Qu’est-ce que le gaz méthane ?

Le méthane (CH4) est un gaz incolore et inodore couramment utilisé comme combustible – le principal composant du gaz naturel. C’est un hydrocarbure et, par conséquent, de nature organique. Il est également l’un des gaz à l’origine du carbone qui joue un rôle majeur dans l’effet de serre. Comme l’affirme l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA), 10 % des émissions de gaz à effet de serre proviennent de l’utilisation du méthane. Ce gaz est plus léger que l’air et ne peut se présenter que sous forme gazeuse.

C’est une forme de combustible fossile qui se trouve naturellement sous la surface de la terre comme produit final de la décomposition anaérobie par les méthanogènes, où on le trouve avec d’autres combustibles fossiles comme le charbon et le pétrole. Le gaz méthane peut également être produit en laboratoire en chauffant un mélange d’éthanoate de sodium et de chaux sodée.

En raison de sa qualité d’hydrocarbure et de sa quantité, c’est un gaz très inflammable. Il brûle facilement dans l’air avec une flamme pâle non lumineuse en réagissant avec l’oxygène pour dégager du dioxyde de carbone, de la vapeur d’eau et beaucoup de chaleur. Cet article cherche à mettre en évidence les sources, les utilisations et les effets du gaz méthane.

Sources du gaz méthane

Combustibles fossiles

Le combustible fossile est de loin la plus grande source d’énergie dans le monde – utilisé pour faire fonctionner les moteurs des voitures, les turbines et autres machines. Les combustibles fossiles sont extraits de la matière organique décomposée pendant des millions d’années sous une chaleur intense conduisant à la désintégration de la matière en combustible.

En conséquence, il est principalement composé de carbone, une source majeure de gaz méthane. Le gaz méthane se trouve naturellement sous la surface de la terre, et comme il est sous forme gazeuse, il n’est pas facile à piéger ou à extraire. Il est généré à partir des autres hydrocarbures à l’état liquide et solide tels que le pétrole et le charbon, respectivement.

Lieux humides

Les lieux humides artificiels tels que les barrages et les étangs peuvent influencer la présence de méthane. Environ 30% des émissions de méthane sont produites par les zones humides, notamment les étangs, les lacs et les rivières. Il est courant de constater que ces zones ont été débarrassées de leur végétation afin de la récupérer pour la construction. Après, la matière organique morte continue à se décomposer à la base de ces structures conduisant à la production de gaz méthane dans l’eau.

La présence d’eau et le manque d’air frais en plein air accélère le processus de décomposition de la matière organique morte. C’est ce processus de décomposition qui conduit à la production de gaz méthane au fond de la zone humide. Les zones humides naturelles ont le même effet.

Les termites

Les termites sont une source naturelle importante de méthane. Chaque termite produit de petites quantités de méthane sur une base quotidienne. Mais lorsqu’elles sont multipliées par la population mondiale de termites, leurs émissions s’additionnent, créant un total de 23 millions de tonnes de méthane par an.

Lors du processus normal de digestion d’un termite, du méthane est produit. Les termites mangent de la cellulose mais comptent sur les micro-organismes de leur intestin pour la digérer. Ces micro-organismes produisent du méthane au cours de ce processus, ce qui représente 12 % des émissions naturelles de méthane.

Océans

Les océans constituent une autre source naturelle importante de méthane. Les microbes producteurs de méthane vivant dans l’océan créent ces émissions. Cela crée 10% des émissions naturelles de méthane. Au niveau mondial, les océans créent 19 millions de tonnes de méthane par an.

Les émissions de méthane océanique sont souvent produites dans les couches de sédiments plus profondes des zones côtières productives. Cela représente 75 % des émissions de méthane de l’océan. Le méthane créé par ces microbes se mélange à l’eau environnante. Après un certain temps, il est émis dans l’atmosphère depuis la surface de l’océan.

