2003 : Les mers , un océan de richesses ? > TR 4 : Maîtrise de l’environnement >  Hydrates: composant de gaz et d'eau, un potentiel de ressources

Hydrates: composant de gaz et d'eau, un potentiel de ressources

Gregor Rehder, Docteur de Géologie Marine Environnementale, GEOMAR, Kiel (Allemagne)

Biographie :

REHDER Gregor

Compte rendu :

Voir la vidéo de Gregor Rehder


Transcription :

8 novembre 2003 TR4

Discours de Gregor Rehder


Nous avons déjà parlé hier des hydrates de gaz, notamment avec Yves Lancelot et Gérard Riou, surtout en ce qui concerne l’évaluation des risques potentiels engendrés par les hydrates de gaz. Messieurs Morash et Savoye nous en ont aussi fait part, surtout au niveau de la place qu’ils avaient occupée dans le projet ZaïAngo de l’Ifremer. Je vais maintenant vous parler de ce que sont les hydrates de gaz, pourquoi ils représentent un domaine de recherche si important et aussi à quel point il est délicat de tracer parfois une ligne de démarcation entre recherche fondamentale et recherche appliquée.
Parler des hydrates de gaz revient à toucher à différents domaines des sciences environnementales. On peut voir surtout dans les hydrates de gaz une nouvelle et vaste ressource énergétique, mais il faut d’abord se poser d’autres questions : comment les rejets d’hydrates de méthane ont pu et pourront affecter le climat, les variations climatiques peuvent-elles influer sur les rejets des hydrates de gaz ? De plus, les surfaces marines proches des hydrates de gaz voient des formes de vie unique liées à ces phénomènes comme une bactérie anaérobie par exemple. Enfin, on pense que les hydrates jouent un rôle prépondérant dans la stabilité des marges océaniques.

Rappel historique
C’est en 1970 qu’on a découvert les premiers hydrates de gaz naturel et qu’ils sont alors devenus une des cibles essentielles des recherches géomarines.

Questions auxquelles je vais tenter de répondre
Où peut-on repérer les hydrates de gaz et en quelle quantité ? Représentent-ils une source énergétique pour le futur mais représentent-ils aussi un danger ? Tout d’abord, un hydrate de gaz est un mélange de molécules d’eau qui emprisonnent le gaz (pression forte, température basse), ce qui va former les hydrates de gaz : méthane, propane, éthane, butane. Où trouve-t-on ces hydrates sous forme stable dans l’océan ? La méthode de recherche de la stabilité est montrée dans le diagramme, point A et point B. C’est un rapport entre la pression et la température au niveau de la couche supérieure sédimentaire où l’on trouve les hydrates de gaz. Au-dessus de la première courbe, il y a du gaz libre, du méthane qui coexiste avec du gaz libre et sous ces couches, on retrouve l’excès de méthane également sous la forme de gaz libre.

Localisation des hydrates
Dans la nature, on trouve les hydrates de gaz le long des marges continentales, dans les fonds marins très productifs et partout où l’eau est assez profonde pour qu’une partie des couches sédimentaires se trouve en zone de stabilité et où il y a suffisamment de matières organiques pour la formation des ces hydrates.

L’énergie
Dans un m3 d’hydrates de gaz, on retrouve 164 m3 de méthane, ce qui est une densité assez importante qui correspond à un cylindre qu’on aurait en laboratoire et qui serait soumis à une pression de 150 bars. Il existe une grande incertitude quant aux estimations concernant les hydrates de gaz mais on peut dire que c’est entre 5 000 et 12 000 giga tonnes d’énergie fossile, ce qui est très important. Il y a environ 55 millions d’années (diagramme), le ratio isotopique du carbone était stable puis s’est allégé autour de 2 pour mille sur une très courte période, d’environ 2000 ans, puis est revenu à un niveau presque équivalent à la période précédente. La cause de ce changement serait en fait un rejet massif de méthane des hydrates de gaz qui contient plus de carbone léger.

Le cycle du carbone
Ce sont les interactions entre atmosphère, biosphère, surface et fonds des océans (très riches en carbone).

Glissement de terrain
Les hydrates de gaz jouent un rôle dans la stabilisation des marges océaniques et jouent un rôle de ciment des zones poreuses, seulement dans les zones sédimentaires. On retrouve souvent des loupes d’arrachement ou figures d’arrachement le long de la ligne de stabilité des hydrates de gaz, notamment sur la marge continentale est-américaine. Il y a aussi l’éboulement ou le glissement de terrain de Storegga au nord de la Norvège, où on retrouve des turbidités le long de la ligne de stabilité. Grâce des études plus poussées, on peut arriver à la conclusion que cela a dû entraîner un tsunami assez impressionnant dans la région.

Interactions dans la biosphère
On rencontre souvent une population de bivalves ainsi que des bactéries spécifiques au-dessus des zones sédimentaires contenant des hydrates de gaz. Cela sert également de points de repère aux scientifiques car ils se doutent que la présence de cette population apporte la preuve que des hydrates de gaz se trouvent dans les couches inférieures.

Aspect éthique
Le potentiel énergétique est très important mais la production pourrait générer aussi une production de CO2, même si le ratio énergétique est meilleur que ceux du charbon et du pétrole, il y a tout de même les risques de rejet du méthane, ce qui pourrait avoir des conséquences assez importantes au niveau de l’effet de serre. C’est aussi intéressant dans la production de l’hydrogène, mais le problème est toujours le même, il y aurait une production de CO2 qui n’est pas souhaitée.

Les politiques
Les politiques diffèrent en fonction des gouvernements comme en Allemagne où on essaie de limiter les risques liés aux hydrates de gaz en faisant en sorte que les politiques soient raisonnées et au Japon où il y a un manque d’énergie certain et où l’on essaie par tous les moyens d’exploiter ces ressources.