Qu’est-ce que le gaz naturel ?
Gaz naturel : une définition
Le gaz naturel, appelé aussi parfois gaz fossile, est une mélange naturel d’hydrocarbures.
À l’état brut, il contient majoritairement du méthane, mais il peut contenir aussi des alcanes supérieurs, de l’azote ou du dioxyde de carbone. On peut aussi noter l’existence de propane, de butane ou de l’éthane : on appelle ces éléments les “liquides du gaz naturel”.
À l’origine, lorsqu’il est extrait de la surface du sol, le gaz naturel est un gaz incolore et inodore. Il est ensuite odorisé pour des raisons de sécurité.
On dit que le gaz naturel est une énergie primaire car il représente une énergie directement disponible dans la nature. La formation de gaz résulte de la décomposition de micro-organismes depuis des millions d’années.
On peut extraire du gaz naturel depuis les couches géologiques du sous-sol depuis un gisement sec ou un gisement associé qui contient également du pétrole. L'énergie est extraite dans le sol à des distances entre 1000 à 4000 mètres.
Afin d’être utilisé, le gaz naturel subit des opérations variées, notamment un adoucissement qui lui permet d’ôter ses impuretés.
Au niveau mondial, les deux principaux pays producteurs de gaz naturel sont les États-Unis et la Russie.
Les différents types de gaz naturel
Lors de l’extraction du gaz fossile, on peut utiliser différentes techniques d’extraction. Le niveau de difficulté pour atteindre le gaz peut aussi varier. C’est pourquoi on a classé le gaz en deux catégories distinctes : il existe les gaz conventionnels et les gaz non conventionnels.
Les gaz conventionnels sont par essence, les plus “faciles” à atteindre et nécessitent des méthodes d'extraction conventionnelles.
Ils sont présents naturellement dans une roche mère et récupérés d’une façon similaire à l’exploration du pétrole par un forage vertical. Avec cette technique, le taux de récupération des ressources est de 80% : il y a donc très peu de perte de la ressource.
Au contraire, les gaz non conventionnels sont difficiles à extraire. D’ailleurs, le taux de récupération des ressources est seulement de 20%. On en compte 5 différents :
- Le gaz de schiste : c’est le plus connu de tous les gaz non conventionnels. Il se forme dans les couches fines d’une roche-mère. Il est principalement exploité aux Etats-Unis
- Le gaz compact ou “tight gas” est situé dans des réservoirs souterrains
- Le gaz de charbon ou gaz de houille est emprisonné dans le charbon
- Le gaz contenu dans des aquifères
- Les hydrates de méthane CH4 que l’on peut trouver dans le sous-sol des zones arctiques : ils ne sont pour l’instant pas exploités
Pour extraire le gaz naturel non conventionnel, la technique est proche de la technique d’extraction du gaz conventionnel mais des différences d’exploitation majeures existent (prix de l’extraction, débit des puits, durée de vie des équipements, etc).
Les avantages du gaz naturel
De toutes les énergies, le gaz fossile est considéré comme l’énergie fossile la plus propre car le gaz a un bon rendement énergétique et sa combustion produit essentiellement de la vapeur d’eau. Le gaz naturel n’émet que peu de dioxyde de carbone (CO2), ne dégage ni fumée ni particules.
Cette source d’énergie est aussi une énergie sûre et disponible partout dans le monde et répond à de nombreux usages : de la production d’électricité jusqu’à la création d’engrais pour l’usage agricole.
Enfin, le gaz fossile peut prendre différentes formes. Par exemple, il est possible de réduire le volume du gaz en le liquéfiant. Une fois liquide, le gaz naturel liquéfié est utilisé comme combustible dans les voitures à travers le Gaz Naturel Liquéfié.
💡À lire aussi : Pourquoi le GNL (Gaz Naturel Liquéfié) est une énergie d'avenir ?
Comment est produit le gaz naturel ?
L’extraction du gaz naturel
La production de gaz naturel a bien des points en commun avec la production de pétrole. D’ailleurs, on trouve parfois du pétrole et du gaz dans la même nappe.
Pour commencer le travail d’extraction de l’énergie, il faut tout d’abord observer la terre pour déceler ou non la présence de gaz sur un territoire.
La recherche de gisement se fait à l’aide d’évaluation sismique et avec la cartographie. Si l’hydrocarbure est effectivement détecté sur un lieu précis, des forages d’analyses viennent en complément. Ces forages permettent notamment d’estimer la quantité de gaz ou la qualité de la nappe.
Ensuite, le gaz est extrait de la roche réservoir par système de forage. Pour atteindre les nappes de gaz naturel, il faut descendre parfois jusqu’à 4000 mètres de profondeur.
Le gaz extrait de la roche est ensuite transporté via des canalisations jusqu’aux usines de traitement.
Le traitement du gaz naturel
La deuxième étape de la production du gaz naturel consiste à purifier le gaz qui vient d’être extrait de la roche réservoir. Les producteurs de gaz doivent en effet livrer un gaz qui est conforme aux spécifications réglementaires du domaine afin d’assurer la sécurité des futurs utilisateurs du gaz naturel.