Compostage

L’un des modes d’élimination des déchets les plus recommandés est le compostage, en particulier pour les déchets organiques. Le compostage consiste à superposer différents types de matières organiques pour recycler les déchets et les restituer à la terre de manière sûre et conviviale.

Par la suite, le mélange de matières organiques mortes entraîne la production de méthane dans l’atmosphère. Cependant, le compostage libère de petites quantités de ce gaz par rapport à d’autres sources de gaz et n’est donc pas un danger.

L’élevage

L’élevage crée 90 millions de tonnes de méthane par an.Comme les humains élèvent des animaux ruminants comme les vaches, les moutons et les chèvres pour se nourrir, la fermentation entérique de ces animaux d’élevage crée 27% des émissions humaines de méthane.

Durant leur processus normal de digestion, ils créent de grandes quantités de méthane. La fermentation entérique se produit à cause des micro-organismes présents dans l’estomac de ces animaux. Cela crée du méthane comme sous-produit qui est soit exhalé par l’animal, soit libéré par les flatulences. C’est pourquoi la viande que nous mangeons chaque jour a un impact énorme sur les émissions totales de méthane.

Déchets animaux

Dans le but d’économiser sur les sources d’énergie non renouvelables, le globe a encouragé les systèmes de production de bétail à adopter la pratique de la production de biogaz pour fournir une énergie bon marché et abordable. La production de bétail a conduit à la croissance de cette source d’énergie renouvelable car elle fournit tous les matériaux nécessaires à la mise en place de l’usine. Cela a vu plus de libération de méthane dans l’atmosphère par la fermentation des déchets animaux.

Décomposition anaérobie

Le gaz méthane est produit lorsqu’il y a une décomposition bactérienne anaérobie. Cela signifie que le processus de décomposition de la matière organique ne nécessite pas d’oxygène, mais plutôt un milieu approprié pour que les bactéries puissent se développer. Il se produit souvent pendant la décomposition des déchets organiques dans les décharges, la décomposition des matières organiques dans les eaux usées provenant de sources domestiques, municipales et industrielles et lors de la gestion de grandes quantités de fumier en utilisant de grands systèmes de traitement des déchets et des réservoirs de retenue dans l’élevage.

Gestion des déchets

Les eaux usées brutes sont traitées pour qu’elles soient jugées sûres pour être rejetées dans les cours d’eau. Au cours du traitement, des boues sont laissées derrière comme résidu, et comme les boues sont souvent un mélange de composés en particulier de la matière organique, des bactéries appropriées en font leur maison et aident à la décomposition conduisant à la production de gaz méthane.

L’exploitation du charbon

Le charbon est la forme la plus dense de combustible fossile extrait de la surface de la terre, et à cause de cela, il est à l’état solide et occupe beaucoup d’espace, piégeant ainsi le gaz méthane en dessous. L’exploitation du charbon conduit à libérer du méthane dans l’atmosphère car il n’est pas facilement piégé.

Les rizières

Pour que le riz pousse, il est cultivé dans des champs capitonnés, qui sont inondés d’eau. Un excès d’eau appauvrit l’oxygène présent dans le sol et entraîne également la décomposition des matières organiques présentes, ce qui constitue un milieu propice à la production de méthane. Ce gaz est libéré par diffusion dans l’atmosphère. Les rizières sont parmi les plus grandes sources de méthane libéré dans l’environnement.

Combustion de bois de chauffage

L’utilisation de bois de chauffage et de charbon de bois est courante car c’est un moyen bon marché de produire de l’énergie de cuisson et de chauffage. Pourtant, chaque fois que le combustible bois est utilisé, il libère du méthane dans l’atmosphère. Les feux de forêt libèrent également ce gaz dans l’atmosphère.

