Clathrates de méthanes

[tonio]

Voila, j'ouvre un nouveau topic sur les hydrates de méthane et je compte bien évidement sur la participation de notre spécialiste alain. Je crois qu'il est important, à l'heure où le permafrost commence à libérer des fontaines de CH4 de réfléchir sérieusement au problème. J'ai quelques questions auxquelles j'aimerais avoir des avis. Quelles sont les quantités de clathrates estimées à la surface du globe? Sait-on à partir de quelle température et quelle pression les gisements commencent à se déstabiliser? Enfin une question de réflexion quant à la solution à apporter: serait-il possible de maîtriser dans quelques années sa "capture" afin d'une part de réduire les émissions naturelles de ce terrible GES et d'autre part de s'en servir comme ressource énergétique? J'ai lu je ne sais plus où que les rejets après utilisation serait moins polluants que le pétrole... si c'était les cas, alors LA solution serait de concentrer tous nos efforts de recherches sur ce sujet. Qu'en pensez-vous?

[GD]

Les gens qui travaillent le plus dessus sont les russes très concernés par les fontaines d'hydrate de méthane à l'institut de pétrole et du gaz de Moscou.

Ceci débute et je puis dire que Mr Nifantov.A en a fait son sujet de thèse qu'il présentera en septembre octobre prochain souhaitons-le!

Cependant, ceci est une étude exploratoire des possibilités d'exploitation de ces gisements et les moyens limités des scientifiques russes n'aident pas à l'avancée des travaux.

[Aymeric33]

Oui Tonio, à mesure que les réserves d'hydrocarbure s' épuisent, on devra se rabattre sur les réserves d' hydrates de méthane.

On trouve les hydrates de méthane aux fonds des océans, essentiellement sur toutes les côtes américaines et constituent une réserve énergétique énorme, ... mais pour l'instant inaccessible.

Comme le précise GD, les russes y travaillent mais aussi les américains qui salivent déjà à l'idée d'avoir accès à de telles réserves.

Les hydrates de méthane sont donc dispersés dans les sédiments et ne peuvent être exploités par des forages; il faudrait plutôt penser à une exploitation massive du sédiment à l'aide de dragues comme on le fait par exemple pour nettoyer les chenaux de navigation des sables et des boues, ou encore d'un système sophistiqué de pompage du sédiment.

Mais voilà un énorme risque de déstabiliser rapidement les hydrates et de libérer des quantités considé rables de méthane dans l'atmosphère, sans compter les accidents probables associés à ce genre d'exploitation ; glissements de terrain sous-marins, tsunamis, réchauffement climatique, augmentation des gaz atmosphériques à effet de serre...

Bref encore trop de risques liés à l'environnement et gros investissements financiers même si les études en cours arriveront à solutionner certaines contraintes car cela reste une valeur énergétique sûre.

[Invité]

Les réserves de clathrates de CH4 sont évaluées à 10000 Gt.(équivalent CH4)

Bien que le CH4 libère moins de CO2 que le pétrole ou le charbon il en libère tout de même 2.75 tCO2/tCH4.

Ces clathrates, du fait de leur dispersion, sont assez difficiles à exploiter.

Néanmoins, si les énergies nouvelles ,non polluantes en GES, tardent à voir le jour à grande échelle, nul doute qu'on en commencera l'exploitation.

Cela va permettre à l'homme de continuer à chauffer sa planète, par le CO2 induit et plus grave, par le CH4 éventuellement mis à l'atm (de façon mécanique pas thermique)

Sur le plan énergétique,les clathrates constituent une manne intéressante.

Par contre leur exploitation ,sur le plan environnemental ,risque de conforter le réchauffement climatique déjà en cours.

Les scenarii actuels de réchauffement ne font pas craindre un relarguage brutal du CH4 des clathrates.

Par contre un relarguage progressif avec oxydation en CO2 semble avoir les faveurs des experts.

Donc pas de réchauffement brutal et catastrophique mais une augmentation du taux de CO2 dans l'atm et donc une amplification de l'ES.

[Invité]

Voir l'étude réalisée par deux experts de ce problème : Archer et Buffet.

Lire en particulier la page 12 concernant l'impact.

clathrates

[tonio]

merci meteor de tes lumières.

