Généralités

Au cours de ce TPE nous analysons les hypothèses évoquées généralement en présentant premièrement en quoi elles seraient valables, puis en étudiant leurs éventuels défauts. Il est donc normal que notre étude semble « contradictoire » à développer une hypothèse pour la réfuter immédiatement après.

L'hydrate de méthane, plus généralement nommé "glace de méthane" ou encore "glace qui brûle", est un solide d'origine organique naturellement présent dans les fonds marins, et dans les zones glacées comme les régions polaires ou le pergélisol. Cet hydrate de méthane est une énergie non renouvelable (disponible en quantité limitée sur la surface terrestre) et est indirectement une source directe d'émanation de CO2 et de méthane, deux gaz connus pour être la cause principale du réchauffement climatique de part leur facilité à provoquer "l'effet de serre".

Initialement, le méthane qui compose en partie les hydrates de méthanes, est dû à la décomposition de matières organiques (restes d'êtres vivants animaux ou végétaux) dans les sédiments. Sa formule chimique est CH4, c’est donc une molécule organique.

L'hydrate de méthane est donc, chimiquement parlant, une molécule de méthane entourée d'une "cage de glace". C'est donc un composé formé de molécules d'eau qui "piègent" des molécules de méthane. C’est ce qu’on appelle un « clathrate », une forme de glace ouverte qui « piège » des molécules de gaz. Pour rester stables, des conditions particulières de pression et de température sont nécessaires. Ainsi un hydrate de méthane ne restera sous forme solide qu'à une certaine pression en fonction de la température et inversement. S’il n’est pas soumis à ces conditions, l’hydrate de méthane solide passera alors sous forme gazeuse, c’est ce qu’on appelle la « sublimation ». Le diagramme en courbe ci-dessous présente très bien l'évolution de la température nécessaire en fonction de la pression appliquée à l'hydrate de méthane pour qu’il ne se sublime pas.

Un simple changement de température ou de pression (par exemple un séisme qui produit de la chaleur ou des frottements entre les plaques lithosphériques) peut faire passer le solide sous forme de gaz qui remontera donc vers la surface autant que possible (car bien plus léger que l'eau ou les roches qui l'entoure). Il est aussi important de savoir que 1m3 d'hydrate de méthane peut contenir jusqu’a 164m3 de méthane, et que ce sont donc d'importantes quantités de méthane qui peuvent être libérées de cette manière.

C'est donc une question de tectonique des plaques qui permet de justifier cette hypothèse d'hydrate de méthane.