Partout sur terre, de nombreux pays aux réserves limitées de combustibles fossiles cherchent comment exploiter les hydrates de gaz naturel — cette « glace de méthane » qu’on trouve là où existe le pergélisol ainsi que sur le plancher océanique.
« Les hydrates de gaz naturel constitueraient une énorme source d’hydrocarbures si on réussit à en extraire le méthane à un coût assez bas », affirme Chris Ratcliffe, de l’Institut Steacie des sciences moléculaires du CNRC (ISSM-CNRC). « Selon certains, les hydrates de gaz naturel renfermeraient plus d’énergie que toutes les sources connues de pétrole, de gaz naturel et de charbon. »
Les scientifiques du CNRC, dont Chris Ratcliffe et John Ripmeester, étudient les hydrates de gaz sous plusieurs angles. Ainsi, l’équipe a analysé les échantillons d’un puits expérimental, dans le delta du Mackenzie, au Canada, un projet piloté par Ressources Naturelles Canada. « Nous effectuons aussi des recherches avec la Japan Oil, Gas and Metals Corporation, qui aimerait recueillir les hydrates de gaz naturel au large du Japon », poursuit Chris Ratcliffe.
Un hydrate de gaz est un solide cristallin fait de « cages » aqueuses renfermant chacune une molécule de gaz tel le méthane. À haute pression, les hydrates de méthane restent « gelés » même si la température dépasse le point de fusion de la glace, comme l’illustre cette « boule de neige en feu ».
Un hydrate de gaz est un solide cristallin fait de « cages » aqueuses renfermant chacune une molécule de gaz tel le méthane. À haute pression, les hydrates de méthane restent « gelés » même si la température dépasse le point de fusion de la glace, comme l’illustre cette « boule de neige en feu ».
Un autre sujet de recherche est le stockage de l’hydrogène destiné aux piles à combustible sous forme d’hydrates. « On peut fabriquer des hydrates d’hydrogène pur, mais uniquement à très haute pression et très basse température », explique-t-il.
Nous tentons de combiner l’hydrogène à un autre gaz formant un hydrate à une température plus élevée et à une pression moindre. Ensuite, il n’y aurait plus qu’à éliminer le second gaz. » Jusqu’à présent, l’équipe a obtenu des hydrates de gaz contenant jusqu’à 4% de leur poids d’hydrogène.
En collaboration avec Virginia Walker, biologiste à l’Université Queen’s, et Peter Englezos, ingénieur chimiste à l’Université de la Colombie-Britannique, les chercheurs du CNRC vérifient aussi comment les composés naturels des microorganismes inhibent la formation des hydrates de gaz.
En effet, il arrive que ces derniers obturent les gazoducs, avec l’énorme problème que cela entraîne pour l’industrie pétrolière et gazière, qui dépense des milliards de dollars chaque année pour l’empêcher. Les bouchons d’hydrates gelés ne font pas que bloquer le gazoduc, ils peuvent endommager la conduite à leur dégel. « L‘écart de pression est terrible de part et d’autre, déclare Chris Ratcliffe. Quand il fond, le bouchon file dans la conduite jusqu’à ce qu’un coude ou un étranglement l’arrête et le pulvérise. »
Par ailleurs, le CNRC examine la possibilité de capter et de stocker le dioxyde de carbone dans des hydrates, ce qui atténuerait l’accumulation de ce gaz à effet de serre dans l’atmosphère. « Le dioxyde de carbone fait partie des gaz qui prennent assez facilement la forme d’un hydrate. Les scientifiques proposent de stocker une grande quantité d’hydrates de CO2 sur le plancher océanique où ils resteraient stables, explique encore Chris Ratcliffe. Reste à savoir si la chose est réalisable. »