[Alain Coustou]

Voila, j'ouvre un nouveau topic sur les hydrates de méthane et je compte bien évidement  sur la participation de notre spécialiste alain. Je crois qu'il est important, à l'heure où le permafrost commence à libérer des fontaines de CH4 de réfléchir sérieusement au problème. J'ai quelques questions  auxquelles j'aimerais avoir des avis. Quelles sont les quantités de clathrates estimées à la surface du globe? Sait-on à partir de quelle température et quelle pression les gisements commencent à se déstabiliser? Enfin une question de réflexion quant à la solution à apporter: serait-il possible de maîtriser dans quelques années sa "capture" afin d'une part de réduire les émissions naturelles de ce terrible GES et d'autre part de s'en servir comme ressource énergétique? J'ai lu je ne sais plus où que les rejets après utilisation serait moins polluants que le pétrole... si c'était les cas, alors LA solution serait de concentrer tous nos efforts de recherches sur ce sujet. Qu'en pensez-vous?

Salut Tonio,Je sais que je vais en énerver quelques uns, mais je rappelle que toutes les réponses connues aux questions portant sur le méthane et les clathrates figurent dans mon livre "Terre, fin de partie ?" à la librairie en ligne Eons.

http://www.eons.fr//main.php?sid=b46e3803f...ogue&idlivre=38

Tu peux trouver aussi une analyse à peu près complête dans le très récent ouvrage de Dan Dorritie "Killer in our Midst, Methane Catastrophes in Earth's Paste and Near Future" ( http://www.killerinourmidst.com ).

Tu trouveras une énorme bibliographie et de nombreux liens dans ces deux ouvrages.

Pour répondre à ta question sur l'importance des gisements de clathrates de CH4, on trouve 2 approches différentes: soit on raisonne en épaisseur moyenne sous les mers et océans, soit on raisonne en tonnage

Les estimations en épaisseur moyenne vont de 1,5 à 50 mètres. L'épaisseur de 1,5 m est la plus ouvent citée (et c'est celle sur laquelle je me base), mais elle ne constitue qu'un minimum. Ainsi le géologue US John Bratton estime cette épaisseur à 25 mètres (source: "Clathrate eustasy: methane hydrate melting as a mechanism for geologically rapid sea level fall", in Geology, vol 27, n°10, 1999, pp.915-918)

Les estimations en tonnage sont aussi disparates, allant de 1000 Gt (gigatonnes) de carbone pour certaines estimations anciennes et bien dépassées à 22 000 Gt.

La masse la plus souvent citée est 10 000 Gt pour les seuls gisements situés à moins de 1000 m de profondeur en bordure des plateaux continentaux.

Le chiffre de 10 000 Gt est le plus souvent cité, mais il est aisé de voir immédiatement qu'il ne constitue en fait qu'un ordre de grandeur...

Les clathrates (hydrates de méthane) étant constitués de molécules de méthane emprisonnées dans de la glace d'eau, ils pourraient diffuser à partir de 0°C à la pression atmosphèrique standard. En réalité, les gisements les plus importants se trouvant à quelques centaines de mètres de profondeur ( les clathrates y sont mélés aux sédiments et plus ou moins recouverts par eux), il faudrait une température comprise entre 2 et 7 °C pour les déstabiliser. ce n'est pas énorme et il a été calculé qu'une hausse moyenne des températures océaniques de +4°C dans les 1000 m les moins profonds des océans suffirait à déstabiliser 98% des gisements de clathrates (source: L.D. Harvey et Z. Huang: "Evaluation of the potential impact of methane clathrate destabilisation on future global warming", in JGR, vol100, n°D2, 1995, pages 2905-2926).

En fait une hausse de température beaucoup plus faible (moins de 1°C) suffirait largement à déstabiliser déjà certains gisements, entrainant ainsi un processus cumulatif et incontrolable.

Ne pas oublier que le PRG (potentiel de réchauffement global) du CH4 est est égal à 62 fois celui du CO2 à l'échelle d'une vingtaine d'années, à 23 à l'échelle du siècle et à 7 à l'horizon de 500 ans.

Le PRG le plus souvent cité est 23 (à l'échelle du siècle) et tient bien évidemment compte de l'oxydation progressive du méthane en CO2. On estime que la moitié des mollécules de CH4 émises une année sont ainsi oxydées en 12 ans environ.

Aux clathrates des marges continentales, il faudrait de plus ajouter le méthane et le CO2 qui se dégageraient des toundras, si, comme je le crains, la fonte du permafrost s'accélére (celà devrait être évident dès cet été).

