Le méthane et le destin de la Terre

Publié par : EDP Sciences

Cet ouvrage fait le point sur un phénomène mal connu jusqu'à présent: les hydrates de méthane, à la fois trésor d'énergie et possible cause d'une catastrophe géologique et climatique inimaginable... Les hydrates de méthane représentent une phase solide constituée de glace et de méthane: elles constituent sur terre plusieurs dizaines de milliers de milliards de tonnes de gaz, ce qui représente un trésor énergétique inouï, ... et dévoile un danger potentiel pour l'humanité, aussi bien sur le plan climatologique que géologique... Cet ouvrage scientifique, écrit par quatre experts, fait le point sur ce phénomène qui intéresse les plus hautes autorités mondiales. L'ouvrage présente ainsi: -définition et propriétés des clathrates -les HM en milieu océanique -les HM du Permafrost -Rappels sur l'effet de serre -Le cycle du méthane -les cycles glaciaires-interglaciaires -le rôle du Méthane dans l'histoire de la Terre -Les HD, source potentielle d'énergie. Préface de Mr Edouard Bard.


Consulter un extrait ci-dessous

Il n'y a malheureusement pas que les farfadets qui jouent des tours aux humains. Le méthane, c'est aussi le grisou responsable d'explosions meurtrières dans les galeries de mines de charbon. Le méthane présente un autre danger, moins violent sur le moment mais plus inquiétant et dangereux pour le futur de notre planète. Comme la vapeur d'eau et le gaz carbonique, le méthane absorbe les rayons infrarouges et participe donc à l'effet de serre naturel qui régule le climat de la Terre. Pourtant, la proportion de méthane dans l'atmosphère est seulement d'un millionième. Ce chiffre peut paraître insignifiant, mais il faut rappeler que la conformation tétraédrique de la molécule de méthane lui laisse plus de latitude pour vibrer que la molécule linéaire de gaz carbonique, dont la concentration atmosphérique est plus élevée de deux ordres de grandeur. Ainsi, à quantité égale, le méthane absorbe beaucoup plus de rayonnement infrarouge que le gaz carbonique.


Dans l'imaginaire du public et des média, l'action de l'homme sur l'effet de serre est synonyme d'augmentation de la teneur atmosphérique en gaz carbonique. Ce gaz a effectivement augmenté de près de 40 % depuis le XIXe siècle. Il ne faudrait cependant pas oublier que le méthane a presque triplé au cours de la même période. Aujourd'hui, ses émissions d'origine anthropique sont même devenues plus importantes que les émissions naturelles. Parmi les sources liées à l'activité humaine, on peut souligner la combustion de carbones fossiles et de biomasse, les rizières, l'élevage, les fuites industrielles et les décharges d'ordures.


Suite à la révolution industrielle, le méthane a été à l'origine d'une perturbation radiative équivalant au tiers de celle du gaz carbonique. Mais des effets indirects s'ajoutent : le méthane est en effet oxydé dans l'atmosphère, ce qui entraîne une augmentation de la teneur en vapeur d'eau dans la haute atmosphère, et donc un accroissement de l'effet de serre. Dans la basse atmosphère, les réactions détruisant le méthane conduisent à une augmentation de la teneur en ozone. Si l'on inclut ces effets indirects, le méthane serait responsable d'un forçage radiatif moitié de celui du gaz carbonique. Certains spécialistes estiment donc que les stratégies de lutte contre l'émission des gaz à effet de serre devraient être davantage axées sur le méthane.


Il reste néanmoins beaucoup d'incertitudes et de controverses au sujet du méthane. C'est d'ailleurs ce qui excite les scientifiques s'intéressant au sujet. Par exemple, on ne sait pas encore expliquer quantitativement la stagnation de la teneur en méthane observée depuis environ sept ans. Quelles sont les raisons naturelles ou anthropiques de ce brusque virage ? Un problème similaire se pose quant à l'évolution de la teneur en méthane au cours des dix derniers millénaires. L'optimum chaud et humide du début de cette période, appelée l'Holocène, a été suivi d'une baisse de la teneur atmosphérique en méthane jusqu'à environ 5 000 ans avant l'actuel, pour se poursuivre par une augmentation jusqu'à la même teneur maximale atteinte voici dix millénaires. Pour la plupart des spécialistes, il s'agit de fluctuations naturelles liées à l'histoire complexe des sources et des " puits " de méthane. Pour certains, il s'agirait de l'impact sur l'atmosphère des premières sociétés humaines fondées sur l'agriculture, notamment des premières rizières inondées dans le sud de la Chine. L'Anthropocène n'aurait donc pas attendu la révolution industrielle, mais aurait débuté dès la révolution néolithique !


Dans ces fameux clathrates, qui se forment à haute pression et basse température, les molécules d'eau s'organisent en une sorte de cage où se loge le méthane produit principalement par des bactéries. Le calcul thermodynamique ainsi que les travaux expérimentaux indiquent que cet édifice cristallin se déstabilise facilement si la température s'élève ou si la pression diminue, libérant le méthane gazeux. Les compagnies pétrolières et minières s'intéressent donc de près à ces gisements d'hydrocarbures gelés dont l'exploitation pourrait devenir rentable avec la raréfaction du pétrole. Les pétroliers connaissent d'ailleurs bien les conditions de formation et de déstabilisation des clathrates, car ces composés peuvent obstruer les pipelines situés dans les régions froides comme en Alaska et en Sibérie.


Au cours de sa longue histoire géologique, la Terre a subi de nombreux refroidissements et réchauffements, quelquefois brutaux et éphémères. Certaines de ces variations n'auraient-elles pas été causées par la déstabilisation des énormes volumes d'hydrates de méthane stockés dans les sédiments marins ou les pergélisols ? Ces questions vont bien au-delà de leur intérêt purement académique. En effet, quel sera l'effet du réchauffement mondial, actuel et futur, sur les hydrates de méthane qui représentent environ mille fois la quantité présente dans l'atmosphère ? Il ne faut cependant pas verser dans un catastrophisme excessif car les hydrates ne sont pas tous proches des conditions thermodynamiques de déstabilisation. De plus, si elles étaient atteintes, on ignore encore quelle fraction de méthane rejoindrait vraiment l'atmosphère. Une partie serait en effet oxydée en gaz carbonique avant de se diluer dans l'atmosphère qui en contient déjà beaucoup.



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Informations
Date :

05/12/2011


Langue :

Français


Pages :

164


Consultations :

5210


Note :
Format :

PDF / EPUB


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Résumé

Auteur : Chappellaz Jérôme


Editeur : EDP Sciences


Parution : 2006

ISBN : 9782759802531

Tags : Ebook sciences, ebook scientifique, méthane
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