La technologie d’élimination du méthane doit être reconsidérée, car les dommages pourraient l’emporter sur les bénéfices

Methane continues to create environmental risks across the globe. Sadly, this harmful greenhouse gas contributes to ozone loss and is a major cause of lung disease. As such, a lot of effort has been put forth to try to figure out how to reduce or eliminate the effects of methane on the environment. Unfortunately, the same amount of effort has not been put toward determining the long-term effects or unintended consequences methane removal produces. Here’s what you need to know.

Méthane (CH4)

Le méthane se forme lorsqu’une seule molécule de carbone et d’hydrogène se lie. Il est abondant dans la nature et se trouve souvent sous terre. Ses principales concentrations se situent sous le niveau de la mer et dans l’Arctique. Le méthane est incolore, inodore et très inflammable.

C’est l’un des gaz à effet de serre les plus corrosifs, les études montrant que son potentiel de réchauffement global (PRG) est 27,9 fois celui du dioxyde de carbone (CO2) sur une période de 100 ans. Le Programme des Nations Unies pour l’environnement a déterminé que le méthane représente environ 30 % du changement climatique depuis les temps préindustriels.

Le méthane est un sous-produit de nombreux processus industriels, notamment l’extraction du pétrole et du charbon, le raffinage du gaz et même la gestion des décharges. Étonnamment, seules ces industries produisent 60 % du méthane émis dans l’atmosphère. Cette pollution continue de provoquer une augmentation du nombre de personnes souffrant d’asthme, de maladies cardiovasculaires et d’AVC à cause de l’ozone de surface.

Élimination naturelle du méthane

Mère nature possède certaines techniques intégrées d’élimination du méthane qui fonctionnent très bien lorsque l’environnement est en équilibre. L’oxydation se produit dans l’atmosphère, retirant le méthane de l’environnement en toute sécurité en ajoutant une autre molécule et en créant de l’O2. Cependant, ces systèmes ont été surchargés en raison de l’augmentation des émissions. Heureusement, les scientifiques ont trouvé des moyens uniques de reproduire cette approche.

Source – University of Utah

Méthode actuelle d’élimination du méthane

Il existe plusieurs méthodes que les scientifiques ont développées pour réduire les effets nocifs ou réutiliser le méthane. Ces stratégies visent à s’assurer qu’il ne reste pas piégé dans l’atmosphère, détruisant la couche d’ozone. Les méthodes vont de l’imitation de la nature à la création de nouveaux processus de fabrication qui utilisent le méthane plutôt que de le jeter ou le libérer.

Oxydation

Le processus d’élimination du méthane le plus courant consiste à reproduire la nature et à ajouter plus d’oxygène à l’atmosphère. Cette méthode montre des promesses, ce qui a conduit de nombreux défenseurs à préconiser le déploiement immédiat à grande échelle de tours d’oxydation. Voici d’autres méthodes uniques imaginées par les chercheurs.

Prévention

La meilleure façon de réduire les niveaux de méthane est de l’empêcher d’entrer ou de rester dans l’atmosphère. Les méthodes de prévention vont de l’intégration d’énergie verte pour les usines, de nouvelles méthodes de forage pour les mineurs, et nourrir le bétail avec différents aliments pour prévenir les gaz.

Systèmes en boucle fermée

Une approche intéressante découverte par les scientifiques consiste à créer un processus de fabrication en boucle fermée qui prend le dioxyde de carbone produit comme sous-produit gaspillé et ajoute des molécules supplémentaires pour créer du méthane. Le méthane est ensuite utilisé dans le processus de fabrication et les déchets de CO2 sont à nouveau recyclés. Cette approche pourrait créer des installations de fabrication plus propres et plus efficaces.

Risques liés à l’élimination du méthane

Plusieurs risques environnementaux et de santé publique peuvent survenir lors de l’utilisation de systèmes d’élimination du méthane. D’une part, la plupart des approches n’ont pas examiné les effets secondaires de la suppression du méthane et si son élimination créera de nouvelles liaisons chimiques plus nocives ou réduira l’efficacité du processus au fil du temps.

Certains scientifiques craignent que la modification du niveau d’oxydants troposphériques puisse créer des polluants secondaires, notamment de l’ozone nocif et des particules fines. De plus, il n’existe aucune surveillance internationale ni conformité réglementaire que ces ingénieurs doivent respecter pendant leurs phases d’expérimentation. Heureusement, une équipe d’ingénieurs du Département des sciences atmosphériques de l’Université de Utah a pris le temps de lever le voile et de révéler les effets à long terme des processus actuels d’élimination du méthane.

Étude sur les risques de l’élimination du méthane

L’étude « Potential Air Quality Side-Effects of Emitting H2O2 to Enhance Methane Oxidation as a Climate Solution »¹ est le premier article à explorer les éventuels effets secondaires de certaines de ces technologies d’élimination. L’article présente une expérience où des tours pulvérisent du peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) aérosolisé dans l’atmosphère. Le H₂O₂ se lie au méthane, l’éliminant de l’air comme un épurateur naturel.

Simulations informatiques des risques liés à l’élimination du méthane

Le chercheur a recueilli des données provenant de 50 tours réparties à travers l’Amérique du Nord sur une période d’un an. Les tours ont libéré de l’O2, et leurs effets ont été étudiés. Les données ont ensuite été utilisées pour créer des simulations à grille imbriquée du processus. La simulation comportait plusieurs débits d’émission différents et prenait en compte une variété de facteurs environnementaux pouvant affecter la liaison, tels que le niveau de lumière solaire.

