Méthane : quel impact sur le réchauffement climatique ?

Zoom sur le méthane, ou CH4 de son petit nom. 
Le méthane est un gaz à effet de serre présent dans l’atmosphère qui a un impact considérable sur le réchauffement climatique. Dans cet article, on vous explique tout ce qu’il faut savoir sur le sujet. D’où vient le méthane et comment ce gaz est-il utilisé ? Quels sont les risques du méthane sur la santé et sur l’environnement ? Quelles quantités de méthane sont présentes dans l’atmosphère et surtout comment limiter les émissions de méthane ? Pourquoi le présente-t-on comme “le gaz des marais” ? Comment agir pour réduire ses émissions liées au gaz (à l’échelle d’une entreprise) ?

Voilà un topo pour bien cerner les enjeux de ce sujet.

Qu’est ce que le méthane ?

La définition chimique 

Le méthane est aussi connu via le terme CH4. 

C’est un hydrocarbure (au même titre que le pétrole ou l’essence) composé d'un atome de carbone entouré de quatre atomes d'hydrogène. Le méthane, dans des conditions normales de température et de pression, est incolore et inodore. Autrement dit ? Impossible de le voir à l'œil nu. On connaît le CH4 parce qu'il est le principal composant du gaz naturel.

On mesure le méthane selon sa concentration de l’ordre du ppm (partie par million en volume). 

🖐 Cette notion de PPM vous dit quelque chose ? C’est normal. C’est devenu un chiffre clé pour de nombreux militants. On parle même de mouvement “born in ppm”. Ils utilisent le ppm de leur année de naissance comme élément identitaire. Certains sont d’ailleurs allés jusqu’à le mettre dans l’intitulé de leur profil Linkedin. Ce ppm n’est pas lié au méthane présent dans l'atmosphère mais fait référence au volume de particules de pollution dans l’air. Autrement dit ? C’est devenu un moyen d’évaluer l’augmentation de la concentration de C02 dans l’atmosphère au fil des années.

Un gaz organique

Le méthane est un gaz à l’origine produit de manière organique. Pour être plus précis, c’est un gaz à effet de serre (au même titre que le CO2 ou le protoxyde d’azote). 

💡 Bon à savoir : le méthane est un gaz considéré comme un polluant climatique à courte durée de vie (SLCP). Nous y reviendrons plus bas dans cet article.

Aux origines du méthane

Le méthane est un gaz qui a été découvert vers 1977 par l’inventeur de la pile électrique (Alessandro Volta). Alors que celui-ci étudiait le gaz s’échappant du lac Majeur. Le méthane est donc un combustible mais aussi une matière première utilisée dans l'industrie chimique (production d’hydrogène, de méthanol, d’acide acétique, d’ammoniac, de chloroforme, de chlorure de méthylène ou encore de noir de carbone). Le méthane se trouve en présence d'autres composants, et notamment ce que l’on appelle le gaz naturel. 

Du méthane d'origine abiotique était déjà présent dans l'atmosphère de la Terre primitive. Autrement dit ? Avant que la vie, les hommes et les animaux n'y apparaissent. Une récente étude a montré que ces émissions géologiques naturelles de CH4 étaient d’ailleurs très inférieures aux estimations initialement calculées. Les émissions de CH4 fossile dues aux activités humaines dépassent les estimations précédentes. Ce n’est pas une bonne nouvelle et en même temps, cela signifie aussi que nous avons toutes les cartes en main pour agir et réduire son volume présent dans l’atmosphère. 

Quels sont les volumes de méthane sur terre ? 

Difficile d’estimer précisément les volumes de méthane présents sur terre. 

De grandes quantités sont présentes dans les sous-sols. D’autres éléments dégagent également des quantités importantes de méthane (les volcans de boue, les énergies fossiles comme le pétrole ou le charbon, les décharges publiques, les estuaires pollués ou encore les feux de forêts)

Quels sont les volumes de méthane dans l’atmosphère ?

En revanche, il est possible d’évaluer la concentration de méthane dans l’atmosphère. Pour désigner la quantité de méthane présente dans l'atmosphère terrestre, on parle d’ailleurs de méthane atmosphérique.

Verdict ? L'activité humaine a entraîné une multiplication par trois du volume de méthane dans l'atmosphère durant l'anthropocène. (période à partir de laquelle les êtres humains ont commencé à avoir un impact sur la biologie et les écosystèmes). 