Le traitement du gaz naturel, ou la purification, permet d’éliminer tous les composés présents avec le gaz, ceux qu’on appelle les “sous-produits” (azote, gaz carbonique, hélium, etc).
Pendant cette étape de traitement, des composants peuvent être récupérés comme l’éthane, le propane ou le butane. Ils pourront être revalorisés dans la pétrochimie ou le raffinage.
À la fin des phases de traitement, le gaz sera “à sec” : c'est-à-dire prêt pour être transporté avec les bonnes conditions de température et de pression.
Le transport et la distribution du gaz naturel
Le transport est un autre point crucial lorsque l’on s’intéresse à la production et à la distribution de gaz naturel.
En effet, acheminer l’énergie jusqu’à sa zone de consommation se fait via le transport. Soit par :
- transport du gaz par gazoduc par voie terrestre ou sous-marins
- transport via méthanier, par voie maritime
Pour le transport par gazoducs, cela est possible grâce à la compression du gaz naturel. Ce dernier est comprimé tous les 120 à 150 km par des stations de compression. C’est le mode de transport à ce jour privilégié. Ces grandes canalisations souterraines peuvent permettre l’acheminement de l’énergie entre différents pays.
Dans le cas du transport du gaz naturel par méthanier, le gaz est préalablement liquéfié. Cette technique permet ainsi d’embarquer une plus grande quantité de gaz. Une fois arrivé sur son lieu de stockage, l’énergie est ensuite regazéifiée. En France, le gaz naturel arrive via trois terminaux : deux à la Fos-sur-Mer en Méditerranée et un à Montoir-de-Bretagne dans la façade Atlantique.
Une fois le gaz acheminé depuis les pays producteurs, les gestionnaires des réseaux de transport et de distribution se chargent de la distribution du gaz jusqu’aux consommateurs de gaz. Artis participe à la construction et à la maintenance des réseaux de transport d’énergie depuis plus de 10 ans .
La production de gaz naturel
Les utilisations du gaz naturel
Le chauffage et la cuisine
Parmi les utilisations du gaz, on note la production de chaleur pour le chauffage des habitations et la cuisson. À titre d’exemple, cet usage domestique du gaz naturel représente 40% de la consommation de gaz naturel en Europe.
Dans la maison, le chauffage est le premier poste de dépense pour les habitants, puis l’eau chaude et enfin la cuisson.
Par ailleurs, les installations au gaz naturel sont de plus en plus performantes grâce à la chaudière à condensation ou la pompe à chaleur. Ces avancées techniques permettent ainsi d’économiser de l’énergie dans les logements.
Un allié pour le futur des transports
Le gaz naturel est aujourd’hui utilisé comme carburant. Il se nomme le Gaz Naturel Véhicules (GNV). Il existe deux types de GNV :
- Le Gaz Naturel Compressé (GNC) : dans ce cas il a été comprimé à 200 bars
- Le Gaz Naturel Liquéfié (GNL) : ici il a subi un processus de refroidissement à -160°C
Le gaz fossile comme carburant est plein d’avantages, notamment car il est plus écologique par rapport au diesel ou à l’essence. Il pourrait permettre aux États de réduire drastiquement la pollution engendrée par le secteur des transports.
Ainsi, le gaz naturel émet dix fois moins de particules fines et d’oxydes d’azote, on compte également - 20% d’émissions de gaz à effets de serre GES pour les véhicules utilisant le gaz naturel.
Tous types de véhicules peuvent fonctionner au GNV :
- les véhicules pour les particuliers : les voitures
- les véhicules professionnels :
- utilitaires légers
- véhicules de transports de personnes (bus, car)
- poids lourds
- tracteurs
- véhicules spéciaux (benne à ordure, balayeuse, etc)
Artis participe au développement de ce carburant plus écologique. Nous proposons notre accompagnement pour les installations de stations publiques et privées GNV ou GNL. Mais aussi sur les sites portuaires, les dépôts de bus ou de poids lourds.
Les applications industrielles et la production d’énergie
Le gaz naturel est aussi utilisé dans l’industrie en tant que matière première dans la pétrochimie ou le raffinage.
Dans l’industrie, il sert pour la production de chaleur, de vapeur d’eau ou d’eau chaude, très utile pour certains domaines industriels. Parmi les secteurs qui utilisent le gaz naturel, on retrouve l’industrie agroalimentaire, l’industrie des métaux ou des matériaux.
Il est aussi possible de produire des composés comme le méthanol, l’ammoniac ou l’hydrogène à partir du gaz naturel. De même, on fait appel à cette énergie pour la production d’engrais agricole.
Enfin, on tire aussi parti du gaz pour produire de l’électricité dans les centrales électriques. Grâce au gaz, on peut réduire de moitié l’émission de CO2 du secteur de la production d’énergie, en comparaison à l’utilisation de centrales à charbon. De plus, les centrales électriques fonctionnant au gaz sont moins coûteuses avec des rendements supérieurs.
Artis accompagne les projets de rénovation ou de création d’infrastructures gazières depuis 2007 grâce à une offre complète : génie civil, terrassement, canalisations enterrées, skids process. Vous avez un projet dans ce domaine ? Contactez-nous.
