Gaz naturel - Définition et Explications

Enjeux géopolitiques

Le gaz naturel, jusque dans les années 1970, présentait peu d'intérêt pour des raisons pratiques : difficile à transporter, moins énergétique que le charbon ou le fuel pour un même volume, dangereux à manipuler, il était souvent brûlé à la torche (Une torche est un instrument qui se présente sous la forme d’un bâton que...).

A partir des deux chocs pétroliers, le commerce du gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent...) a pris de l'ampleur, mais la valorisation du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) naturel, pour un même contenu énergétique, est toujours très inférieure à celle du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...). Les sites de grande taille, et à proximité d'un port, sont plus facilement rentables. La géopolitique (La géopolitique désigne tout ce qui concerne les rivalités de pouvoirs ou...) du gaz naturel commence à présenter des points communs avec la géopolitique du pétrole, mais toujours avec des différences importantes ; en particulier, le gaz naturel fait souvent l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) de contrats à long terme, qui permettent de financer les gazoducs, ou les stations de liquéfaction (La liquéfaction est un changement d'état qui fait passer un corps de l'état gazeux...), nécessaires à ce commerce. Ce type de contrat lie pour dix ou quinze ans un client (Le mot client a plusieurs acceptations :) et un fournisseur, rendant ce marché peu dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...). Ce mode de fonctionnement commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.), qui concerne un petit nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'acteurs, ne facilite pas son développement.

En 2010, l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...) semble dépendante des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) de l'ancien bloc soviétique pour son alimentation en gaz naturel ; en réalité, ce marché reste essentiellement déprimé, et certains spécialistes cherchent moins à décrire cet état de fait qu'à découpler l'Europe de son fournisseur russe, ce qui justifierait la mise en place de nouveaux gazoducs transeuropéens.

La combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) du gaz naturel génère moins d'émissions de dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...) dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) que l'équivalent charbon ou fuel lourd ; cependant, le peu d'entrain des nations à soutenir les combustibles moins polluants ne permet pas de l'avantager pour cette seule raison.

Pouvoir calorifique

Le pouvoir calorifique d'un combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se...) est la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) exprimée en kWh ou MJ, qui serait dégagée par la combustion complète de un (1) mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...) cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées....) normal (m³(n)) de gaz sec dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) à une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un...) constante et égale à 1,01325 bar, le gaz et l'air étant à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) initiale de 0 °C (zéro degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) Celsius), tous les produits de combustion étant ramenés à 0 °C et une pression de 1,01325 bar.

Le pouvoir calorifique du gaz naturel s'exprime en MJ ou kWh par mètre cube.

On distingue 2 pouvoirs calorifiques.

PCS = PCI + Chaleur latente (L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur...) d'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente...)

• PCS = pouvoir calorifique supérieur
  C'est la quantité de chaleur exprimée en kWh ou MJ, qui serait dégagée par la combustion complète de un (1) mètre cube normal de gaz. L'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) formée pendant la combustion étant ramenée à l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) et les autres produits étant à l'état gazeux.
• PCI = pouvoir calorifique inférieur
  Il se calcule en déduisant par convention, du PCS la chaleur de condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui...) (2 511 kJ/kg) de l'eau formée au cours de la combustion et éventuellement de l'eau contenue dans le combustible.
• Chaleur latente de vaporisation
  La combustion d'un produit génère, entre autres, de l'eau à l'état de vapeur (). Pour la vaporisation de 1 kg d'eau, 2 511 kJ/kg sont nécessaires. Cette énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) se perd avec les gaz de combustion évacués par la cheminée (Une cheminée (lat. caminus) est un conduit vertical aménagé dans un bâtiment,...) à moins de condenser la vapeur d'eau et d'essayer de récupérer la chaleur s'y étant accumulée. Certaines techniques permettent de récupérer la quantité de chaleur contenue dans cette eau de combustion en la condensant (chaudières à condensation)

Le gaz naturel contient cependant plus d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), par conséquent, la déperdition d'énergie est plus importante lors de la combustion en raison de la formation de vapeur d'eau évacuée par la cheminée. Environ 10 % de l'énergie disponible est perdue dans ce cas.

Rapport PCI/PCS pour le gaz naturel : environ 0,9028 (3,25/3,6)

Pour le gaz naturel, on distingue :

• les gaz « type B » (ou « type L »)
  distribués dans le Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de la France. Ils ont un pouvoir calorifique supérieur compris entre 9,5 et 10,5 kWh/m³(n). C'est essentiellement le cas du gaz de Groningue (en provenance des Pays-Bas). Ce gaz se distingue par sa teneur élevée en azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...).
• les gaz « type H »
  distribués sur le reste du territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en...) français. Ils ont un pouvoir calorifique supérieur compris entre 10,7 et 12,8 kWh/m³(n).

Pour la plupart des appareils domestiques, ces deux types de gaz sont interchangeables, certains appareils nécessiteront cependant un réglage.