Des chercheurs réinventent l’élimination du méthane à faible concentration

Dans une étude récente, des chercheurs danois ont réussi à éliminer le méthane à faible concentration de l’air en utilisant de la lumière et du chlore. Cette découverte pourrait avoir des implications significatives pour la réduction des gaz à effet de serre émis par l’élevage, les usines de production de biogaz et les stations d’épuration, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a déterminé que la réduction des émissions de méthane pourrait immédiatement ralentir l’augmentation des températures mondiales. Ce gaz est jusqu’à 85 fois plus puissant qu’un gaz à effet de serre que le CO2.

Plus de la moitié de ces émissions proviennent de sources humaines, l’élevage et la production de combustibles fossiles étant les plus importants contributeurs.

Une nouvelle méthode pour éliminer le méthane de l’air

Une équipe de recherche de l’Université de Copenhague et de l’entreprise Ambient Carbon a développé une méthode unique pour éliminer le méthane de l’air.

« Une grande partie de nos émissions de méthane provient de millions de sources à faible concentration comme les étables à bovins et à porcs. En pratique, il a été impossible de concentrer le méthane de ces sources à des niveaux plus élevés ou de l’éliminer. Mais notre nouveau résultat prouve que c’est possible en utilisant la chambre de réaction que nous avons construite », indique Matthew Stanley Johnson, professeur de chimie atmosphérique à l’UCPH, qui a dirigé l’étude.

Le professeur Johnson a présenté les résultats de la recherche lors de la COP 28 à Dubaï via une connexion en ligne et à Washington D.C. à l’Académie nationale des sciences, qui conseille le gouvernement américain sur les questions de science et de technologie.

Un réacteur pour nettoyer le méthane de l’air

Le méthane peut être brûlé dans l’air si sa concentration dépasse 4%. Cependant, la plupart des émissions causées par l’homme sont inférieures à 0,1% et ne peuvent donc pas être brûlées.

Pour éliminer le méthane de l’air, les chercheurs ont construit une chambre de réaction qui, pour les non-initiés, ressemble à une boîte métallique allongée avec beaucoup de tuyaux et d’instruments de mesure. À l’intérieur de la boîte, une réaction en chaîne de composés chimiques se produit, qui finit par décomposer le méthane et éliminer une grande partie du gaz de l’air.

« Dans l’étude scientifique, nous avons prouvé que notre chambre de réaction peut éliminer 58% du méthane de l’air. Et, depuis la soumission de l’étude, nous avons amélioré nos résultats en laboratoire de sorte que la chambre de réaction est maintenant à 88% », ajoute Matthew Stanley Johnson.

Le chlore est la clé de cette découverte. En utilisant du chlore et de l’énergie lumineuse, les chercheurs peuvent éliminer le méthane de l’air beaucoup plus efficacement que dans l’atmosphère, où le processus prend généralement 10 à 12 ans.

« Le méthane se décompose à un rythme très lent car le gaz n’est pas particulièrement enclin à réagir avec d’autres éléments dans l’atmosphère. Cependant, nous avons découvert qu’avec l’aide de la lumière et du chlore, nous pouvons déclencher une réaction et décomposer le méthane environ 100 millions de fois plus rapidement que dans la nature », explique t-il.

Prochaines étapes : étables, stations d’épuration et usines de biogaz

Un conteneur de 40 pieds arrivera bientôt au département de chimie. Lorsqu’il arrivera, il deviendra un prototype plus grand de la chambre de réaction que les chercheurs ont construite en laboratoire. Il s’agira d’un «nettoyeur de méthane» qui, en principe, pourra être connecté au système de ventilation d’une étable.

« Les fermes d’élevage d’aujourd’hui sont des installations de haute technologie où l’ammoniac est déjà éliminé de l’air. Par conséquent, l’élimination du méthane à travers les systèmes existants de purification de l’air est une solution évidente », commente encore le professeur Johnson.

Il en va de même pour les usines de biogaz et les stations d’épuration, qui sont parmi les plus grandes sources d’émissions de méthane créées par l’homme au Danemark après la production de bovins.

En préparation de cette étude, les chercheurs ont parcouru le pays pour mesurer combien de méthane s’échappe des étables, des stations d’épuration et des usines de biogaz. À plusieurs endroits, les chercheurs ont pu documenter qu’une grande quantité de méthane s’échappe dans l’atmosphère à partir de ces installations.

« Par exemple, le Danemark est un pionnier en matière de production de biogaz. Mais si seulement quelques pourcents du méthane de ce processus s’échappent, cela annule tous les gains climatiques », conclut le chercheur.

En synthèse

Cette étude récente de l’Université de Copenhague et de l’entreprise Ambient Carbon a démontré qu’il est possible d’éliminer le méthane à faible concentration de l’air en utilisant de la lumière et du chlore. Cette découverte pourrait avoir des implications significatives pour la réduction des gaz à effet de serre émis par l’élevage, les usines de production de biogaz et les stations d’épuration. Les chercheurs espèrent que cette technologie pourra être intégrée dans les systèmes de ventilation existants pour aider à réduire les émissions de méthane.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le méthane et pourquoi est-il important de le contrôler ?

Le méthane est un gaz à effet de serre puissant qui contribue au réchauffement climatique. Il est important de contrôler et de réduire les émissions de méthane pour atténuer les effets du changement climatique.

Comment les chercheurs ont-ils réussi à éliminer le méthane de l’air ?

Les chercheurs ont utilisé une chambre de réaction spéciale, de la lumière et du chlore pour déclencher une réaction chimique qui décompose le méthane et l’élimine de l’air.

Quels sont les avantages de cette nouvelle méthode ?

Cette méthode pourrait permettre d’éliminer le méthane des émissions à faible concentration, comme celles provenant des étables et des usines de biogaz, qui ont été difficiles à contrôler jusqu’à présent.

Quelles sont les prochaines étapes de cette recherche ?

Les chercheurs prévoient de construire un prototype plus grand de leur chambre de réaction pour tester son efficacité à plus grande échelle, notamment dans les étables et les usines de biogaz.

Quel impact cette découverte pourrait-elle avoir sur le changement climatique ?

Si cette méthode s’avère efficace à grande échelle, elle pourrait contribuer de manière significative à la réduction des émissions de méthane, ce qui pourrait aider à ralentir le réchauffement climatique.

Références

Légende illustration principale : Réacteur Vue de l’intérieur du réacteur MEPS (Methane Eradication Photochemical System), où des atomes de chlore sont formés par la lumière UV et réagissent avec le méthane. Photo : Morten Krogsbøll : Morten Krogsbøll.