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CH₄

Méthane

OrganiqueIndustrielVie couranteLaboratoire
Également appelé :Gaz naturel (principal composant)Marsh gas

Plus simple des alcanes, principal composant du gaz naturel. Puissant gaz à effet de serre (PRG ~28 sur 100 ans). Produit naturellement par la méthanogenèse et l'activité volcanique.

Représentation ball-and-stick 3D de la molécule Méthane (formule CH₄). Atomes constitutifs : C, H.
Faites défiler pour activer la 3D
Géométrie tétraédrique parfaite, angle HCH = 109.47°

Propriétés physiques

Masse molaire16.0425 g/mol
État à 20 °Cgaz
Densité0.657 mg/cm³
Fusion90.67 K (-182.48 °C)
Ébullition111.65 K (-161.50 °C)
Solubilité (H₂O)22.7 mg/L (25 °C)

Structure

Système cristallin
Mode de rendu 3DBall-and-stick

Description détaillée

Le méthane est la plus simple des molécules organiques — un atome de carbone tétraédriquement lié à quatre hydrogènes — et pourtant l'un des composés les plus stratégiquement importants du XXIᵉ siècle. Composant majoritaire (~85-95 %) du gaz naturel commercial, il fournit environ un quart de l'énergie primaire mondiale, soit comme combustible direct (chauffage, électricité en cycle combiné), soit comme matière première pétrochimique (vaporeformage en H₂ et CO pour la synthèse d'ammoniac, du méthanol et des carburants Fischer-Tropsch).

Climatiquement, son rôle est ambivalent. Sa combustion produit ~50 % moins de CO₂ par kWh que le charbon, ce qui en fait un combustible « de transition » plus propre. Mais le méthane lui-même est un gaz à effet de serre 28 fois plus puissant que CO₂ sur 100 ans (et ~80 fois sur 20 ans). Les fuites le long de la chaîne d'extraction et de transport — pipelines, terminaux GNL, têtes de puits — peuvent annuler entièrement son avantage climatique si elles dépassent ~3 %. La détection satellite récente (TROPOMI, MethaneSAT) a révélé que les émissions fugitives du secteur sont systématiquement sous-estimées par les inventaires officiels.

Au-delà de la Terre, CH₄ a fait l'objet d'observations notables : présence cyclique sur Mars (origine encore débattue : géologique ou biologique), atmosphère et lacs liquides sur Titan (lune de Saturne, où le cycle hydrologique se fait avec du méthane à la place de l'eau), traces sur Encelade. Sur Terre, la majorité du méthane atmosphérique provient de la méthanogenèse — voie métabolique anaérobie de certaines archées dans les zones humides, les rumens des bovins, les rizières et les décharges. Les émissions anthropiques (~60 % du total) augmentent rapidement depuis 2007 sans cause complètement élucidée.

Usages et applications

  • Combustible domestique et industriel
  • Matière première pétrochimique (méthanol, hydrogène, ammoniac)
  • Carburant pour véhicules GNV
  • Production d'électricité en cycle combiné

Sécurité (GHS)

GHS02 · InflammableGHS04 · Gaz sous pression
Phrases H : H220, H280

Gaz extrêmement inflammable, forme des mélanges explosifs avec l'air (5–15 %).

Éléments constitutifs

Références

PubChem CID297
CAS74-82-8
SMILESC