CHAPITRE 2 : UNE RESSOURCE NATURELLE NON
RENOUVELABLE
SPECIFIQUE : Le gaz naturel
Ce chapitre nous permettra de décrire le gaz naturel et
de montrer ses vertus. Ce qui nous fera ressortir sa spécificité
par rapport aux autres combustibles fossiles tels que le pétrole et le
charbon.
SECTION 1 : LA SPECIFICITE DU GAZ NATUREL.
A. Les vertus du gaz naturel
1. Origine et historique du gaz naturel
Le gaz naturel a été découvert au
Moyen-Orient au cours de l'antiquité. Il y a de cela quelques milliers
d'années, l'apparition soudaine de gaz naturel s'enflammant brutalement
était assimilée à des sources ardentes. En perse, en
Grèce ou en Inde, les hommes érigeaient des temples autour de ces
feux pour leurs pratiques religieuses. Cependant, ils
n'évaluèrent pas immédiatement l'importance de leur
découverte. C'est la Chine qui a compris l'importance de ce produit et
fora le premier puits vers 211 ans avant J-C.
En Europe, il fallut attendre jusqu'en 1659 pour que la
Grande Bretagne découvre le gaz naturel et le commercialise à
partir de 1790. En 1821, à Fredonia (Etats-Unis), les habitants ont
découvert le gaz naturel dans une critique par l'observation des bulles
de gaz qui remontaient jusqu'à la surface de l'océan Pacifique.
William Hart est considéré comme le père du gaz naturel
car c'est lui qui creusa le premier puits nord-américain.
2. Description / caractéristiques techniques du
gaz naturel
Le gaz naturel est un mélange d'hydrocarbures
légers comprenant du méthane, de l'éthane, du propane, du
butane et du pentane. D'autres composés tels que le dioxyde de carbone
(CO2), l'hélium (He), le sulfure d'hydrogène (HS) et l'azote (N)
peuvent également y être trouvés. Sa composition n'est
jamais la même ; elle varie selon la zone géographique, la
formation du sol ou le réservoir à partir duquel il est extrait.
Cependant, on peut dire que son composant principal est le méthane (au
moins 90%) qui est extrêmement inflammable ; il (le méthane)
brûle facilement et presque totalement et n'émet qu'une faible
pollution. Le gaz naturel ne contient presque pas de soufre et ne produit
pratiquement aucun dioxyde de soufre
(SO2). Ses émissions d'oxyde d'azote (NOx)
sont plus faibles que celles du pétrole et du charbon et celles de CO2
inférieures à celles de ces combustibles fossiles. Selon Eurogaz,
la combustion du gaz naturel entraîne une production de CO2
inférieure d'au moins 40 à 50% à celle du charbon et d'au
moins 25 à 30% à celle du pétrole par unité
d'énergie produite, en fonction du procédé d'utilisation
et de la qualité du combustible. L'évaluation des fuites de
méthane associées à la production de gaz naturel montre
que ce gain environnemental significatif au moment de l'usage du combustible
n'est pas annihilé par les rejets directs à l'atmosphère.
Ces fuites de méthane restent bien inférieures à 2% alors
qu'il faudrait approximativement un taux de 9% pour se comparer au
pétrole et de 16% pour se comparer au charbon. Le gaz naturel permet
donc de disposer de l'énergie et de réduire les émissions
de gaz à effet de serre (GES). Ces qualités en font certainement
une énergie respectueuse de l'environnement et socialement
acceptée.
En brûlant, le gaz naturel donne de l'eau et du CO2.
Compte tenu de l'énergie fournie par l'hydrogène contenu dans le
méthane (CH4), la combustion d'une tonne de gaz naturel rejette moins de
CO2 qu'une tonne de charbon (50% moins) ou de pétrole (35% moins)
(Commission Energie-Environnement, 2002). Le gaz naturel est incolore, inodore,
insipide, sans forme particulière et plus léger que l'air ; sa
densité est de 0,60, inférieure à celle de l'air (1,00).
Il a tendance à s'élever et peut, par conséquent
disparaître facilement du site où il se trouve par n'importe
quelle fissure. Il se présente sous la forme gazeuse au dessus de
-161°C. Pour des raisons de sécurité, un parfum chimique, le
mercaptan, qui lui donne une odeur d'oeuf pourri, lui
est souvent ajouté de sorte qu'une fuite de ce gaz puisse ainsi
être détectée. A la pression atmosphérique, si le
gaz naturel est refroidi à une température de -161°C
environ, il se condense sous forme d'un liquide appelé gaz naturel
liquéfié (GNL). Un volume de ce liquide occupe environ le six
centième d'un volume de gaz naturel et est deux fois moins lourd que
l'eau, (45% environ). Une fois sous forme de vapeur, il ne brûle dans
l'air que dans une concentration de 5% à 15%. Ni le GNL, ni le gaz
naturel ne peuvent exploser à l'air libre.
3. Unités de mesure
Le gaz naturel se mesure en mètre cube (à une
pression de 75.000 Pascal et une température de 15°C) ou en pieds
cube (cubic feet) (même pression et même température). En
temps normal, la production de gaz à partir de puits et les livraisons
aux centrales électriques
et thermiques sont mesurées en milliers ou en millions de
pieds cubes (Mcf et MMcf). Les réserves sont calculées en
millions de milliards de pieds cubes (Tcf).
