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Le gaz naturel est un mélange dont le constituant principal est le méthane (CH4). Il est donc composé majoritairement d'hydrogène et de carbone, d'où son nom d'hydrocarbure.
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Le gaz naturel est un mélange gazeux d'hydrocarbures saturés où domine le méthane, et de composés oxygénés, azotés ou sulfurés. Après épuration, le gaz naturel contient entre 81 et 97 % de méthane.
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D'un gisement à l'autre, la composition des gaz naturels varie : composés oxygénés, azotés ou sulfurés en proportions variables et surtout alcanes.
Principaux constituants du gaz naturel, mais aussi du pétrole, les alcanes sont des composés chimiques formés de carbone et d'hydrogène : ils appartiennent à la famille des hydrocarbures saturés.
Nous trouvons parmi eux :
- le méthane (70 à 95 % du gaz naturel) ;
- l'éthane ;
- le propane ;
- le butane ;
- le pentane ;
- l'hexane .
Il existe trois sortes d'alcanes : - - les hydrocarbures légers qui restent gazeux sous la pression atmosphérique et à température ambiante : méthane, éthane, propane, butane .
- - les hydrocarbures lourds qui deviennent liquides dans les conditions ordinaires : ce sont les principaux constituants des carburants (essence, kérosène, gazole) .
- - les hydrocarbures solides : au delà de 17 atomes de carbone (paraffine).
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Le méthane est le principal constituant du gaz naturel.
C'est le premier et le plus simple des alcanes : un seul atome de carbone.
Les propriétés du méthane donnent au gaz naturel des caractéristiques particulières.
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Le méthane est :- - inodore (le gaz naturel est odorisé après son extraction, pour des raisons de sécurité) ;
- - incolore ;
- - non toxique ;
- - plus léger que l'air, le propane et le butane : sa densité est de 0,55. Cette notion est importante au niveau de la sécurité : une fuite de gaz naturel se dissipe beaucoup plus dans une pièce possédant une ventilation haute tandis que le propane (densité 1,52) et le butane (densité 2,10), plus lourds que l'air, s'évacuent surtout par une ventilation basse ;
- - sa température d'ébullition est de - 163 °C : le gaz naturel est donc transporté à l'état gazeux dans des gazoducs ou à l'état liquide dans des méthaniers. Les GPL ( butane et propane ) se liquéfient plus facilement : leur transport a donc lieu à l'état liquide en bouteilles. Le propane peut être entreposé à l'extérieur des locaux, mais pas le butane : en hiver, il risquerait de rester liquide aprés détente ;
- - inflammable : la combustion du méthane produit une quantité de chaleur utilisable ; le pouvoir calorifique du gaz naturel est le plus élevé des combustibles fossiles (53MJ/kg), ce qui fait du gaz naturel une importante source d'énergie mécanique et calorifique ;
- - convertible : le méthane, le plus simple des alcanes (un seul atome de carbone), est peu réactif puisque sa molécule a une structure élémentaire. Les atomes d'hydrogène sont liés au carbone par une liaison covalente unique extrêmement solide.
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En dépit de cette faible réactivité, le méthane reste la matière première la plus économique pour la production d'hydrogène et de monoxyde de carbone, deux gaz essentiels en pétrochimie.
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Le reformage du méthane à la vapeur d'eau permet d'obtenir un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène.
Les conversions du méthane produisent : - - de l'ammoniac, utilisé dans l'industrie des engrais, dans la préparation des composés organiques azotés, dans les appareils frigorifiques et en industrie chimique.
- - du méthanol, utilisé comme solvant (additif dans les carburants, les plastiques ou les adhésifs), comme combustible et comme matière première pour de nombreuses synthèses chimiques.
- - de l'acétylène.
- - de l'acide cyanhydrique.
- - du sulfure de carbone.
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Le méthane qui se dégage des matières en décomposition était autrefois appelé "gaz des marais". |
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