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Molécules de gaz en questions

Vignette du numéro 275 de Mars 2018

Article publié dans le numéro 275 de Mars 2018
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Que penser et que faire à propos des hydrates de gaz ?... C’est pour apporter des éléments de réponse à d’épineuses questions sur le sujet que le GDR Hydrates a été créé le 1er janvier 2018 pour une durée de cinq ans. Ce groupe de recherche national, agréé par le CNRS, reçoit la contribution de chercheurs de l’Institut UTINAM.

Les clathrates hydrates sont des formes particulières de glace, dans lesquelles les molécules d’eau forment des cages enserrant des molécules de gaz, qui sont ainsi piégées. Ils abondent dans les talus océaniques et les terres gelées du Pôle Nord, dont ils affleurent la surface. C’est là que les conditions de pression et de température ont permis leur formation au terme de plusieurs milliers d’années, et qu’elles continuent à assurer leur stabilité. Sur Terre, les hydrates abritent du méthane. Sur d’autres planètes du système solaire, leurs satellites et les comètes, ils recèlent différents gaz et renseignent sur la composition chimique de ces corps célestes ; leur nature et leur présence potentielle sont mises en confrontation avec d’autres éléments de connaissance pour affiner les scénarios de formation du système solaire.

clathrate de méthane

Le clathrate de méthane est inflammable

dès qu'il fond en présence d'oxygène

Directeur de l’Institut UTINAM, Sylvain Picaud est coresponsable du pôle Sciences moléculaires et thermodynamiques du GDR. « Notre objectif est de mieux connaître ces objets et surtout de comprendre comment ils se forment en milieu naturel. » Si la modélisation à l’échelle moléculaire, dont son équipe est spécialiste, apporte de précieux enseignements, elle doit aujourd’hui se compléter d’études expérimentales prenant en compte l’influence des conditions terrestres, reproduites en laboratoire.

graphique réserves d'énergie fossile

Réserves d'énergie fossile en milliards de tonnes de carbone.

Source : Energy outlook 2007, Archer et Buffett


La problématique des hydrates se combine à celles du réchauffement climatique, de la gestion des ressources fossiles et des énergies durables, et dans une toute autre dimension, de la connaissance de l’Univers. Sur Terre, elle se pose en alternative possible au pétrole, grâce à ses réserves phénoménales. Elle inquiète car le réchauffement est susceptible de faire fondre les cages de glace et de voir se libérer de façon irréversible l’incroyable quantité de méthane qu’elles renferment. Elle fascine parce qu’il est envisageable de capturer le méthane et de le remplacer simultanément par le CO2 en excès dans notre atmosphère, sans endommager leur construction. Elle suscite des interrogations concernant la stabilité des fonds océaniques si les hydrates étaient exploités. Elle interpelle les acteurs de l’énergie, les décideurs et les scientifiques. Le GDR Hydrates est un moyen de réunir différents champs disciplinaires autour de cette problématique aux enjeux essentiels, et d’apporter des éléments de réflexion scientifiques. Pour UTINAM, il vient renforcer le projet MI2C en cours, financé par l’Agence nationale de la recherche, qui outre les membres de l’équipe Spectroscopie - planétologie - atmosphères - clathrates - environnement, réunit des modélisateurs du laboratoire interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) de Dijon et des expérimentateurs des universités de Bordeaux et de Lille.

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Contact :

Sylvain Picaud - Institut UTINAM - UFC / CNRS

Tél. +33 (0)3 81 66 64 78