La quantité d'énergie dégagée par la
combustion d'un volume de gaz naturel se mesure en British Thermal Units (BTU).
Une BTU est la quantité de chaleur nécessaire pour élever
la température d'une livre d'eau d'un degré Farenheit à
une pression atmosphérique. Un pied cube de gaz naturel dégage en
moyenne 1000 BTU, mais l'intervalle de valeur se situe entre 500 et 1500
BTU.
B. Les atouts du gaz naturel
Ses atouts peuvent être illustrés à travers
ses secteurs d'utilisation.
Les secteurs d'utilisation du gaz naturel
Le gaz naturel est une source d'énergie polyvalente qui
peut être utilisée dans des domaines très variés.
Les productions de chauffage et d'électricité en sont ses
débouchés traditionnels principaux. En outre, les
préoccupations grandissantes liées à la protection de
l'environnement devraient conduire à un plus grand recours au gaz
naturel dans le transport. Voici quelques secteurs d'utilisation :
· Utilisateurs domestiques
Les applications domestiques du gaz naturel sont
essentiellement la cuisine, le lavage, le séchage, le chauffage de
l'eau, le chauffage de maison, la climatisation. En outre, les appareils
ménagers sont cesse améliorés afin d'être aptes
à utiliser le gaz naturel plus économiquement et de
manière plus sûr.
· applications commerciales
Les principaux utilisateurs commerciaux de gaz naturel sont
les services tels que les restaurants, les hôtels, les équipements
de services médicaux ou les bureaux. Les applications commerciales du
gaz naturel incluent la climatisation (air conditionné ou
réfrigération), la cuisine ou le chauffage.
· Industries
Le gaz naturel entre dans la fabrication de la pâte
à papier, de certains métaux, produits chimiques, pierres,
argile, verres et dans la transformation de certaines denrées. Il peut
être
employé pour le recyclage des déchets, pour
l'incinération, le séchage, la déshumidification, le
chauffage, la climatisation et la cogénération.
· Production
d'électricité
Les compagnies d'électricité et les
fournisseurs d'énergie indépendants emploient de plus en plus du
gaz naturel pour alimenter leurs centrales du fait de son coût
d'exploitation. En général, les centrales fonctionnant au gaz
naturel coûtent moins chères, elles sont construites rapidement,
travaillent plus efficacement et rejettent moins de pollution dans
l'atmosphère que les centrales utilisant d'autres combustibles
fossiles.
Les améliorations technologiques en matière de
conception, d'efficacité et d'emploi de turbines à cycles
combinés (CCGT) ainsi que de processus de cogénération
encouragent l'emploi du gaz naturel dans les industries de création
d'énergie. Les centrales à cycles combinés utilisent la
chaleur perdue pour produire davantage de l'électricité alors que
la cogénération du gaz naturel fournit en même temps de la
puissance et de la chaleur aussi bien pour l'industrie que les utilisateurs
commerciaux. Cette cogénération réduit très
fortement les gaz polluants dans l'atmosphère (Energy Information
Administration 2001).
· Industrie automobile
Le gaz naturel peut être utilisé comme combustible
pour les véhicules à moteur de deux manières :
En tant que gaz naturel comprimé (GNC), la forme la plus
répandue, ou en tant que gaz naturel liquéfié (GNL).
Le parc des automobiles fonctionnant au gaz naturel est
d'environ 1,5 millions d'automobiles à travers le monde (selon
l'association internationale des véhicules à gaz naturel). Les
interrogations concernant la qualité de l'air dans la plupart des
régions du monde renforcent l'intérêt pour le gaz naturel
dans ce secteur. On estime que les véhicules utilisant ce type de
combustible émettent 20% de gaz à effet de serre en moins que les
véhicules à essence ou diesel. (Energy Information Administration
2001).
· Les piles à
combustible
La pile à combustible est un dispositif
électrochimique qui permet de combiner l'hydrogène et
l'oxygène contenu dans l'air pour produire de
l'électricité, de la chaleur et de l'eau. Les piles à
combustible fonctionnent sans combustion. Elles ne polluent pratiquement pas.
Une pile à combustible peut être utilisée à des
rendements beaucoup plus élevés que les
moteurs à explosion puisque le combustible est directement
transformé en électricité, et qu'elle produit plus
d'énergie à partir de la quantité de combustible.
Le gaz naturel est l'un des multiples combustibles à
partir desquels les piles à combustible peuvent fonctionner.
SECTION 2 : LES CAUSES ET LES MECANISMES
D'AUGMENTATION DE LA DEMANDE DE GAZ NATUREL
Il est facile d'imaginer des causes et des mécanismes
d'augmentation de la demande de gaz naturel. Outre ses avantages
intrinsèques de propreté lors de son utilisation et de la
multiplicité de ses usages, les ressources sont encore abondantes dans
les pays riches (Amérique du Nord, Europe) alors qu'au niveau mondial,
on est encore dans une phase où les découvertes nouvelles font
plus que compenser les consommations. Ceci génère un double
sentiment de sécurité d'approvisionnement et d'abondance.
Nous présentons ici quatre tendances susceptibles de
provoquer un fort accroissement de la demande de gaz naturel.
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