De profondes quantités de méthane hydrate sont stockées sous la surface de la mer — une substance semblable à de la glace composée de méthane et d'eau. Ces gisements naturels contiennent plus d'énergie que tous les combustibles fossiles connus réunis. Cependant, leur exploitation nécessite une technologie de mesure de haute précision, notamment à des profondeurs extrêmes.
Qu'est-ce que le méthane hydrate ?
Le méthane hydrate, aussi appelé "glace combustible", se forme sous haute pression et basse température, comme dans la fosse océanique ou dans les zones de pergélisol. C'est une substance cristalline dans laquelle des molécules de méthane sont enfouies dans un réseau de molécules d'eau. On estime que dans le monde, environ 3000 gigatonnes de carbone sont stockées dans des hydrates de méthane — plus que dans tous les gisements connus de charbon, de pétrole et de gaz réunis.
Le projet SUGAR : recherche et utilisation du méthane hydrate
Sous la direction de l'Institut Leibniz pour les sciences marines de Kiel (IFM-GEOMAR), le projet SUGAR (Stockages de gaz hydrate sous-marin : exploration, extraction et transport) a été lancé. L'objectif est de développer des technologies pour extraire le méthane des hydrates tout en stockant le dioxyde de carbone (CO₂) en toute sécurité dans le fond marin. Une partie du projet se concentre sur la géophysique sismique des réservoirs d'hydrates à l'aide de capteurs hydroacoustiques traînés en profondeur.
Défis dans la technologie de mesure en haute mer
Pour localiser précisément les nœuds de mesure à des profondeurs allant jusqu'à 4000 mètres, une mesure de pression précise est essentielle. Les exigences pour les capteurs sont donc élevées :
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Résistance à la corrosion : Utilisation dans l'eau salée de la mer
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Haute précision : Erreur totale (TEB) inférieure à 0,1 bar
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Résolution fine : Meilleure que 0,01 bar
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Plage de mesure étendue : 0 à 400 bar, correspondant à 0 à 4000 mètres de profondeur d'eau
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Résistance à la température : -2 à 40 °C
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Résistance à l'isolation électrique : Plus de 600 V contre l'eau de mer
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Efficacité énergétique : Faible consommation électrique sous 5V ou 3,3V de tension d'alimentation
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Interfaces de communication : I2C et Modbus jusqu'à 100 kbits/s
En raison de ces exigences, les capteurs de pression piézorésistifs avec boîtier en titane, fournis par STS Sensor Technik Sirnach AG, ont été choisis. Le titane offre une excellente résistance à la corrosion et une stabilité mécanique dans des conditions extrêmes.
Conclusion
L'exploitation du méthane hydrate en tant que future source d'énergie nécessite des technologies innovantes et une mesure précise. Des projets tels que SUGAR montrent comment la collaboration interdisciplinaire entre instituts de recherche et partenaires industriels comme STS Sensor Technik Sirnach AG contribue au développement de telles technologies. Avec des capteurs de pression robustes et précis, l'utilisation sûre et efficace de ces vastes réserves d'énergie devient possible.
