Et si l’effet du “gaz naturel” sur le réchauffement était sous-estimé?

Alors que la fuite géante de “gaz naturel” d’Aliso Canyon chasse des habitants en Californie, des études montrent que les “petites” fuites inodores et incolores de méthane (CH4) sont largement sous-estimées aux Etats-Unis. Des scientifiques dont le chercheur de la Cornell University de New-York, Robert Howarth, affirment même qu’à cause de ses émissions de méthane, le “gaz naturel” s’avère encore plus nocif en termes de gaz à effet de serre que le pétrole et même le charbon, notamment quand on prend son potentiel de réchauffement à 20 ans et non pas à 100 ans comme il est jusqu’alors courant de le faire…

Fuites de méthane à New-York selon l’Environmental Defense Fund: une fuite à chaque mile parcouru ! Doc. EDF

Fuites « inodores et incolores » de méthane à New-York selon l’Environmental Defense Fund: une fuite à chaque mile parcouru ! Doc. EDF

Enorme. Selon les calculs en cours, la fuite de méthane (CH4) qui s’est déclenchée en octobre sur le site Aliso Canyon de la Southern California Gas Compagny, près de Los Angeles, va dans le meilleur des cas déstocker plus de 100 000 tonnes de méthane (CH4) dans l’atmosphère avant d’être maîtrisée d’ici le printemps. 100 000 tonnes de méthane -environ 150 millions de mètres cube (1)- représentent un potentiel de réchauffement sur 20 ans supérieur aux 8 à 9 millions de tonnes de dioxyde de carbone (CO2) qui émaneraient de la combustion d’environ 20 millions de barils de pétrole. Une dizaine de jours de la consommation française d’or noir !

Une fuite de méthane pour chaque mile de rue à New-York, tous les 3 miles à Chicago…

De tels contrastes dans les proportions sont dues au fait que ce que les scientifiques appellent le potentiel de réchauffement global (PRG) du méthane, principal composant du “gaz naturel” mais redoutable gaz à effet de serre, est 86 fois plus puissant que celui du CO2 sur une période de deux décennies (2).

Pire. Derrière l’ampleur et les dégâts sanitaires et économiques de cette fuite géante qui oblige des habitants à se déplacer, il semble bien se cacher une forêt de micro fuites inodores et incolores de CH4 en Amérique du Nord. C’est ce qui ressort de multiples études scientifiques estimant qu’outre les émissions naturelles, l’élevage, l’agriculture ou encore les décharges, il y a des milliers de petites pertes aux Etats-Unis, à la fois sur le million de miles du réseau domestique, sur les sites de collecte et de distribution, par le biais de la fracturation hydraulique, etc. Par exemple, l’Environmental Defense Fund a mesuré en moyenne une fuite pour chaque mile de rue à New-York et une tous les 3 miles à Chicago.

Les infrastructures américaines de “gaz naturel” lâcheraient chaque année dans l’atmosphère environ 2,4 millions de tonnes de CH4

De manière plus globale, en 2014, l’examen de 200 études à l’Université de Stanford a conclu que les émissions de méthane des Etats-Unis étaient sous-estimées et pourraient même être supérieures de 50% aux projections officielles de l’Environmental Protection Agency (EPA). Un rapport publié l’an passé souligne de son côté que le dispositif de suivi des émissions de méthane dans l’industrie, montre des défaillances et que les fuites de CH4 vers l’atmosphère sont probablement “systématiquement sous-estimées”.

Autre donnée inquiétante publiée par des scientifiques en 2015, toujours pour les Etats-Unis: une simulation nationale effectuée notamment à partir d’un échantillon de 114 installations de collecte et de 16 usines de traitement, révèle que les infrastructures américaines de “gaz naturel” lâcheraient chaque année dans l’atmosphère, avec un taux de perte de 0,47%, environ 2,4 millions de tonnes de méthane… Dont la plupart pour le “fonctionnement normal” des infrastructures. Une vingtaine de fuites comme celle de l’Aliso Canyon !