Le taux d’augmentation annuel dans l’hémisphère nord (16,3 ppb/an) est plus élevé que dans l’hémisphère sud (14,1 ppb/an). Cette donnée laisse ainsi penser qu’il y a eu soit une hausse des émissions de méthane soit une baisse de sa destruction chimique. Étant donné que ce gaz à un impact direct sur le réchauffement climatique, il est donc important de suivre de près l’évolution des émissions de méthane afin de pouvoir réagir et prendre les mesures nécessaires. 

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Quels sont les dangers du méthane ?

Les impacts sur l’environnement

Le méthane est un gaz à effet de serre très présent dans l’atmosphère et un de ceux avec l’effet le plus puissant.

Selon les études, les chiffres varient sensiblement. Pour avoir un ordre de grandeur, le méthane contribuerait pour environ 20% au réchauffement climatique. Par ailleurs, parlons également de son “pouvoir réchauffant” (ou le forçage radiatif dans le jargon). Pour faire simple, c’est la puissance radiative (donc son degré de nuisance) qu’il renvoie vers le sol, le tout analysé sur une période de 100 ans. Cela permet donc d’appréhender à la fois son impact mais aussi sa persistance dans le temps. Et donc ? Le méthane serait 28 fois plus "réchauffant" que le CO2. Il est donc présent en quantités bien moindre mais son impact reste colossal. En revanche, la bonne nouvelle est qu’il résiste moins longtemps dans l’air (environ 10 ans).

Le méthane est le troisième plus important gaz à effet de serre à contribuer au réchauffement de la planète, après la vapeur d’eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2).

Voici un aperçu des différents gaz à effets de serre (méthane, CO2, etc…) avec leur concentration dans l’atmosphère (avec comme mesure de référence l’ère préindustrielle) ainsi que leur équivalent en émissions carbone. Le méthane serait ainsi à 6,82 d’équivalent en émission carbone.

Gaz à effet de serre	Concentration en 2016 / Concentration ère préindustrielle	Durée du séjour moyenne	PRG calculé sur 100 ans	Equivalent carbone
Dioxyde de Carbone (CO2)	412 ppm / 280 ppm	100 ans	1	1
Eau (H2O)	0,3% / 0,3%	1 à 2 semaines	quelques jours (élimination rapide par les précipitations de pluie et neige)	/
Méthane (CH4)	1,800 ppm / 0,650 ppm	12 ans	25	6,82
Protoxyde d'azote (N2O)	0,327 ppm / 0,270 ppm	114 ans	298	81,26
Dichlorodifluorométhane (CCI2F2)	0,520 ppb / 0	100 ans	10 900	2 972,43
Chlorodifluorométhane (CHCIF2)	0,105 ppb / 0	12 ans	1 810	493,59
Tétrafluorométhane (CF4)	0,070 ppb / 0	50 000 ans	7 390	2 015,25
Hexafluorure de soufre (SF6)	0,008 ppb / 0	3 200 ans	22 800	6 217,56

Verdict ?

Le méthane a un impact direct sur le réchauffement climatique. Diminuer son usage est donc une façon efficace de protéger l’environnement. Mais aussi de contribuer au maintien de conditions propices à la vie sur terre. 

🖐 Les biologistes ont analysé les émissions de méthane via les végétaux, bactéries, algues et cyanobactéries. On parle de méthane d’origine aérobique ou de méthane non-bactérien. Ces émissions représenteraient entre 60 et 240 millions de tonnes par an, soit 10 à 30 % des émissions annuelles globales. Ces émissions proviennent majoritairement de régions tropicales.

Les risques sur la santé

Dans des conditions normales (température, pression, etc…) le méthane est un gaz incolore, inodore et surtout non toxique. Notons ici que le méthane existe également sous forme liquide (c’est possible lorsque le méthane est refroidi en dessous de son point de condensation, soit −161,52 °C à pression atmosphérique 101 325 Pa).

Il pose en revanche des questions de sécurité. En effet, à très haute concentration, le méthane peut provoquer des asphyxies. La raison ? Il prend la place de l’oxygène dans l’air et peut ainsi entraîner une suffocation. Le méthane peut provoquer des incendies et des explosions, ce qui en fait un gaz dangereux. C’est à priori un composé qui est donc sans danger pour un usage ou une exposition normale. Mais il peut entraîner des questions de sécurité, des accidents et parfois des morts.

Le méthane est un gaz à effet de serre qui aurait un impact direct sur les niveaux d’ozone troposphérique. Autrement dit ? Si son impact sur la santé n’est pas direct, l'ozone lui serait responsable d'environ 1 millions de décès prématurés respiratoires globalement. 