Combustion de la biomasse

La biomasse est une matière provenant de matières organiques vivantes ou mortes. La combustion de la biomasse provoque une grande quantité d’émissions de méthane. Les feux à ciel ouvert à grande échelle allumés par l’homme pour détruire les déchets de culture et défricher les terres pour l’agriculture ou d’autres usages créent 11 % des émissions de méthane d’origine humaine. Les incendies de forêt naturels peuvent y contribuer. Mais la grande majorité de la combustion de la biomasse est causée par l’homme. La combustion de la biomasse crée 38 millions de tonnes de méthane par an.

Les biocarburants

Les biocarburants produisent 12 millions de tonnes de méthane chaque année. Toute biomasse utilisée pour produire de l’énergie à des fins domestiques ou compte comme un biocarburant. On estime que 80 % des biocarburants sont utilisés pour la cuisson, le chauffage et l’éclairage domestiques en brûlant du bois, des déchets agricoles ou des déjections animales. C’est le plus grand contributeur aux émissions mondiales de biocarburants.

Environ 2,7 milliards de personnes, soit près de la moitié de la population mondiale, utilisent quotidiennement des biocarburants solides pour cuisiner et chauffer leur maison. La plupart sont pauvres et vivent dans des pays en développement. Les autres sources de biocarburants sont des entreprises à faible technologie comme les fours de fabrication de briques ou de tuiles, les restaurants, les véhicules de transport, etc.

Les décharges et les déchets

Les décharges et les déchets produisent 55 millions de tonnes de méthane par an. Les décharges et les dépôts d’ordures à ciel ouvert sont remplis de matières organiques comme les restes de nourriture, les journaux, l’herbe coupée et les feuilles. Comme nous continuons à déverser de nouveaux déchets sur les anciens, la matière organique de nos déchets est piégée dans des conditions où il n’y a pas d’oxygène. Cela offre d’excellentes conditions aux microbes producteurs de méthane pour décomposer les déchets, produisant ainsi de grandes quantités d’émissions de méthane. Même après la fermeture d’une décharge, les bactéries continueront à décomposer les déchets enfouis et à émettre du méthane pendant des années.

Utilisations du gaz méthane

Utilisé en cuisine

Le méthane est un hydrocarbure et plus léger que l’air. Il produit donc plus d’énergie par unité de poids par rapport au pétrole et au charbon. Il est également préféré pour la cuisson car il n’a pas d’odeur et ne laisse pas de suie sur les ustensiles de cuisine.

Utilisations résidentielles

Les autres utilisations du méthane sont pour chauffer et refroidir leurs maisons. Certaines maisons utilisent le gaz naturel méthane pour chauffer leur eau. Une autre utilisation courante dans la maison est une cheminée à gaz naturel. Il existe également des séchoirs à linge au gaz naturel, mais ils ne sont pas très courants.

Utilisé pour fournir de l’éclairage

Le gaz méthane peut être exploité pour produire de l’électricité pour les maisons ainsi que pour les bureaux et les industries. Grâce à un processus appelé production distribuée, le méthane contenu dans le gaz naturel peut créer de l’électricité. Les microturbines (moteurs thermiques) et les piles à combustible au gaz naturel peuvent produire suffisamment d’énergie électrique.

Utilisé dans la production d’autres composés

Le gaz méthane est essentiel pour la formation du méthanol (alcool méthylique), qui est un composant clé de l’alcool. Il est également important dans la fabrication artificielle d’hydrogène qui sera utilisé dans diverses industries.

L’acide chlorhydrique, l’un des acides les plus courants utilisés dans les laboratoires, est fabriqué avec du gaz méthane comme ingrédient. Le trichlorométhane est un autre composé qui nécessite du gaz méthane. Aussi connu sous le nom de chloroforme, il est largement utilisé à la fois comme solvant et comme anesthésique.

Utilisé pour faire fonctionner les machines industrielles

Le méthane, sous la forme de gaz naturel, est important pour une variété d’industries. C’est un ingrédient commun pour les tissus, les plastiques, les antigels et les engrais. Le gaz méthane est utilisé pour faire fonctionner ou alimenter les moteurs et les turbines dans les usines. Des industries telles que les pâtes et papiers, les transformateurs alimentaires, les raffineries de pétrole et les entreprises qui travaillent la pierre, l’argile et le verre, utilisent l’énergie qu’il libère. La combustion du méthane aide les entreprises à sécher, déshumidifier, fondre et assainir leurs produits. Elle est également utilisée pour fournir de l’énergie à des fins d’éclairage.