2,4 millions de tonnes de CH4, c’est le potentiel de réchauffement global sur 20 ans de 200 millions de tonnes de CO2, correspondant à la combustion de l’ordre de 500 millions de barils de pétrole. Nous atteignons donc là l’équivalent en “réchauffement” sur deux décennies de plus ou moins 250 jours de la consommation d’or noir française, ou encore 5-6 jours de la consommation mondiale…

Potentiel de réchauffement du méthane à 100 ans: 34… A 20 ans: 86… A 10 ans: 108

A la Cornell University d’Ithaca dans l’Etat de New-York, le scientifique Robert Howarth va encore plus loin, même si l’industrie fossile combat son approche. Ayant déjà publié en 2011 une analyse estimant que le gaz de schiste pouvait avoir, justement à cause du méthane, un impact en terme de réchauffement pire que celui du charbon, il a récidivé en confirmant que, selon ses études, le “gaz naturel”, non conventionnel ou conventionnel, est plus émissif en gaz à effet de serre que les autres énergies fossiles, notamment en ce qui concerne son utilisation pour le chauffage. Or, le “gaz naturel” est habituellement présenté comme la moins émissive des énergies fossiles, voire même comme une solution transitoire pour remplacer le très polluant charbon…

Impact sur le climat du gaz de schiste, du gaz conventionnel et du charbon, avec le pouvoir de réchauffement global des gaz à effet de serre à 20 ans et à 100 ans. Doc. RH.

Impact sur le climat du gaz de schiste, du gaz conventionnel et du charbon, avec le potentiel de réchauffement global des gaz à effet de serre à 20 ans et à 100 ans. Doc. RH.

Qu’est-ce donc à dire ? Robert Howarth évoque en fait prioritairement la notion de potentiel de réchauffement global (PRG) à 20 ans des gaz à effet de serre, et non la notion de PRG à 100 ans, comme la plupart des études et comme les approches les plus connues du GIEC, Groupe intergouvernemental sur l’évolution du climat.

La différence ? Si le potentiel de réchauffement global du dioxyde de carbone est le même à 20 ans et à 100 ans et vaut par convention 1, celui du méthane est selon les dernières estimations revues à la hausse du GIEC, de 86 à 20 ans et même de 108 à 10 ans, mais seulement de 34 à 100 ans. Dit autrement, le PRG à 100 ans gomme sensiblement le coup de chaud que peut provoquer le méthane pendant les premières décennies qui suivent son dégazage, en particulier en cas d’émissions massives…

Un gaz à effet de serre qui booste d’autres gaz à effet de serre et dont la durée de vie dans l’atmosphère augmente avec sa concentration

De plus, la molécule de CH4 se transforme et provoque des réactions dans l’air avec le temps. Elle induit l’apparition d’autre gaz à effet de serre: CO2, ozone (O3), eau (H2O) dans la stratosphère… Le dernier rapport du GIEC le montre lui-même: si l’on prend en compte toutes les réactions chimiques provoquées dans l’atmosphère par le CH4, alors l’importance de ce gaz à effet de serre dans le réchauffement climatique double. Actuellement, avec seulement 16% des émissions anthropiques “en équivalent CO2” selon le dernier rapport du GIEC, le CH4 induit jusqu’alors un forçage radiatif (0,97 watt/M2) valant près de 60 % celui du CO2 (1,68 watt/M2) !

Le vice du CH4 ne s’arrête pas là. Son couplage dans la basse atmosphère avec les radicaux OH qui constituent le principal puits à méthane de la machine terrestre (3), conduit dans le temps à une amplification significative de l’impact des émissions de ce gaz à effet de serre XXL. En effet, les scientifiques expliquent qu’une augmentation des émissions de CH4 va faire baisser la teneur en OH, ce qui va augmenter en retour la “durée de vie” du CH4 dans une atmosphère toujours plus réchauffée. On a là une clé d’une éventuelle accélération de la concentration atmosphérique en méthane, donc du réchauffement global… Et d’autant plus que d’importants stocks de méthane pourraient potentiellement être dégazés à plus ou moins long terme par les terres gelées des hautes lattitudes -le permafrost ou pergélisol- ainsi que par les hydrates de méthane dans les fonds marins. Dans son dernier rapport, le GIEC estime qu’au cours du XXIème siècle, les émissions de CO2 et de CH4 issues du dégel du pergélisol pourraient être de l’ordre de 50 à 250 milliards de tonnes de carbone (Gtc) tandis qu’il estime le stock d’hydrates de méthane, également appelés clathrates, à une valeur allant de 2000 à 8000 Gtc.

Des émissions massives de CH4 pouvant enclencher des changements climatiques brutaux en quelques dizaines d’années

« Les hydrates de méthane et la décomposition en méthane du pergélisol jouent à ce jour un rôle très faible dans le bilan planétaire du méthane, mais leur contribution pourrait augmenter vers la fin du 21eme siècle si le climat des régions arctiques se réchauffe fortement. Cela pourrait en retour fortement accélérer le réchauffement climatique », a confirmé l’ingénieur-chercheur Philippe Ciais à la suite d’une étude publiée en 2013 par une équipe scientifique internationale menée par le Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE). Pour lui, « une meilleure quantification du bilan mondial du méthane, avec des mises à jour régulières comme pour le dioxyde de carbone, est un élément essentiel pour suivre au plus près l’évolution de ce gaz dont le bilan est encore assez mal compris ».