💡 Bon à savoir : l'ajout d'un produit odorant au gaz domestique (contenant du méthane), comme pour les plaques de cuisson au gaz comprimé, permet en cas de fuite de détecter le problème rapidement et d’éviter tout risque (notamment d’explosion). Il est d’ailleurs intéressant de noter ici que le gaz naturel comprimé (GNC) ou le gaz biométhane renouvelable comprimé (CBG) est principalement composé de méthane.

La sécurité au sens large

Selon les pays, il existe des réglementations permettant de cadrer les risques et donc la sécurité autour de l’usage du méthane. On peut par exemple citer l'existence de ce que l’on appelle les fiches internationales de sécurité chimique (ou ICSC pour les intimes). Ces fiches ont pour objectif de fournir une information claire et concise avec l’ensemble des données liées à la sécurité et à la protection de la santé dans l’utilisation des produits chimiques, notamment au travail. Vous nous voyez venir, il en existe une spécifiquement pour le méthane. C’est la fiche ISCS 0291. L’International Labour Organisation a défini cette fiche en collaboration avec l'Organisation mondiale de la santé (OMS).

Voici un aperçu des précautions d’usage pour garantir la sécurité : 

• En cas de contact avec le liquide, cela peut engendrer des gelures pour la peau et les yeux. La gravité des effets dépend également de la durée d’exposition. Le port de gants et de lunettes est recommandé pour assurer votre sécurité pendant toute manipulation.
• En cas d’inhalation, cela peut provoquer une suffocation (plus ou moins grave selon le temps d’exposition). Portez une protection respiratoire (masque ou système de ventilation) lors de manipulations pour garantir votre sécurité.
• En cas de proximité avec des flammes ou étincelles, cela peut engendrer des explosions ou incendies. Pour garantir la sécurité, il est recommandé de ne pas fumer à proximité et de ne pas manipuler le méthane dans un milieu clos et non aéré)

D’où vient le méthane ? 

Le méthane est un gaz qui vient de sources naturelles et anthropogéniques (donc créées par l’homme). Voici les principales sources de méthane identifiées sur terre : 

• L’agriculture : dans ce cas, le méthane provient de la fermentation entérique (les fameux rots et pets des bovins) et de la gestion des déjections dans les élevages. Comme le précise la fameuse Fresque du climat, l'agriculture est responsable de l'émission d'un peu de CO2 et de beaucoup de méthane (bovins, rizières), et de protoxyde d'azote (engrais). En tout, c’est 25% des GES si on y inclut la déforestation induite. Une étude récemment publiée estime que les rots et pets d’une vache laitière émettent chaque année une quantité de méthane équivalant aux émissions de GES d'une voiture qui parcourt 20 000 kilomètres
• Les bactéries : dans les zones humides (rizières, marais, eaux stagnantes, marécages, sites agricoles d’élevage et de cultures, tourbières, boues d’eaux usées, décharges à ciel ouvert, etc…). Le méthane est parfois appelé "gaz des marais" parce qu'il se trouve naturellement dans ces zones humides. C’est un sujet de taille puisqu’on estime que les rizières représentent aujourd’hui environ 15% des zones cultivées à l’échelle mondiale. Or, dans ces espaces, on y retrouve des bactéries dites hydromorphes. En d’autres mots ? Ce sont des bactéries qui s’épanouissent dans une terre saturée en haut. Lorsqu’elles consomment la matière organique, elles libèrent du méthane.
• Les gisements fossiles : Cela fait échos ici aux réservoirs gaziers souterrains de gaz naturel, aux puits de pétrole brut, aux gisements de charbon mais aussi au pergélisol (sous forme d'hydrate de méthane). L’hydrate de méthane (on parle aussi de gaz qui brûle ou glace de méthane, est formé par du méthane piégé dans des molécules d'eau gelées). En d’autres mots ? La décomposition de matière organique sur des millions d'années a créé le méthane.

💡 Le méthane est un gaz également présent sur d’autres planètes et exoplanètes.

Quelles solutions pour limiter la production de méthane ?

