PARTIES | Ressources naturelles et impacts environnementaux
3.11 Caractéristiques du gaz naturel
et formation
Le principal composant du gaz naturel est en général le méthane CH4. D’autres
gaz l’accompagnent dans des proportions moindres : l’éthane C2H6, le propane
C3H8, le butane C4H10, et plus rarement des hydrocarbures à plus de quatre atomes
de carbone. Parmi les gaz non-hydrocarbures pouvant les accompagner on trouve
notamment : l’hélium He, produit de la décroissance radioactive de différents éléments qui peuvent être présents dans les bassins sédimentaires, le diazote N2 (de
différentes origines possibles), le dioxyde de carbone CO2 (d’origines variées, y
compris profonde suite au dégazage du manteau) ou le sulfure d’hydrogène H2S
(de plusieurs origines, notamment la réduction thermique des sulfates).
Les hydrocarbures gazeux naturels se forment par plusieurs voies :
• par voie bactérienne dite biogénique, à partir de substrats organiques, à des
températures inférieures à 80 °C ;
• par voie thermique dite thermogénique, à partir de substrats organiques toujours,
mais à des températures situées entre 120 °C et 160 °C. Cette formation est
souvent associée à celle du pétrole au-delà de 3 km de profondeur environ.
Les charbons peuvent aussi être la roche-mère d’un hydrocarbure gazeux : le
méthane des coups de grisou.
par voie inorganique, associée au volcanisme et à l’hydrothermalisme (cette voie
n'a a priori jamais donné lieu à une accumulation exploitable industriellement).
■ Hydrate de méthane
(en blanc) mêlé à des
sédiments marins issus
d'un forage test dans
l'océan Indien (Indian
National Gas Hydrate
Program Expédition
01.2006)
Aux profondeurs des gisements, la phase gazeuse est souvent à l’état supercritique
et se comporte donc plutôt comme un liquide. Parfois des hydrates de gaz ou clathrates (du latin clatratus, cage) peuvent se former. Ce sont des solides qui ont
l'aspect de la glace, formés par l’association de molécules d’eau gelée formant
une cage cristalline autour d’un gaz dont le diamètre moléculaire est inférieur à
0,69 nm, le plus fréquent étant le méthane.
Ces clathrates ont la faculté de s’enflammer au contact d’une source d’ignition. Ils
se forment dans des conditions de température et de pression bien particulières.
On en trouve dans des sédiments océaniques, dans les sédiments de certains lacs
profonds (par exemple le lac Baïkal) et dans le permafrost. Les rapports isotopiques ô13C très négatifs du carbone du CO2 et du CH4 relevés dans les hydrates de
méthane permettent de leur attribuer la plupart du temps une origine biogénique.
Les quantités existantes sont estimées dans les océans à 2 • 1015 m3 de gaz « libre »
sous les clathrates ; et sous le permafrost à 14-1015 m3 à 34-1015 m3.
Définition
Le permafrost ou pergélisol est une zone de sol gelé en permanence (température inférieure
à 0 °C pendant plus de deux années consécutives). Présent essentiellement dans les régions
arctiques, mais aussi de hautes altitudes, il couvre 20 % de la surface du globe.
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3.11 Caractéristiques du gaz naturel
et formation
Le principal composant du gaz naturel est en général le méthane CH4. D’autres
gaz l’accompagnent dans des proportions moindres : l’éthane C2H6, le propane
C3H8, le butane C4H10, et plus rarement des hydrocarbures à plus de quatre atomes
de carbone. Parmi les gaz non-hydrocarbures pouvant les accompagner on trouve
notamment : l’hélium He, produit de la décroissance radioactive de différents éléments qui peuvent être présents dans les bassins sédimentaires, le diazote N2 (de
différentes origines possibles), le dioxyde de carbone CO2 (d’origines variées, y
compris profonde suite au dégazage du manteau) ou le sulfure d’hydrogène H2S
(de plusieurs origines, notamment la réduction thermique des sulfates).
Les hydrocarbures gazeux naturels se forment par plusieurs voies :
• par voie bactérienne dite biogénique, à partir de substrats organiques, à des
températures inférieures à 80 °C ;
• par voie thermique dite thermogénique, à partir de substrats organiques toujours,
mais à des températures situées entre 120 °C et 160 °C. Cette formation est
souvent associée à celle du pétrole au-delà de 3 km de profondeur environ.
Les charbons peuvent aussi être la roche-mère d’un hydrocarbure gazeux : le
méthane des coups de grisou.
par voie inorganique, associée au volcanisme et à l’hydrothermalisme (cette voie
n'a a priori jamais donné lieu à une accumulation exploitable industriellement).
■ Hydrate de méthane
(en blanc) mêlé à des
sédiments marins issus
d'un forage test dans
l'océan Indien (Indian
National Gas Hydrate
Program Expédition
01.2006)
Aux profondeurs des gisements, la phase gazeuse est souvent à l’état supercritique
et se comporte donc plutôt comme un liquide. Parfois des hydrates de gaz ou clathrates (du latin clatratus, cage) peuvent se former. Ce sont des solides qui ont
l'aspect de la glace, formés par l’association de molécules d’eau gelée formant
une cage cristalline autour d’un gaz dont le diamètre moléculaire est inférieur à
0,69 nm, le plus fréquent étant le méthane.
Ces clathrates ont la faculté de s’enflammer au contact d’une source d’ignition. Ils
se forment dans des conditions de température et de pression bien particulières.
On en trouve dans des sédiments océaniques, dans les sédiments de certains lacs
profonds (par exemple le lac Baïkal) et dans le permafrost. Les rapports isotopiques ô13C très négatifs du carbone du CO2 et du CH4 relevés dans les hydrates de
méthane permettent de leur attribuer la plupart du temps une origine biogénique.
Les quantités existantes sont estimées dans les océans à 2 • 1015 m3 de gaz « libre »
sous les clathrates ; et sous le permafrost à 14-1015 m3 à 34-1015 m3.
Définition
Le permafrost ou pergélisol est une zone de sol gelé en permanence (température inférieure
à 0 °C pendant plus de deux années consécutives). Présent essentiellement dans les régions
arctiques, mais aussi de hautes altitudes, il couvre 20 % de la surface du globe.
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