Gaz naturel
Le gaz naturel est un combustible qui est beaucoup utilisé dans le monde industriel dans lequel nous vivons. Il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures sous forme gazeuse. Le gaz naturel peut se trouver dans des poches dans le sous-sol, mais également emprisonné dans la roche, on parle alors de gaz de schiste. Il est issu de la décomposition d'organismes marins au fond des mers.
Le gaz naturel est un combustible fossile, c'est-à-dire qu'il n'est pas présent de manière illimitée sur Terre. Il s'agit pourtant de la troisième source d'énergie utilisée par les êtres humains après le pétrole et le charbon. Il est néanmoins plus propre que ces deux derniers dans la mesure où sa combustion ne rejette que de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone (le CO2) et produit plus de chaleur à masse égale.
En France et en 2023, 6.1% de l'énergie électrique produite1 était issue de la combustion du gaz naturel dans des centrales thermiques.
Chimiquement, le gaz est composé de petites molécules d'hydrocarbures notamment le méthane, l’éthane, le propane et le butane.
Formation géologiqueModifier
Le processus de formation du gaz est lié au processus de formation du pétrole. La première étape est l’accumulation au fond des océans de matière organique issue de débris animaux ou végétaux. Cette matière est mélangée à des minéraux comme le sable et l’argile. Avec le temps et les dépôts successifs de matière, la couche est enfouie, perd son eau et subit une augmentation de pression et de température. Le processus est très lent car il faut attendre 10 millions d’années pour que le mélange atteigne 1 km de profondeur et que sa température augmente de 30 °C. Lorsque le mélange organique atteint une température comprise entre 80 °C et 230 °C, il se transforme en pétrole ou en gaz. On parle de craquage : le mélange se liquéfie en donnant d’abord un bitume puis, au fil du temps, un pétrole. Si le processus continue, les molécules obtenues seront plus petites encore, et c’est un gaz qui est obtenu.
A Gaz naturel associé (à un réservoir de pétrole) ;
B Gaz naturel conventionnel non associé ;
C Gaz de couche (ou gaz de houille) ;
D Gaz de réservoir compact ;
E Gaz de schiste
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ExtractionModifier
Le gaz formé peut se trouver dans des poches souterraines. Une roche imperméable empêche le gaz de remonter. Un puits permet de percer cette roche et le gaz remonte naturellement à la surface grâce à la pression de la roche qui l'entoure. La plus grande poche de gaz au monde est située entre le Qatar et l’Iran, dans le Golfe Persique.
Du gaz peut être dissout dans du pétrole. Il existe deux possibilités. Soit le gaz est considéré comme un déchet et brûlé, soit il est extrait du pétrole.
Le gaz peut également se trouver sous la forme de gaz de schiste. Des bulles de gaz de petites tailles sont présentes dans une roche. Pour extraire le gaz il faut casser la roche avec une grande pression d’eau. On parle de fracturation hydraulique. Après fracture de la roche, le gaz peut être capté. Les États-Unis extraient beaucoup de gaz de schiste.
TransportModifier
Le gaz naturel est difficile à transporter car il ne s’agit pas d’un liquide, comme le pétrole, ou d’un solide, comme le charbon. Il s’agit donc essentiellement d’une énergie « locale », c’est-à-dire qu’il est utilisé près de l’endroit où il est produit. Par exemple, le gaz de schiste américain est consommé aux États-Unis.
20% du gaz naturel produit est exportée par des gazoducs. Il s’agit de canalisations traversant des pays entiers et qui transportent du gaz. Par exemple, plusieurs gazoducs relient la Russie, grand pays producteur, à l’Europe, qui consomme beaucoup de gaz et en importe environ 80 %.
10 % du gaz naturel est quant à lui rendu liquide pour être transporté dans des méthaniers, qui sont de gros bateaux qui peuvent transporter jusqu’à 270 000 m3 de gaz. Le gaz doit être refroidi à – 162 °C pour être liquéfié.
UtilisationsModifier
A cause de sa volatilité et de son danger, le gaz naturel a longtemps été ignoré. Le gaz de synthèse lui était préféré.
Au niveau mondial, le gaz naturel sert à fabriquer de l’électricité. L’électricité est fabriquée pour 22 % avec du gaz naturel. Il est la deuxième source d’énergie pour cette utilisation après le charbon. Le gaz naturel sert également au chauffage des bâtiments. En ville, un réseau de distribution du gaz naturel permet de l'emmener dans les appartements pour la cuisson des aliments ou le fonctionnement de chauffe-eau.