Voici un aperçu de quelques solutions identifiées pour limiter la production de méthane :  

• Amélioration de la gestion agricole (en changeant par exemple le régime des ruminants)
• Adaptation des régimes alimentaires spécifiques (par exemple tendre vers du végétarisme afin de limiter la fermentation entérique des ruminants)
• Capturer le méthane des décharges dans les processus de gestion des déchets (cela peut par exemple devenir un véritable atout et une source d’énergie) 
• Améliorer la performance et la maintenance des installations existantes de gaz (limiter les fuites de gaz dans la production et le transport de gaz naturel, installer des détecteurs automatiques de fuites, installer des éléments de récupération, etc…)
• Optimiser l’usage des rizières (gestion de l'eau, ajout de produits permettant de limiter la production du gaz, etc…)
• Faire évoluer la gestion des déchets (meilleurs systèmes de tri, meilleurs systèmes de traitement, limiter le recours à la mise en décharge pour les déchets biodégradables, etc…)

Zoom sur les émissions de méthane de l’industrie fossile

Zoomons sur le secteur de l'énergie (pétrole, gaz naturel, charbon et bioénergie). 

En effet, ce gaz contribue à environ 40 % des émissions de méthane causées par les activités humaines. Pour être plus précis, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), l'industrie mondiale de l'énergie (pétrole, gaz, charbon)  était responsable de 135 millions de tonnes de méthane rejetées dans l'atmosphère en 2022, soit à peine moins que les records atteints en 2019. 

L’IEA a d’ailleurs créé le global méthane tracker. Cet outil permet de suivre des estimations nationales et régionales des émissions de méthane ainsi que des propositions pour les réductions.

Une pollution qui pourrait être en grande partie évitée

L’IEA souligne en revanche des points à la fois inquiétants mais également positifs. 

Selon eux, une grande partie de ces émissions sont dûes à des fuites des gazoducs ou des mines de charbon. Autrement dit ? Il est possible de réduire drastiquement les émissions de méthane dans l'atmosphère en rénovant et assurant un meilleur entretien des installations.

Comment les entreprises peuvent-elles limiter l’usage du méthane ? 

Les entreprises aussi ont leur rôle à jouer. 

Et on ne parle pas ici simplement des entreprises qui sont dans les secteurs concernés par la production de méthane (agriculture, fossile, etc…). Au contraire, tout le monde peut agir et réduire l’usage et les impacts du méthane, ce gaz à l'impact considérable sur notre planète.

Voici quelques exemples : 

• pour la restauration, opter pour des produits issus de filières agricoles bas-carbone
• pour la restauration toujours, proposer aux équipes de tendre vers un régime végétarien
• privilégier les contrats d’énergie auprès de fournisseurs verts (aussi appelés renouvelables)
• réduire les déchets en général et dans l’idéal tendre vers le zéro déchet

De manière générale, réduire l’usage du méthane (de manière directe ou indirecte) c’est aussi réduire la émissions de CO2 de l’entreprise dans son ensemble. Cela implique d’avoir une stratégie globale et ambitieuse sur le sujet, et cela démarre par un bilan carbone. Ce dernier permet de faire un état des lieux des émissions générées par l’entreprise à date et de pouvoir établir une feuille de route afin de les réduire, et ce dès que possible. 

Quelles actions à l’échelle mondiale pour réduire l’impact du méthane ? 

Le sujet des émissions du méthane a été abordé à l’occasion de la COP26 (en 2021). 

Plus de 80 pays se sont alors engagés à diminuer d'ici à 2030 d'au moins 30 % les émissions de méthane. Certains pays ont associé cet engagement de mesures et réglementations visant à réduire l’usage du méthane (en visant notamment les industries pétrolières et gazières). 

Notons quand même ici que de nombreux pays, dont certains très émetteurs de méthane (Chine, Russie, Inde, etc…) n’ont pas rejoint cet accord. Par ailleurs, ce sont des engagements déclaratifs. Il n'y aucun système de pénalité en place. Les pays ne verront pas infliger d’amende ou autre en cas de non-respect de cet accord.

Limiter le méthane aujourd’hui pour mieux protéger la planète demain

Le méthane est un gaz à effet de serre qui a toujours été présent sur terre. 

La problématique vient du fait que la quantité présente dans l'atmosphère ait largement augmenté depuis l’ère industrielle. Autrement dit ? En raison des activités de l’homme (agriculture, industrie, transports, etc…). Pire, le méthane a un effet colossal sur le réchauffement climatique. Proportionnellement, il a même plus d’impact que les fameuses émissions de CO2. Si nous voulons garantir la sécurité de tous et de bonnes conditions de vie sur terre à plus long terme, nous devons agir sur ce paramètre. 

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La bonne nouvelle ? Nous pouvons tous agir. Chez nous mais aussi en entreprise. La première étape ? Réaliser un bilan carbone. Cela permet ainsi de savoir quel est son impact (méthane, émissions de CO2 générées, etc…) et de prendre en fonction les mesures adaptées. Alors, on s’y met ?