Méthane - Définition et Explications

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Propriétés physico-chimiques

Aux conditions normales de température et de pression, c'est un gaz incolore et inodore. Plus léger que l'air, le méthane en milieu non confiné s'échappe vers la haute atmosphère et n'a pas la tendance des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) plus lourds que l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) (propane, butane) à former des nuages explosifs. Le méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...) est un combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se...) qui compose jusqu'à 90% le gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent...). Sa température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) d'auto-inflammation dans l'air est de 540 °C. La réaction de combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) du méthane s'écrit :

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
  • 1 m³ de méthane à 15 °C (gaz naturel) libère une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de 9,89 kWh (35,6 MJ)
  • Le gaz naturel, (constitué à plus de 90% de méthane) est transporté par navires (méthaniers) à une température de -162 °C et à une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) voisine de la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.). Les réservoirs sont construits sur le principe de la « bouteille thermos » et leur capacité peut aller jusqu'à 40 000 ou 50 000 m³ de gaz liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) par réservoir. Un méthanier (Un méthanier est un navire servant à transporter du gaz naturel liquéfié dans ses citernes. On...) comportant plusieurs réservoirs, sa cargaison (La cargaison (de l'occitan gascon cargar: charger) est l'ensemble des marchandises...) peut actuellement atteindre 154 000 m³ de GNL, Gaz Naturel Liquéfié. Les futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) méthaniers pourront transporter jusqu'à 260 000 m³ de GNL. Le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) du méthane à l'état gazeux est égal à 600 fois son volume à l'état liquide, à pression atmosphérique.
  • Présent à tous les stades de l'industrie pétrolière (L'industrie pétrolière traite de la chaîne industrielle du pétrole et du gaz...), mais mal valorisé, il est fréquemment brûlé dans une torchère ; ce comportement contribuant à l'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie...), les pétroliers tentent de plus en plus de restreindre ce procédé.

Formation, stockages naturels

C’est le principal constituant du biogaz (Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en...) issu de la fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue...) de matières organiques animales ou végétales en l’absence d’oxygène. Il est fabriqué par des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...) méthanogènes qui vivent dans des milieux anaérobiques c’est-à-dire sans oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...).

Le méthane est ainsi le seul hydrocarbure classique qui peut être obtenu rapidement et facilement grâce à un processus biologique naturel. Nous utilisons principalement du gaz naturel et donc du méthane fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement...), mais l’utilisation du méthane renouvelable, aussi appelé biogaz, est en développement : Suède, Allemagne, Danemark, Viet-Nam, Cambodge, Chine, Inde...

Le méthane se dégage naturellement des zones humides peu oxygénées comme les marais (En géographie, un marais est un type de formation paysagère, au relief peu...) et certains sols longuement inondées. Il se forme aussi dans l'estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la...) et le tube digestif de nombreux animaux (de certains invertébrés aux mammifères). Ce gaz est présent en faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) dans les flatulences humaines.

Des quantités importantes de méthane sont piégées sous forme d’hydrates de méthane (clathrates) au fond des océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...) (où leur exploitation est envisagée) et dans les pergélisols. Ces deux réservoirs pourraient jouer un rôle important dans les cycles climatiques, et ils semblent commencer à perdre une quantité croissante de méthane dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :).

Utilisation

Les gisements fossiles de gaz naturel comportent entre 50 et 60 % de méthane, le gaz naturel brut est épuré avant d'être injecté sur le réseau de distribution (Le mot réseau (du latin retis) est apparu pour la première fois dans la langue...). La proportion de méthane présent dans le gaz naturel que nous utilisons est supérieure à 90% dans la plupart des gaz.

Le méthane biologique, ou biogaz, qui est produit par la fermentation anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).) de matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...) comporte 50 à 80 % de méthane, (60-65% généralement)

Le biogaz produit dans les décharges pourrait être (bien davantage) récupéré et valorisé sous forme d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...), de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) ou comme carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...) automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un...). Pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...), seules quelques expériences isolées (dans des fermes, des déchèteries...) ont vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), spécialement dans les régions les plus froides (nord de l'Allemagne, de la France, Scandinavie (La Scandinavie est une région située dans le Nord de l'Europe. Elle comprend, au sens le...)...), mais la rentabilité économique de ces installations est loin d'être acquise. (voir l'expérience en prison rwandaise)

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