus continentaux mais aussi à plus faible profondeur en milieu terrestre dans les régions très froides, comme dans l'Arctique. La marge des plateaux continentaux et les talus constituent une zone privilégiée pour accumuler les hydrates de méthane parce que c'est là que se dépose la plus grande quantité de matières organiques océaniques. On retrouve aussi des hydrates de méthane dans les pergélisols ou permafrost, c'est-à-dire dans cette couche du sol gelée en permanence, même durant les périodes de dégel en surface. Le grand volume de matières organiques terrestres accumulées dans les sols est transformé en méthane biogénique qui, au contact de l'eau est piégé dans des hydrates. Les pressions y sont faibles, mais la température très froide, bien au-dessous de 0°C.

 

l Une réserve énergétique énorme :

À mesure que les réserves conventionnelles d'hydrocarbure s'épuisent, on devra se rabattre sur les réserves dites non-conventionnelles, comme les gisements des régions éloignées et d'exploitation onéreuse, les sables bitumineux et peut-être un jour, les hydrates de méthane. Comme mentionné plus haut, les hydrates de méthane des fonds océaniques constituent une réserve énergétique énorme, ... mais pour l'instant inaccessible. Cette glace méthanique se trouve, soit dans les interstices du sédiment entre les particules de sable ou d'argile cimentant ces derniers ou sous forme de vésicules dans les sédiments, soit en couches de plusieurs millimètres ou centimètres d'épaisseur parallèles aux strates ou en veines les recoupant. Les hydrates de méthane sont donc dispersés dans les sédiments et ne peuvent être exploités par des forages conventionnels; il faudrait plutôt penser à une exploitation massive du sédiment à l'aide de dragues comme on le fait par exemple pour nettoyer les chenaux de navigation des sables et des boues, ou encore d'un système sophistiqué de pompage du sédiment. Mais voilà un énorme risque de déstabiliser rapidement les hydrates et de libérer des quantités considérables de méthane dans l'atmosphère, sans compter les accidents probables associés à ce genre d'exploitation. Il n'en demeure pas moins que l'industrie pétrolière salive à la pensée d'avoir peut-être un jour accès à de telles réserves.

 

l Les études d’exploitation au Japon :

Les géologues estiment que les fonds océaniques circonvenant le Japon contiennent à eux seuls suffisamment d’hydrate de méthane pour fournir l’équivalent d’un siècle d’approvisionnement de l’Archipel en gaz naturel. Aujourd’hui, le Japon doit toujours importer la plus grande part de ses ressources énergétiques. L’hydrate de méthane pourrait-il briser cette fatalité?

Dans les années 1970, à la suite des chocs pétroliers, les scientifiques du monde entier et notamment ceux du Japon se prirent d’intérêt pour les potentialités de l’hydrate de méthane comme source d’énergie nouvelle. Des sondages au sonar conduisaient au constat renversant qu’il pourrait y avoir quelque chose comme sept billions  (7 × 1012) de mètres cubes d’hydrates de méthane sous la mer entourant le Japon, soit l’équivalent de sa consommation d’un siècle de gaz naturel. Dès lors que 80% environ des sources énergétiques du Japon viennent d’outre-mer, il est évident qu’il serait éminemment souhaitable d’utiliser ce type d’énergie.

Les réserves du Japon en hydrates de méthane off-shore > : La partie rose indique une poche réputée renfermer des réserves d’hydrate de méthane

 

Entre 1995 et 2000, une recherche fondamentale fut entreprise lors d’explorations en vue de localiser l’hydrate de méthane dans la Faille de Nankai qui court au large de la côte pacifique, entre la Péninsule de Kii et l’île de Shikoku. La Faille de Nankai est une tranchée océanique courant parallèlement à une importante portion de l’Archipel nippon. L’on y a découvert effectivement, et extrait de l’hydrate de méthane, confortant ainsi les espoirs pour de futurs apports énergétiques prometteurs. Il n’en fallait pas plus pour décider le ministère de l’Économie, du Commerce et de l’Industrie – M.E.T.I. - à tirer un plan de seize ans, baptisé « Programme d’exploitation de l’hydrate de méthane », programme qui se propose d’explorer ce champ méthanier de 2001 à 2016 avec entre autres les objectifs suivants :

§ identifier les méthodes rentables d’exploration des ressources en hydrates de méthane que l’on estime enfouies entre 800 et 3 000 mètres sous le plancher océanique;

§ déterminer les points et les modalités de récupération de ces ressources ;

§ confronter les résultats des recherches au cours des phases d’exploration, du forage des puits d’exploration et procéder à des essais de production.