Dans le passé de la Terre, des émissions massives de CH4 issues de réchauffements et les ayant puissamment accélérées, sont suspectées par les scientifiques d’être impliquées dans des changements climatiques brutaux pouvant s’enclencher en quelques dizaines d’années et capables de faire alterner périodes chaudes et périodes froides dans l’hémisphère nord : cycles de Dansgaard-Oeschger, événements de Heinrich

« La hausse des émissions de méthane des zones humides naturelles ainsi que celle des émissions associées à l’exploitation des ressources fossiles sont susceptibles d’expliquer la nouvelle hausse des niveaux de méthane dans le monde »

En 2011, la concentration de méthane dans l’atmosphère était estimée à environ 1803 parties par milliards (ppb) contre environ 722 ppb avant 1750, soit une hausse de 150 %. Pendant le même temps, la concentration de CO2 n’a elle augmenté « que » de 40%. Les émissions mondiales 2013 ont été estimées par l’organisme Global Carbon Project à environ 548 millions de tonnes: 304 à 368 millions de tonnes issues des activités de l’homme, 238 à 484 millions de tonnes issues de la nature. Le système terrestre a la même année pompé 540 millions de tonnes, toujours selon Global Carbon Project. 8 millions de tonnes se sont donc ajoutées à un stock atmosphérique de l’ordre de 5 milliards de tonnes dont 3 milliards injectées par les activités humaines depuis le début de l’ère industrielle.

Cycle du méthane. Doc. GIEC

Cycle du méthane. Doc. GIEC

Alors que la tendance était à la stabilisation au début du siècle, « depuis 2006 nous montrons que la hausse des émissions de méthane des zones humides naturelles ainsi que celle des émissions associées à l’exploitation des ressources fossiles sont susceptibles d’expliquer la nouvelle hausse des niveaux de méthane dans le monde. Cependant les proportions de chacune de ces sources restent encore incertaines », a de son côté noté Philippe Bousquet, co-auteur de l’étude du LSCE.

Pertes annuelles de gaz “naturel” en France: 3 fois les émissions de la catastrophe d’Aliso Canyon

En France, le gaz naturel est jusqu’alors favorisé pour le chauffage des logements et même donné comme un partenaire du développement durable, notamment par le biais du géant Engie (ex-GDF-Suez). On compte actuellement plus de 10 millions d’abonnés au gaz. Ils utilisent du gaz dit “naturel”, principalement composé de méthane ou du gaz pétrole liquéfié (propane, butane). Selon les chiffres de l’Agence internationale de l’énergie, les pertes nationales de gaz naturel sont estimées en termes énergétiques à 425 000 tonnes équivalent pétrole par an (avec 0,1% de taux de pertes), soit environ 470 millions de m3 de gaz. Si l’on considère que le gaz naturel est composé à 95% de méthane et que sa masse volumique en phase gazeuse est de 0,68kg/m3 (1), cela donne un poids de l’ordre de 300 000 tonnes de méthane, soit à ce jour environ 3 fois les émissions de la catastrophe d’Aliso Canyon. En termes de potentiel de réchauffement global à 20 ans, 300 000 tonnes de CH4 équivaut à l’émission de plus de 25 millions de tonnes de CO2 qui seraient issues de la combustion de 60 millions de barils de pétrole, la consommation française d’or noir d’un mois.

(1) Masse volumique du méthane en phase gazeuse (1013,25 hPa, à 15 °C ) : 0,68 kg /m3

(2) En tenant compte des retroactions du système climatique terrestre.

(3) Les radicaux hydroxyles (radicaux OH) « pompent » chaque année l’équivalent de 90% des émissions de méthane, soit environ 9% d’un stock global de l’ordre de 5000 millions de tonnes de CH4 atmosphérique. Les sols (notamment ceux des forêts) peuvent également former de petits puits de méthane, quand ils sont plutôt secs, mais bien plus modestes que les radicaux OH.

Tables des principales conversions utilisées: BP Statistical review 2015.

5 réflexions au sujet de « Et si l’effet du “gaz naturel” sur le réchauffement était sous-estimé? »

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  2. …je viens d’enregistrer cette page et je prendrais le temps de la lire…et de la partager! MERCI de vos travaux et de la pédagogie que vous y associez.

    Jean RABILLER

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