Utilisé pour produire du noir de carbone

Le gaz méthane peut être brûlé de manière incomplète, ce qui entraîne des dépôts de carbone inhabituels. Ces dépôts sont connus sous le nom de noir de carbone et sont utilisés pour renforcer le caoutchouc qui est utilisé pour fabriquer les pneus des véhicules. Ce même noir de carbone est utilisé pour fabriquer des peintures et de l’encre d’imprimerie.

Il est un ingrédient d’engrais

Avec l’ajout d’hydrogène, le gaz méthane est utilisé pour fabriquer de l’ammoniac, qui est un composé clé dans la fabrication d’engrais.

Utilisé comme carburant de fusée

Son état gazeux se traduit par moins de dépôts de carbone lors de la combustion, ce qui le rend idéal pour le carburant de fusée. Il ne laisse également aucun résidu. D’autres formes de carburant, comme le kérosène, émettent beaucoup de carbone, ce qui rend la chambre de combustion de la fusée défectueuse.

Effets du gaz méthane sur notre environnement

Explosions

Un mélange de méthane et d’air est de nature très explosive. Environ 20% de l’air est constitué d’oxygène, et il devient très réactif lorsqu’il entre en contact avec le méthane. Il y a eu des cas d’explosions, en particulier dans les mines de charbon, où les mines s’effondrent simplement à cause de la réaction entre le méthane dans la mine et l’oxygène dans l’air.

Des explosions ont également été observées dans des décharges où les déchets organiques avaient été compactés, et où le méthane est libéré en grande quantité. Une réaction spontanée avec l’air autour de la décharge pouvant conduire à un début d’incendie a été signalée.

Effet de serre

En soi, le méthane ne présente aucun danger pour l’environnement ou la vie. Néanmoins, en cas de concentration accrue de ce gaz couplé à la présence de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau, il y a absorption massive et piégeage de la chaleur dans l’atmosphère, ce qui est nuisible à l’environnement. Le résultat est appelé effet de serre associé au changement climatique et au réchauffement de la planète.

Brûlures

Dans sa forme extrêmement froide, le gaz méthane peut provoquer des brûlures dès qu’il entre en contact avec la peau et les yeux.

Suffocation

En cas de concentration élevée et dans un espace clos, le gaz peut réagir avec tout l’oxygène présent et débarrasser la zone de tout oxygène, ce qui entraîne une suffocation.

Maladie

Les moteurs émettent des hydrocarbures et des fumées dues à la combustion du méthane, qui peuvent être dangereux une fois inhalés dans le corps. D’autre part, l’exposition à des niveaux élevés de méthane peut entraîner des maux de tête, des vomissements, des nausées et une perte de conscience.

Changement climatique

Après le dioxyde de carbone, le méthane est responsable d’environ 23% du changement climatique au XXe siècle selon la NASA. Le méthane qui est libéré dans l’atmosphère avant d’être brûlé est nocif pour l’environnement. Par rapport aux autres gaz à effet de serre, la durée de vie du méthane dans l’atmosphère est relativement courte, mais il est plus efficace pour piéger la chaleur que ces autres gaz. Comme il est capable de piéger la chaleur dans l’atmosphère, le méthane contribue au changement climatique.

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Un vrai écologiste de cœur ❤️. A fondé Conserve Energy Future avec pour seule devise de fournir des informations utiles liées à notre environnement qui s’épuise rapidement. À moins que vous ne croyiez fermement à l’idée d’Elon Musk de faire de Mars une autre planète habitable, rappelez-vous qu’il n’y a pas vraiment de  » planète B  » dans tout cet univers.

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