AvantagesModifier
Par rapport aux autres combustibles fossiles, le gaz naturel rejette moins de CO2 par unité d’énergie fournie. Il est beaucoup plus efficace. Aussi, il ne rejette QUE du CO2 (et de la vapeur d'eau) et ne rejette pas de poussières et de particules comme le charbon, et sa combustion n’entraîne pas la formation d’oxyde d’azote ou de particules fines comme le pétrole.
La production d’électricité par le gaz peut avoir un rendement énergétique très important grâce à l’utilisation de centrales à cycle combiné : le gaz est brûlé dans une turbine à gaz qui entraîne des génératrices de courant, puis les gaz chauds servent à chauffer de l’eau dont la vapeur entraîne d’autres génératrices. Le rendement total est de 60 %, ce qui signifie que 60 % de l’énergie contenue dans le gaz est effectivement transformé en électricité. Dans le cas du charbon, les rendements ne dépassent que rarement 40 %.
InconvénientsModifier
Les inconvénients du gaz naturel sont principalement liés à son transport. Dans le cas où il est transporté dans un gazoduc, des fuites peuvent survenir. Le gaz étant composé de méthane, si celui-ci s’échappe dans l’atmosphère, l’effet peut être néfaste sur l’effet de serre. En effet, on estime que le méthane a un effet 22 fois plus important que le CO2 sur l’effet de serre.
Le gaz naturel est parfois dissous dans le pétrole. Pour certains puits de pétrole qui produisent peu, l’extraction du gaz naturel n’est pas rentable car il serait obtenu en trop petite quantité. Le gaz naturel est donc brûlé dans des torchères. Le torchage du gaz naturel a plusieurs effets négatifs : on rejette du CO2 en brûlant le gaz et on consomme une ressource naturelle précieuse. Le volume de gaz qui est ainsi brûlé représente 30 % de la consommation annuelle de l’Union européenne
Transition énergétique : le rôle du gaz naturelModifier
La transition énergétique est un processus qui vise à changer la manière dont l’énergie est consommée, à limiter la quantité d'énergie consommée et rendre celle-ci plus propre. Pour accomplir la transition, il faut utiliser des énergies moins polluantes, réduire la quantité d’énergie consommée et éviter le gâchis en utilisant des techniques plus efficaces.
Limiter les inconvénients du gaz naturelModifier
Une première approche consisterait à empêcher les fuites de gaz naturel dans l’atmosphère. Les gazoducs pourraient être mieux surveillés pour empêcher les rejets de méthane dans l’atmosphère.
De nouvelles technologies d’extraction du gaz naturel dissous dans le pétrole pourraient être mises en œuvre afin d’éviter le gâchis que constitue le torchage du gaz naturel.
Utiliser plus largement le gaz naturelModifier
Le gaz naturel pourrait être utilisé plus largement en remplacement du charbon ou du pétrole. Le gaz naturel pourrait remplacer le charbon pour la production d’électricité. Par unité d’énergie produite, le gaz émet beaucoup moins de CO2 et n’émet pas de particules fines. Les usines de production d'électricité sont également beaucoup plus efficaces.
Le pétrole est aujourd’hui majoritairement utilisé dans les transports et pour chauffer les bâtiments par le biais de chaudières au fioul. Dans les transports, le gaz naturel pourrait être utilisé pour le fonctionnement des camions, des bus ou des engins agricoles. En effet, ces engins sont lourds, puissants et nécessiteraient une quantité trop importante de batteries électriques pour fonctionner. L’utilisation de gaz naturel sur ces engins permettrait de limiter les rejets de particules fines et de diminuer la quantité émise de CO2 par kilomètre parcourus. Le problème est qu’il faudrait disposer d’un réseau de stations-services distribuant du gaz naturel important et sûr. Le gaz naturel est en effet difficile à transporter.
Pour le chauffage des bâtiments, les chaudières au fioul pourraient être remplacées par des chaudières au gaz naturel. Le gaz naturel est encore une fois plus efficace, il émet moins de CO2, et limite le rejet de particules fines.
Le biogazModifier
Le biogaz est un méthane qui est produit dans des usines par l’homme. Ces usines sont des unités de méthanisation dans laquelle des matières organiques sont transformées en méthane par des bactéries. La matière organique est constituée de déchets de cuisine, de déchets agricoles et de jardins. La production de biogaz est écologique car elle permet de transformer en une ressource des déchets. Ces déchets auraient été brûlés ou auraient rejetés du méthane en se décomposant.
Certains autobus roulent déjà au biogaz, comme à Bristol en Angleterre. En Allemagne, beaucoup d’unités de méthanisation sont développées pour le recyclage des déchets agricoles.
Voir aussiModifier
RéférencesModifier
- ↑ Rapport d'activité 2023 RTE
Liens internesModifier
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