Une note salée pour le gaz de schiste
18/05/16

Depuis 2009, la quantité d’éthane dans l’atmosphère augmente à raison de 5% par an. Sa concentration diminuait pourtant progressivement depuis plus de vingt ans au moins, notamment suite à d’heureuses mesures politiques. Ce gaz a tendance à favoriser les pics d’ozone dans l’air que nous respirons et à augmenter la durée de vie des gaz à effet de serre. L’éthane provient essentiellement de l’exploitation pétrolière et de gaz naturel. Il est également un bon indicateur de l’émission anthropique du méthane. Une étude multiple initiée par l’Université de Liège, axée autour de mesures et de modélisations a permis de pointer du doigt la principale cause de l’accroissement subi de la concentration d’éthane dans l’atmosphère : l’expansion soudaine de l’exploitation du gaz de schiste aux Etats-Unis. 

L’observation a presque eu lieu de manière anecdotique. Whitney Bader et Bruno Franco venaient d’améliorer l’approche visant à mesurer l’éthane atmosphérique depuis la station du Jungfraujoch. Avec Emmanuel Mahieu, chercheur FNRS et responsable du GIRPAS (groupe infra-rouge de physique atmosphérique et solaire de l’Université de Liège), ils ont ré-analysé et mis à jour leur série temporelle d’éthane. C’est à ce moment-là, alors qu’ils observaient les données récoltées qu’ils ont remarqué un changement de tendance intrigant. « À l’observatoire du Jungfraujoch, raconte Emmanuel Mahieu, nous collectons des données de l’atmosphère depuis le milieu des années 1980. Elles nous permettent d’étudier la stratosphère et la troposphère, donc la qualité de l’air en surface. Et depuis cette époque, nous remarquions une baisse progressive de la quantité d’éthane (C2H6) de 1 à 2% par an. Une diminution notamment due à des mesures politiques efficaces. » Effectivement, la sensibilisation a mené à contraindre des comportements industriels, comme par exemple l’interdiction d’utiliser des CFC (voir l’article Nouvelle menace pour la couche d’ozone ?).

atmosphere

« Comme cette baisse restait constante, poursuit le chercheur, nous adressions à l’éthane un regard distrait, jusqu’à ce que nos séries temporelles améliorées n’attire notre vigilance sur un basculement de tendance interpellant. Depuis 2009, la concentration d’éthane dans la troposphère augmente de 5% par an. » Cette constatation faite (lire l’article, L’effet papillon du gaz de schiste), l’équipe ne pouvait rester en possession de ces données sans mener l’enquête. Des hypothèses, les chercheurs en avaient, mais il leur manquait les preuves. Il fallait pour les vérifier accorder observations et  modélisations. C’est le fruit de ce travail qui vient d’être publié (1). Le résultat est sans équivoque, et le coupable clairement identifié. L’accroissement de la concentration d’éthane est directement lié à l’exploitation par fragmentation hydraulique du gaz de schiste. 

Un gaz néfaste pour l’environnement

« L’un des composants bénéfiques de l’atmosphère est le radical hydroxyle (OH), intervient Emmanuel Mahieu. On pourrait le surnommer le détergeant de la troposphère. Car c’est une molécule à très forte réactivité, qui va consommer d’autres éléments en les oxydant. Parmi ces éléments, le méthane (CH4), par exemple, qui est un gaz à effet de serre encore plus efficace que le CO2. » Or, l’éthane consomme ce radical hydroxyle. Il s’oxyde pour former, avec le carbone qu’il contient, du monoxyde de carbone. Donc, plus la quantité d’éthane est importante dans l’atmosphère, moins il y a de radical hydroxyle pour consommer le méthane, et plus ce dernier a une longue durée de vie. Un second effet néfaste concerne la qualité de l’air, puisque l’éthane, dans sa dégradation, favorise la formation d’ozone (O3) troposphérique. «Et tout le monde a déjà entendu parler des alertes de pics d’ozone en été. L’ozone présent dans la stratosphère nous protège des rayons UVdu soleil, c’est vrai. Mais dans la troposphère, dans l’air de surface, il est, au-delà d’un certain seuil, mauvais pour la santé, mais aussi pour le développement des plantes, etc. »

L’éthane est un gaz essentiellement émis par l’activité de l’homme. Deux tiers de son émission viennent de l’exploitation et du transport du gaz naturel. Ce gaz naturel, piégé dans la roche, résulte en effet d’un mélange d’hydrocarbures qui comprend notamment du méthane, de l’éthane ou encore du propane. Toute fuite de gaz libère simultanément chacun de ces composés. Le dernier tiers est partagé entre la consommation des biocarburants et la combustion de la biomasse (les feux de forêts, par exemple). « Comme son émission est principalement anthropique, les mesures gouvernementales prises pour en contraindre les fuites ont rapidement porté leurs fruits. Ensuite, chaque année, le bilan était négatif. L’atmosphère consommait plus d’éthane que nous n’en émettions. Jusqu’en 2009. Mais depuis, nous avons annihilé 30 ans d’efforts en quelques années à peine. » Ce triste constat fut l’objet de la première publication, une amorce bien plus qu’une finalité, donc. Encore fallait-il comprendre ce qui se passait, isoler les sources et les quantifier. « Nous ne savions pas ce que cette augmentation représentait en tonnes de gaz émis, par exemple. »

(1) Evaluating ethane and methane emissions associated with the development of oil and natural gas extraction in North America, Franco et al, Environmental Research Letters, Vol. 11, April 2016. http://orbi.ulg.ac.be/handle/2268/194574

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