Prospection de l’hydrate de méthane à 100 km au large du Cap Omaezaki, Préfecture de Shizuoka, automne 1997. La profondeur de l’océan est ici de l’ordre de 200 mètres.

 

Les forages des puits d’exploration sur une douzaine de sites au large des côtes du Japon ont commencé en 2004.

Une question subsiste : combien des sept billions de m³ d’hydrates de méthane off-shore sont-ils récupérables, et à quel prix? L’exploitation dépend donc des prix du gaz naturel et du pétrole.

Méthode d’extraction possible :Le caisson de forage à la surface de l’océan fait descendre verticalement une tige de forage. Le trépan garnissant l’extrémité de la tige rotative fore le plancher océanique jusqu’à ce qu’il atteigne la poche d’hydrate de méthane

 

Il importe en outre de considérer la question sous l’angle du réchauffement de la terre. En effet, si l’hydrate de méthane est un carburant relativement propre - sa combustion est exempte d’émissions d’oxyde de soufre- , il n’en reste pas moins un gaz à effet de serre qu’il serait dangereux de laisser s’échapper dans l’atmosphère.

 

l Une bombe écologique en puissance

Une déstabilisation massive des hydrates de méthane causée par exemple par une augmentation de 1 ou 2°C de la température des océans, ce qui est tout à fait compatible avec les modèles climatiques actuels, risque de produire une augmentation catastrophique des gaz atmosphériques à effet de serre. Une telle déstabilisation pourrait aussi causer d'immenses glissements de terrain sous-marins sur le talus continental, entraînant des tsunamis très importants qui affecteraient les populations riveraines. Ce pourrait être là deux des effets catastrophiques du réchauffement climatique actuel causé par une augmentation des gaz atmosphériques à effet de serre. Le méthane est 21 fois plus efficace que le CO2 comme gaz à effet de serre !

 

Vidéo :

http://video.google.fr/videosearch?hl=fr&q=hydrate%20de%20m%C3%A9thane&lr=lang_fr&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wv#

 

Pour la petite histoire : Les éruptions d’hydrates de méthane expliqueraient

                                          le mystère du Triangle des  Bermudes :

Les hydrates de méthane sont une explication proposée pour la perte de nombreux navires dans le triangle des Bermudes [5] : la région possèderait d’importantes quantités d’hydrates de méthane peu stables, et de temps à autre, du gaz serait relâché. Si un navire se trouve par malchance à cet endroit pendant une éruption, il se retrouve dans de l’eau mousseuse et ne flotte plus ; il coule alors à pic en raison de la flottaison qui s’en trouve diminuée. Cette force de flottaison équivaut au poids de liquide déplacé sous la ligne de flottaison du navire. Si le liquide est mousseux, sa densité est diminuée, donc le navire doit s’enfoncer en-dessous de sa ligne de flottaison normale, et il finit par couler s’il s’enfonce au-delà de la limite de la coque.

De plus, il a été expérimenté qu’un faible taux de méthane dans l’air, de l’ordre de 1 % à 3 % est suffisant pour faire étouffer un moteur d’avion à pistons, ce qui pourrait expliquer la disparition d’avions dans cette zone : ils seraient passés au travers des émanations de méthane provenant de la mer. Il reste à savoir si l’effet est le même pour un moteur à réaction. [6].

Les démonstrations scientifiques manquent pour conforter ces hypothèses.

 

Bibliographie :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Hydrate_de_m%C3%A9thane

 

http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/hydrates.methane.htm

 

http://www.manicore.com/documentation/serre/hydrates.html

 

http://www.effervesciences.com/s_sites/h2o/H2o_arti/a_sct/methan.htm

 

http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3413

 

http://www.naturavox.fr/Les-hydrates-de-methane-ou-l-energie-du-desespoir.html

 

http://gsc.nrcan.gc.ca/gashydrates/canada/index_f.php

 

http://web-japan.org/nipponia/nipponia28/fr/feature/feature10.html

 

 

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Commenter cet article

best web startup 04/09/2014 14:31

I always wondered about this. How it is possible to have a very different current as well as weather 400 years before. The time when our first sea travels set their journey to find new lands. I am not sure about this new technology though!