Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les hydrates de méthane sont des composés solides d'eau et de méthane stables sous certaines conditions de pression et de température que l'on rencontre naturellement dans les zones arctiques et antarctiques (basse température) ainsi que dans les zones d'offshore profond (forte pression). Ces hydrates de méthane constituent un stock important de méthane (estimé entre 2 500 et 8 500 milliards de tonnes), hérité en partie des dernières glaciations. Ils sont étudiés pour leur effet potentiel sur le réchauffement climatique en cas de déstabilisation naturelle ou anthropique, le pouvoir de réchauffement global du méthane étant supérieur à celui du CO2. On peut aussi les considérer comme une source potentielle de gaz naturel dont la demande mondiale devrait augmenter durant les prochaines décennies.
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Methane hydrates are crystalline solids made of a methane molecules encaged in interlocking water molecules. They are stable solids under certain conditions of pressure and temperature that occur naturally on Earth in the Arctic and Antarctic regions (low temperature) and in deep sea (high pressure). Methane hydrates form a significant store of methane (estimated at between 2,500 and 8,500 billion tons of CH4), trapped in part during the last glaciation. They are being studied for the potential effects on global warming if by natural or anthropogenic destabilization they were to release gaseous methane directly into the atmosphere. They are also being considered as a potential source of natural gas, for which global demand is expected to increase in the coming decades.
Auteur(s)
-
Roland VIALLY : Géologue Direction géosciences, IFP Énergies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
INTRODUCTION
La première découverte des hydrates de gaz date du début du XIXe siècle, lorsqu’en mélangeant de l’eau et du chlore, le physicien et chimiste Humphrey Davy décrit un composé solide au-dessus de 0 °C. Ces travaux seront ensuite poursuivis par Michael Faraday. L’intérêt porté à ces composés entre alors dans le cadre de la recherche fondamentale portant sur l’identification de leur composition.
Dans les années 1930, pendant l’essor de l’industrie pétrolière et gazière aux États-Unis, les hydrates de méthane sont détectés comme pouvant obstruer les gazoducs. Les recherches se tournent alors vers l’étude de la formation des hydrates et les moyens de les éviter dans les pipelines. Depuis quelques années, les hydrates de méthane, notamment ceux présents dans le sous-sol, font de nouveaux l’objet d’importantes études dans des domaines très divers.
– Le rôle de ces hydrates de méthane dans les cycles climatiques. Lors des glaciations, du méthane est stocké sous forme d’hydrates de méthane qui peut être relâché dans l’atmosphère lors des périodes interglaciaires. Ces études portent tout à la fois sur le réchauffement climatique actuel mais aussi sur l’estimation de la quantité de méthane stocké dans ces hydrates au cours des temps géologiques.
– L’importance des hydrates de méthane comme facteur de déstabilisation des pentes sédimentaires. L’industrie pétrolière et gazière s’intéresse à des zones de plus en plus profondes nécessitant des installations de production et de transport sur le fond de l’eau. La présence massive d’hydrates doit être détectée et analysée en termes de risque géotechnique.
– Depuis la mise en évidence de ces hydrates dans les sédiments dès le début des années 1970, ils ont toujours intéressé les explorateurs et les producteurs de gaz naturel, en raison du volume considérable de méthane qu’ils représentent, même si les techniques de production actuelles sont complexes et coûteuses.
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climatology | gas production | gas exploration
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Présentation
Hydrates de méthane
En anglais
1. Rôle grandissant du gaz naturel dans le bouquet énergétique mondial
La transition énergétique est le passage d’un modèle énergétique basé à plus de 80 % sur les énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) vers un nouveau modèle où les énergies non carbonées (nucléaire et renouvelables) sont dominantes.
Pendant la période de transition, nous continuerons d’exploiter et d’utiliser le pétrole, mais de façon plus rationnelle et plus propre, en même temps que se développeront de nouvelles sources d’énergie qui viendront progressivement prendre le relais. C’est ce que les spécialistes appellent le « bouquet » ou le « mix » des décennies à venir, composé d’énergies diversifiées et plus respectueuses de l’environnement.
Cette transition sera d’autant plus longue et complexe que la demande énergétique ne devrait cesser de croître au moins jusqu’en 2040 (figure 1) , tirée par une augmentation constante de la population et par l’augmentation du PIB mondial. Dans le scénario médian NPS (New Policies scenario ) de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) qui prend en compte les efforts annoncés par les différents gouvernements pour réduire leur consommation énergétique notamment d’énergie fossile, l’augmentation annuelle de la consommation mondiale est de l’ordre de 1,1 % jusqu’en 2040. Cette augmentation est certes moins importante que durant les 30 dernières années mais correspond tout de même à une augmentation globale de la demande énergétique de 37 % d’ici 2040.
Pour répondre à cette augmentation de la demande énergétique, toutes les énergies seront mises à contribution (figure 2) , les énergies renouvelables étant proportionnellement celles qui augmenteront le plus. Mais l’évolution du bouquet sera lente et si la part...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - World Energy Outlook - * - Agence Internationale de l’Énergie (2014) http://www.iea.org/bookshop/477-World_ Energy_Outlook_2014
-
(2) - HUREAU (G.), VIALLY (R.) - Nouvelles découvertes de pétrole et de gaz. - Fiche Panorama (2014) http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/ Publications/Etudes-disponibles/Notes- de-synthese-Panorama/Panorama-2014
-
(3) - HUREAU (G.), VIALLY (R.) - Nouvelles découvertes de pétrole et de gaz conventionnels. - Fiche Panorama (2015) http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/ Publications/Etudes-disponibles/Notes-de- synthese-Panorama/Panorama-2015
-
(4) - VIALLY (R.) - Hydrocarbures de roche-mère. - [BE 8 559] Revue Techniques de l’Ingénieur, oct. 2014 http://www.techniques-ingenieur.fr/res/pdf/ encyclopedia/42215210-be8559.pdf
-
(5) - HARRISON (S.E.) - Natural gas hydrates - (2010) http://large.stanford.edu/courses/2010 /ph240/harrison1/
-
...
ANNEXES
Organismes d’études sur les hydrates de gaz
Sugar Project (GEOMAR), Allemagne http://www.geomar.de/en/research/fb2/fb2-mg/projects/ sugar-2-phase/
Recorder, Canada https://csegrecorder.com/
IFREMER, les hydrates de gaz naturel, France http://wwz.ifremer.fr/grands_fonds/Les-enjeux/ Les-applications/Ressources-energetiques/Les-hydrates-de-gaz
École Nationale supérieure des Mines de Saint-Étienne, GAS HYDRATES DYNAMICS CENTER, France http://www.emse.fr/fr/transfert/spin/depscientifiques/ GENERIC/hydrates/
MH21 Research consortium, Japon http://www.mh21japan.gr.jp/english/
Arctic Gas Hydrate, environment and Climate, Norvège https://cage.uit.no/
GNS Science, Nouvelle-Zélande http://www.gns.cri.nz/Home/Our-Science/Energy-Resources/ Gas-Hydrates
Center for gas hydrate research (Heriot Watt Institute of Petroleum Engineering), UK http://www.pet.hw.ac.uk/research/hydrate/
Center for Hydrates Research (Colorado School of Mines), États-Unis http://hydrates.mines.edu/CHR/Home.html
U.S. Geological survey Gas hydrates Project, États-Unis http://woodshole.er.usgs.gov/project-pages/hydrates/...
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