Les hydrates de méthane des fonds marins : une ressource énergétique d’avenir ?

Lors de la conférence internationale Falling Walls tenue le 9 novembre 2012 à Berlin, le professeur Peter Herzig a attiré l’attention du public sur les ressources cachées des fonds marins. M. Herzig est diplômé de géologie et directeur du GEOMAR (Centre Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel, Schleswig-Holstein), l’institut allemand équivalent à l’IFREMER français. Lui qui a souvent relié sciences marines et économie, a voulu faire prendre conscience au public du potentiel encore mal connu des fonds marins en termes d’exploitation de ressources naturelles. En effet, ces zones géographiques renferment aussi bien des bactéries dont les substances bioactives pourraient être utiles à l’industrie pharmaceutique que des ressources minérales telles que l’or, et surtout des ressources énergétiques comme les hydrates de méthanes.

Bloc d’hydrate de gaz extrait lors d’une expédition scientifique avec le navire de recherche allemand FS SONNE au large de l’Oregon (USA)
Crédits : Wusel007, Wikimedia commons

 
Définition

 
Un hydrate de méthane (ou clathrate de méthane) est un composé d’origine organique naturellement présent dans les fonds marins, ainsi que dans le pergélisol (sol gelé pendant au moins deux années consécutives) des régions polaires. Appelé familièrement « glace qui brûle », ce composé cristallisé est inflammable. A l’échelle moléculaire, un clathrate de méthane est en effet constitué d’une fine « cage » de cristal dans laquelle est piégé du gaz issu de la décomposition de matière organique relativement récente par rapport à celle engendrant le pétrole et le gaz naturel.

 
Ressources

 
Les clathrates de méthane sont présents en grande quantité dans les fonds marins à des profondeurs de quelques centaines de mètres. La quantité estimée serait proche de 200 milliards de m3 de gaz, soit 150 à 700 ans d’exploitation. La quantité d’hydrates de méthane dans le réservoir continental est moins bien connue. La surface relativement faible (10 millions de km2) occupée par le pergélisol laisse supposer qu’elle est moindre que dans le réservoir océanique.

 
Exploitation

 
Les réserves d’hydrates de méthane sont donc considérables et de nombreuses compagnies pétrolières s’y intéressent. Mais, la récupération de ce composé est difficile et coûteuse (décompression, utilisation de solvant comme le méthanol, chauffage, …) et les difficultés technologiques qui en résultent semblent actuellement loin d’être résolues. En outre, des risques géophysiques tels que les glissements de terrain viennent s’ajouter aux difficultés d’exploitation. A titre comparatif, l’exploitation des gaz de schistes est moins complexe et meilleur marché.

 
Conséquences climatiques

 
L’exploitation des hydrates de méthane pourrait poser de sérieux problèmes en matière d’effet de serre. Leur combustion émet en effet du CO2, en plus du risque que de grandes quantités de méthane rejoignent l’atmosphère pendant leur exploitation, sachant que le potentiel de réchauffement global du méthane est 22 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone. Cependant, l’exploitation pourrait également être utilisée pour séquestrer le carbone, en emprisonnant le CO2 dans des cristaux pour former ainsi des hydrates de CO2 qui viendraient maintenir la stabilité géologique dans les gisements.

 
Politiques internationale et allemande

 
Les Japonais sont les premiers à avoir lancé un programme de recherche destiné à déterminer les ressources énergétiques des fonds marins du pays. La quantité de cette ressource dans la mer autour du Japon équivaut à 100 années de consommation nationale de gaz naturel. Les industriels doivent tester en mer des méthodes de décompression des hydrates permettant de le récupérer intégralement, c’est un des projets du Japonais JOGMEC.

 
Le projet allemand SUGAR (recherche et transport sous-marin d’hydrates de gaz, [1]), lancé à l’été 2008 par l’Institut Leibniz pour les sciences marines de Kiel (Schleswig-Holstein), sous tutelle des Ministères fédéraux de l’économie et de la technologie (BMWi) et de l’enseignement et la recherche (BMBF) avec l’appui de 30 partenaires économiques et scientifiques et un budget initial de près de 13 millions d’euros, vise à extraire du méthane marin et à stocker à sa place du CO2 capté au sortir de centrales thermiques ou d’autres installations industrielles.

 
L’Allemagne ne possède pas de zones riches en hydrates de méthane, mais elle est très intéressée à développer des technologies d’exploitation de cette ressources pour s’associer ensuite à des pays comme l’Inde, Taïwan ou la Corée du Sud ; ceci afin de les aider à extraire la ressource de manière optimale et à séquestrer une partie du carbone industriel.

 
Conclusion

 
L’exploitation de ces hydrates de méthane est d’une complexité certaine, voire rédhibitoire. Cependant, devant l’intérêt des compagnies pétrolières, basé sur le besoin grandissant des nations en énergie carbonée, il semble que cette ressource pourrait être partiellement exploitée dans les prochaines décennies. La France possède un important matériel de recherche océanique et une expertise importante dans le domaine (IFREMER) qui pourrait être utilisé dans le cadre de projets franco-allemands sur l’exploitation des hydrates de méthane.

 
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[1] Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau und Transport

Pour en savoir plus, contacts :

– Pour en savoir plus : « Vers des expériences sous-marines d’extraction d’hydrate de méthane », BE Japon 501 – 18/05/2009 – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59107.htm
– Contact : Peter Herzig, directeur du GEOMAR (Centre Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel) – tél. : +49 43 16 00 28 00 – email : pherzig@geomar.de – site internet : http://www.geomar.de/en/mitarbeiter/d/pherzig

Sources :

« Breaking the wall of the dark side of the oceans », Conférence Falling Walls, Berlin, du 08/11/2012 au 9/11/2012 – http://falling-walls.com/lectures/peter-herzig/

Rédacteurs :

Clément Guyot, clement.guyot@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr