congrès Lyon 2014

26 au 29 octobre 2014





CP3 - Clathrates hydrates de gaz :

problématiques naturelles  et industrielles

Jean-Michel HERRI

Ecole Supérieure des Mines

Saint-Etienne



Les clathrates hydrates de gaz, communément dénommés hydrates de gaz, sont des composés solides, formés par la combinaison d'eau et de petites molécules. L'eau forme un réseau cristallin particulier qui libère des cavités dans lesquelles peuvent être piégées des molécules plus petites. La cohésion du réseau d'eau est assuré par les liaisons hydrogène, ce qui confère une grande enthalpie de formation qui peut être mise à profit pour stocker des thermies. Les petites molécules sont piégées dans les cavités par des interactions de type van der Waals qui peuvent être utilisées pour séparer des composés gazeux.
Cet exposé présentera la structure des hydrates et les différents contextes naturels dans lesquels ils peuvent se former.
Tout d'abord, nous présenterons le contexte terrestre dans les glaces profondes (Antarctique, hydrates d'air), sous le permafrost (hydrates de méthane) ou les sédiments marins (hydrates de méthane) et le fond de quelques lacs volcaniques (hydrates de CO2). Nous discuterons les risques et les bénéfices d'une telle présence. Nous étudierons ensuite le contexte extra-terrestre et le rôle possible de ces composés en planétologie.
Enfin, nous envisagerons les contextes industriels liés à leur présence inopportune (production pétrolière) ou souhaitée (production gazière et stockage du CO2, séparation gazeuse, climatisation industrielle, purification d'eau). Nous présenterons deux projets d'industrialisation en faisant un focus sur la démarche globale, entre les expérimentations de laboratoire et le développement de prototypes.


Pour en savoir plus :

Jean-Michel Herri est directeur-adjoint du centre SPIN (Sciences des Processus Industriels et Naturels), responsable des formations en Génie des Procédés et Énergie à l’École Supérieure des Mines de Saint-Etienne.