Enfin il existe des quantités importantes de méthane et de CO2 dissoutes dans les océans. Une remontée de bulles de méthanes due à la déstabilisation des clathrates pourrait faire remonter aussi ces gaz dissous (effet Nyos, comparable à celui d'une bouteille de champagne qu'on débouche sans précaution).

Le méthane utilisé comme combustible (le gaz naturel est essentiellement du méthane) donne du CO2, beaucoup moins dangereux. Mais exploiter les gisements sous-marins ferait courrir le risque de les déstabiliser et d'accélerer la catastrophe en rendant l'effet de serre incontrolable.

Un autre effet possible est la combustion (voire l'explosion) des panaches de méthane remontés des océans, comme l'envisagent le géologue américain Gregory Ryskin (Geology magazine, septembre 2003) et le chimiste canadien Nigel Edwards (Université de Toronto).

Un dernier mot: Merci à Meteor pour le lien vers l'article d'Archer et Buffett, "Ocean clathrate reservoir". Il est paru alors que mon livre était déjà chez l'éditeur et je n'en avais alors pas encore eu connaissance...

Alain

[Alain Coustou]

Voir l'étude réalisée par deux experts de ce problème : Archer et Buffet.

Lire en particulier la page 12 concernant l'impact.

clathrates

J'ai soigneusement décortiqué l'article de David Archer & Bruce Buffett.En fait, je l'ai trouvé extrémement décevant parceque lacunaire.

En ce qui concerne les évènements du passé, il explique le cycle de 100 000 ans observé dans l'évolution climatique par un cycle du méthane océanique, lié à une hypothèse de succession de déstabilisation partielle des gisements de clathrates de CH4 (suite à un phénomène de saturation générant un déséquilibre) et de lente reconstitution ultérieure.

Les auteurs ignorent deux données fondamentales:

- L'influence des paramètres de Milankovitch (Le cycle de 100 000 ans est très probablement lié à la variation de l'excentricité de l'orbite terrestre)

- Les variations considérables du niveau des océans (Voici 20 000 ans, ce niveau était inférieur de 120 m au niveau actuel, soit un allégement de pression de 12 bars sur les gisements, largement suffisant pour expliquer la déstabilisation de certains d'entre eux sans faire appel à la théorie improbable d'Archer et Buffett).

Pour la période actuelle et les prévisions, Ils ne tiennent compte que des effets du CO2 (alors qu'un tiers du forcage actuel de l'effet de serre provient déjà d'autres gaz, dont environ 15% du CH4).

Même en ce qui concerne le dégazage des clathrates, ils choisissent de ne pas tenir compte de l'effet de serre du méthane ("We therefore neglect the direct radiative impact of methane in our clathrate stability analysis, and consider only the role of the resulting CO2" - page 4).

Ils ne tiennent pas non plus compte de la réduction de l'albédo du à la fonte de la banquise boréale et au recul des glaciers.

Ils ignorent donc les effets de rétroaction et de synèrgie qui pourraient considérablement accélérer le processus.

Ils partent d'une estimation de la masse des clathrates (5000Gt) divisée par deux par rapport à l'ordre de grandeur couramment admis.

Ils raisonnent comme si les clathrates étaient également répartis sur les fonds océaniques, eux mêmes de même profondeur partout (alors que ces gisements sont essentielement situés sur les franges des plateaux continentaux, à moins de 1000 m de profondeur, la profondeur moyenne des océans dépassant quant à elle 3000 m);

Ils raisonnent aussi en tenant compte d'hypothèses de réchauffement global de la masse océanique, alors que ce réchauffement touchera plus rapidement les 1000 premiers mètres, ceux justement où se situent 98% des gisements.

Ils prévoient une très lente diffusion de cette hausse (1000 ans) dans la masse des sédiments, alors même qu'ils considérent un peu plus loin (à juste titre cette fois) que le début de déstabilisation des gisements provoquera de catastrophiques glissements de terrains sous les océans.

Je pourrais poursuivre l'énumération des lacunes et des failles de raisonnement des auteurs de l'article (quid des émanations de CO2 et de CH4 dues au dégel des toundras, de l'évolution des puits de carbone forestier et océaniques, etc.?), mais çà finirait par devenir quelque peu fastidieux.

Au total, un classique travail de "spécialistes" le nez dans leur spécialité et totalement incapables d'opérer la synthèse avec les données qui proviennent de domaines complémentaires et importants.

Alain