| Gaz naturel | |
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Le gaz naturel est un combustible fossile (Un combustible fossile carboné désigne un combustible produit à partir de roches...), il s'agit d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.
Avec 23 % de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) consommée en 2005, le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) naturel est la troisième source d'énergie la plus utilisée dans le monde (Le mot monde peut désigner :) après le pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...) (37 % en 2005) et le charbon (24 % en 2005). L'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) du gaz naturel dans l'industrie, les usages domestiques puis la production d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...), se développait rapidement depuis les années 1970 et était sur le point (Graphie) de devancer le charbon. Cependant, avec le renchérissement observé depuis le début du XXIe siècle, les tassements dans la consommation des pays développés (Les pays développés à économie de marché (PDEM) sont des pays dont la...), les besoins des pays émergents (Les pays émergents sont des pays dont le PIB par habitant est inférieur à celui des...) et les progrès réalisés dans le traitement du charbon, ce dernier tend à retrouver un certain essor.
Il existe plusieurs formes de gaz naturel, se distinguant par leur origine, leur composition et le type de réservoirs dans lesquels ils se trouvent. Néanmoins, le gaz est toujours composé principalement de méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...) et issu de la désagrégation d'anciens organismes vivants.
Aux différents types de gaz naturels cités ci-après, on pourrait adjoindre le biogaz (Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou...), un substitut renouvelable issu de la décomposition (En biologie, la décomposition est le processus par lequel des corps organisés, qu'ils...) de certains déchets de l'activité anthropique.
C'est la forme la plus exploitée de gaz naturel. Son processus de formation est similaire à celui du pétrole. On distingue le gaz thermogénique primaire, issu directement de la pyrolyse du kérogène (Le kérogène, du grec signifiant qui engendre la cire, est la substance intermédiaire...), et le gaz thermogénique secondaire, formé par la pyrolyse du pétrole. Le gaz thermogénique comprend, outre le méthane, un taux variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...) d'hydrocarbures plus lourds, pouvant aller jusqu'à l'heptane (L'heptane ou n-heptane est l'hydrocarbure saturé de la famille des alcanes linéaires de...) (CH). On peut y trouver aussi du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...) (CO2), du sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) appelé aussi « gaz acide » (H2S), et parfois de l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) (N) et de petites quantités d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) (He).
C'est principalement ce type de gaz conventionnel non associé qui alimente le marché international du gaz naturel et ses réseaux de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) par gazoducs et méthaniers (voir section ).
Il s'agit de gaz présent en solution dans le pétrole. Il est séparé lors de l'extraction de ce dernier. Pendant longtemps, il était considéré comme un déchet (Un déchet (détritus, résidu..) est un objet en fin de vie ou une substance issue d'un processus,...) et détruit en torchère, ce qui constitue un gaspillage de ressources énergétiques non renouvelables et une pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le...) inutile. Aujourd'hui, une partie est soit réinjectée dans les gisements de pétrole (contribuant à y maintenir la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) et à maximiser l'extraction du pétrole), soit valorisée. La destruction en torchère représentait toujours 150 Gm3 par an en 2007.
Le gaz biogénique est issu de la fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue...) par des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...) de sédiments organiques. À l'instar de la tourbe (La tourbe est le produit de la fossilisation de débris végétaux sur 1000 à 2500 ans dans des...), c'est un combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se...) fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement...) mais dont le cycle est relativement rapide. Les gisements biogéniques sont en général petits et situés à faible profondeur. Ils représentent environ 20 % des réserves connues de gaz conventionnel. Le gaz biogénique a moins de valeur par 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....) que le gaz thermogénique, car il contient une part non négligeable de gaz non combustibles (notamment du dioxyde de carbone) et ne fournit pas d'hydrocarbures plus lourds que le méthane.
Le charbon contient naturellement du méthane et du dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) dans ses pores. Historiquement, ce gaz a surtout été connu pour la menace mortelle qu'il présente sur la sécurité des mineurs - il est alors resté dans la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) collective sous le nom de grisou (Le grisou (le mot vient de grégeois) est un gaz naturel qui se dégage des couches de...). Cependant, son exploitation est en plein développement, en particulier aux États-Unis. L'exploitation porte sur des strates de charbon riches en gaz et trop profondes pour être exploitées de façon conventionnelle. Il y a eu des essais en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...) également, mais la plupart des charbons européens sont assez pauvres en méthane. La Chine s'intéresse également de plus en plus à l'exploitation de ce type de gaz naturel.
Certains schistes contiennent aussi du méthane piégé dans leurs fissurations. Ce gaz est formé par la dégradation du kérogène présent dans le schiste, mais, comme pour le gaz de charbon, il existe deux grandes différences par rapport aux réserves de gaz conventionnel. La première est que le schiste est à la fois la roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...) source du gaz et son réservoir. La seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) est que l'accumulation n'est pas discrète (beaucoup de gaz réuni en un point) mais continue (le gaz est présent en faible concentration dans un énorme volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de roche), ce qui rend l'exploitation bien plus difficile.
Les hydrates de méthane sont des structures de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) contenant du méthane prisonnier. Ils sont issus de l'accumulation relativement récente de glace contenant des déchets organiques, la dégradation est biogénique. On trouve ces hydrates dans le pergélisol ou sur le plancher océanique. Le volume de gaz existant sous cette forme est inconnu, variant de plusieurs ordres de grandeur selon les études. Aucune technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) rentable ne permet actuellement d'exploiter ces ressources.