Le méthane : utilisation, composition et dangers
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Le méthane est le principal élément constitutif du gaz naturel, la 3e énergie la plus répandue à travers le monde derrière le pétrole et le charbon. Il est aussi l’un des principaux responsables de l’effet de serre et du dérèglement climatique.
Lorsqu’il est rejeté dans l’atmosphère, cet hydrocarbure possède en effet un pouvoir de réchauffement environ 80 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. Il serait la cause de centaines de milliers de décès prématurés chaque année. Aujourd’hui, il est donc essentiel d’extraire et de produire le méthane de façon responsable. Le développement de la filière biogaz apparait comme une solution logique.
À quoi sert le méthane et quelle est sa formule ?
Présent à l’état naturel sur Terre, le méthane est un gaz composé d’un atome de carbone et de quatre atomes d’hydrogène. La formule chimique de cet hydrocarbure de la famille des alcanes se note CH4.
Aujourd’hui, le méthane constitue l’élément principal de 3 sources d’énergie largement répandues à travers le monde :
- Le gaz naturel.
- Le gaz naturel liquéfié.
- Le biométhane.
La combustion du méthane permet donc à des centaines de millions de particuliers de répondre à leurs besoins énergétiques courants (eau chaude sanitaire, chauffage, cuisson). Pour les grandes entreprises et les industriels, le méthane est principalement utilisé pour produire de la chaleur et de l’électricité.
Bon à savoir : Le gaz naturel contient également de faibles proportions d’éthane (C2H6), de propane (C3H8) et de butane (C4H10).
D'où le méthane provient-il ?
Le méthane est fabriqué de manière naturelle par les organismes vivants dans des conditions spécifiques. Il peut également être produit par l’homme.
L'origine du méthane (CH4)
À l’état naturel, le méthane se forme spontanément dans des zones humides et peu oxygénées, à l’image des marais. Il résulte de la fermentation ou de la digestion issue de l’activité des organismes vivants (animaux, végétaux, bactéries).
Aujourd’hui, environ 60 % du méthane produit résulte des activités humaines. C’est par exemple le cas de la riziculture, de l’élevage ou des décharges (1). Cette production spontanée pose problème, puisque le méthane est l’un des gaz à effet de serre les plus puissants.
La fabrication du biométhane
Par ailleurs, le méthane peut aussi être fabriqué par l’homme de manière contrôlée à partir de déchets. On parle alors de biométhane. Puisqu’elle ne sera pas rejetée dans l’air, cette source d’énergie est à la fois propre et écoresponsable.
Le biogaz est obtenu à partir d’un procédé biologique et chimique que l’on nomme la méthanisation. Il s’agit d’un processus de dégradation naturelle engendrant la transformation de la matière organique en méthane sous l’action de bactéries. Cette réaction s’effectue en milieu anaérobie, c’est-à-dire dépourvu d’oxygène, dans un méthaniseur.
Méthane : pourquoi limiter les émissions de ce gaz dans l'atmosphère ?
Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, puisqu’il est doté d’un pouvoir de réchauffement environ 80 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone (CO2) (2). Les émissions de méthane liées à l’activité humaine contribuent donc fortement au dérèglement climatique. Il serait responsable à hauteur d’un tiers du réchauffement de la planète depuis l’ère préindustrielle.
3 activités humaines participent activement à ce processus :
- L’agriculture :
- 32 % des émissions de méthane d’origine humaine proviennent des rejets gastro-intestinaux et du fumier du bétail.
- 8 % des émissions sont issues des rizières. Dans cette culture, la nécessité d’inonder les champs empêche l’oxygène de pénétrer dans les sols, créant un milieu favorable pour les bactéries émettrices de méthane.
- L’extraction pétrolière et gazière : 25 % des émissions anthropiques du méthane proviennent de l’exploitation non contrôlée du charbon, du pétrole et du gaz naturel.
Par ailleurs, le méthane participe à la formation d’un polluant atmosphérique dangereux, l’ozone troposphérique. On estime à 1 million le nombre annuel de décès prématurés résultant de l’exposition involontaire à l’ozone troposphérique (3).
Le biométhane comme vecteur de développement
En réalité, ce n’est pas le méthane en tant que combustible qui pose un problème, mais son rejet massif dans l’environnement. Le développement de la filière biométhane apparait à ce titre comme un vecteur intéressant de développement énergétique et économique.
- Le biogaz permet de produire une énergie renouvelable.
- Fabriqué de manière contrôlée, le biométhane n’engendre aucun rejet dangereux dans l’air. Il rejoint directement le réseau de distribution de gaz.
- Le biogaz permet de valoriser les déchets agricoles.
- Il offre une source de revenus complémentaire aux agriculteurs et aux éleveurs.
- Il participe à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
- Le biogaz contribue à la création d’emplois locaux et non délocalisables.
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Est-ce que le méthane est toxique ?
Lorsqu’il est rejeté dans l’atmosphère, le méthane est un gaz hautement toxique, à la fois pour l’environnement et pour l’humain. Sur 20 ans, il serait ainsi doté d’un pouvoir de réchauffement près de 100 fois supérieur à celui du CO2. Le rejet de méthane dans l’atmosphère contribue à la formation de l’ozone troposphérique. Ce polluant est responsable d’un million de décès prématurés chaque année.
Quel est l'usage du méthane ?
Le méthane est le principal élément constitutif du gaz naturel, du GNL et du biométhane. Ce combustible permet donc de répondre aux besoins énergétiques des clients résidentiels (chauffage, cuisson, eau chaude sanitaire) et industriels (production de chaleur et d’électricité).
Quelles sont les principales sources d'émission de méthane ?
L’agriculture demeure la principale source d’émissions anthropiques de méthane. Ces émissions proviennent principalement des rejets gastro-intestinaux du bétail, du fumier et de la riziculture. 25 % des émissions proviennent de l’extraction non contrôlée du charbon, du pétrole et du gaz naturel.
Qu'est-ce que le biométhane ?
Le biométhane est un gaz fabriqué de manière responsable à partir de déchets agricoles. Cette énergie renouvelable n’engendre aucun rejet dangereux dans l’air et contribue donc à réduire les émissions de gaz à effet de serre.