Le modèle global de transport chimique de l’ingénieur, GEOS-Chem, est capable de simuler les quatre saisons, différents schémas météorologiques, et bien plus encore. Notamment, l’équipe a décidé d’utiliser 3 scénarios d’émissions différents. Cette approche permettrait aux ingénieurs d’identifier les problèmes spécifiques plus rapidement.

Test des risques liés à l’élimination du méthane

Les ingénieurs ont commencé à tester leurs simulations en utilisant les différents schémas. Chaque schéma de pulvérisation avait des quantités prédéfinies. Par exemple, le schéma moyen libérait 1,35 livre de H₂O₂ chaque seconde. Cette étape a été répétée dans la simulation pendant dix heures par jour pendant une année entière. À partir de là, l’équipe disposait de capteurs capables de déterminer la quantité qui subissait la photolyse, créant de l’O2.

Résultats du test des risques liés à l’élimination du méthane

Le test a démontré des résultats intéressants et inattendus. D’une part, les résultats ont montré que les ingénieurs devraient ajouter beaucoup plus de H₂O₂ avant que cette méthode de réduction du méthane n’ait un effet négligeable. Même avec 50 tours dispersant, cela ne réduirait que 0,01 % des émissions anthropiques annuelles de méthane.

Pour devenir efficace, cette méthode devrait être mise à l’échelle à un niveau dangereux. L’équipe a déterminé qu’il faudrait jusqu’à 352 000 émissions pour faire une différence. Dans cette configuration, ils ont éliminé 50 % du méthane anthropique. Même si les tours étaient agrandies, il faudrait encore +40 000 pour avoir un effet réel.

Il est à noter que les tests ont montré qu’il était possible d’utiliser l’oxydation pour améliorer la qualité de l’air. Cependant, les améliorations n’ont duré qu’environ 50 ans avant que des effets secondaires inattendus ne commencent à apparaître dans le modèle. D’une part, les ingénieurs ont déterminé qu’un niveau élevé de particules fines serait libéré dans l’atmosphère.

Particules fines

Les particules fines constituent une préoccupation majeure pour la santé à l’échelle mondiale. Des niveaux accrus de particules fines ont été liés à la dépression, au suicide et aux maladies pulmonaires, selon des études récentes de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). L’étude révèle que réduire les niveaux de PM à 10 microgrammes par mètre cube a considérablement diminué les taux de dépression dans la population.

Les effets secondaires du processus H₂O₂ ont entraîné un léger effet sur la pollution d’O₃ en surface. De plus, les aérosols de sulfate ont connu une augmentation de 3 % dans toutes les cases de grille au niveau du sol. Cette hausse peut entraîner la formation de concentrations de sulfate et de nitrate, conduisant à des impacts environnementaux à long terme sur la biosphère et l’hydrosphère. Les résultats prouvent qu’à long terme, la qualité de l’air connaîtrait une réduction majeure en raison de ce type de processus d’élimination du méthane.

Chercheurs sur les risques de l’élimination du méthane

L’étude a été dirigée par des ingénieurs de l’Université de Utah. Plus précisément, les scientifiques de l’atmosphère Alfred Mayhew et Jessica Haskins sont les principaux auteurs. L’équipe cherche maintenant à utiliser leurs données pour tester d’autres processus de réduction du méthane. L’objectif est de s’assurer que l’équilibre délicat de la nature ne soit pas perturbé accidentellement en tentant de résoudre le changement climatique.

Ouvrir la voie à l’innovation durable

De nombreuses entreprises sont impliquées dans les stratégies de capture du carbone et de réduction du méthane. Ces sociétés ont récemment connu un essor alors que l’ONU et d’autres organisations mondiales ont mis en place des calendriers avantageux pour réduire les émissions mondiales. Voici un exemple d’entreprise qui pourrait exploiter les données de cette étude et les intégrer avec succès dans son système commercial actuel.

Occidental Petroleum (OXY)

Occidental Petroleum (OXY ) est entrée sur le marché en 1920 en tant que fournisseur de pétrole axé sur l’environnement. L’entreprise s’est forgée une réputation d’innovation et a lancé plusieurs campagnes uniques conçues pour atteindre son objectif de zéro émission d’ici 2050.

Aujourd’hui, Occidental Petroleum est un fournisseur leader de technologies de capture du carbone. Elle possède des opérations actuelles aux États-Unis et au Moyen-Orient. L’entreprise reste une force pionnière et a récemment signé un protocole d’accord avec TAE Technologies. Le but du partenariat est d’approfondir les opportunités de recherche sur l’utilisation de la technologie de fusion nucléaire de TAE.

Ces derniers développements, ainsi que d’autres technologies, aideront à augmenter la demande pour les actions OXY. Il pourrait y avoir d’importants avantages si l’entreprise intègre ces données pour modifier son modèle commercial et améliorer l’efficacité. Pour l’instant, OXY est considéré comme un « hold » solide par de nombreux analystes.

Élimination du méthane – c’est plus compliqué que vous ne le pensez.

Les ingénieurs doivent examiner les effets à long terme de leurs technologies de réduction du méthane. Lorsque l’on examine les solutions environnementales, cette exigence est multipliée par dix. L’équilibre fragile de l’écosystème remarque tous les changements et s’ajuste en conséquence. Ainsi, il faudra adopter une approche très délicate, combinée à une prévention forte, pour résoudre ce problème sans créer davantage de problèmes en cours de route.

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Référence de l’étude:

^{1. Mayhew, A. W., & Haskins, J. D. (2025). Potential air quality side-effects of emitting H₂O₂ to enhance methane oxidation as a climate solution. Environmental Science & Technology, 59(1), 679–688. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c11697}