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Observation and Modelling of Radiocarbon in Atmospheric Methane for Methane Source Identification

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Une innovation dans le domaine du radiocarbone révèle les sources d’émission de méthane

Afin de pouvoir agir efficacement sur le changement climatique, nous devons déterminer les sources de nos émissions de gaz à effet de serre. Pour ce faire, un projet pionnier financé par l’UE a mis au point de nouvelles méthodes permettant de déterminer l’origine du méthane présent dans l’atmosphère.

Changement climatique et Environnement icon Changement climatique et Environnement

Les émissions de gaz à effet de serre sont la principale cause du changement climatique mondial, et le méthane est le deuxième plus grand contributeur après le dioxyde de carbone (CO2). «Le méthane est à la fois naturellement présent dans l’atmosphère et d’origine humaine», explique Heather Graven, coordinatrice du projet METHID, de l’Imperial College London au Royaume-Uni. «Les principales sources anthropiques d’émissions de méthane sont l’agriculture, les décharges et l’industrie des combustibles fossiles.» La concentration des émissions de méthane a plus que doublé depuis le début de la révolution industrielle. Pour réduire le réchauffement causé par le méthane, l’UE — et plus de 100 pays — ont signé l’engagement mondial en faveur du méthane. Cet engagement s’engage à réduire les émissions mondiales de méthane d’au moins 30 % d’ici 2030.

Mesurer les émissions de méthane

Pour évaluer ces objectifs, les scientifiques doivent toutefois pouvoir mesurer avec précision la quantité de méthane contenue dans l’atmosphère. Et pour entreprendre des actions ciblées, nous devons être en mesure d’attribuer les émissions de méthane à des sources spécifiques. «Plusieurs méthodes permettent d’estimer les émissions de méthane provenant de différentes sources», explique Heather Graven. «Nous pouvons compter les vaches et multiplier leur nombre par la quantité de méthane que nous supposons que chacune d’elles émet afin d’estimer les émissions totales des vaches. Nous pouvons procéder de la sorte pour tout type de sources. Le problème, c’est que lorsque nous additionnons toutes ces estimations, le résultat est généralement trop élevé.» Les scientifiques effectuent également des mesures atmosphériques régulières afin d’évaluer les concentrations de méthane. Cependant, la simple mesure de la concentration de méthane ne nous donne pas nécessairement une image claire de l’origine de ces émissions.

Identifier les sources d’émission

Le projet METHID, qui était financé par le Conseil européen de la recherche, avait pour ambition de développer de nouvelles méthodes d’échantillonnage du méthane atmosphérique et de déterminer la source spécifique des émissions à l’aide de mesures au radiocarbone. «Il faudrait normalement collecter des centaines de litres d’air pour obtenir une quantité suffisante de méthane pour réaliser des mesures de radiocarbone», ajoute Heater Graven. «Mais il est difficile de collecter et de transporter de tels volumes d’air, c’est pourquoi si peu de mesures ont été effectuées.» Au lieu de cela, Heater Graven et son équipe ont mis au point une nouvelle méthode permettant d’extraire le méthane directement de l’air. Le méthane est oxydé et piégé sur un tamis moléculaire, puis transporté au laboratoire de datation au radiocarbone. «Le radiocarbone nous permet de distinguer les différents types de sources de méthane», explique Heater Graven. «Les combustibles fossiles sont si vieux que tout le radiocarbone — qui est la forme radioactive du carbone avec une demi-vie de 5 700 ans — s’est désintégré depuis longtemps.» Cela signifie que la mesure de quantités plus élevées de radiocarbone révèle des sources plus biogènes, telles que les décharges et l’agriculture, tandis que la mesure de quantités plus faibles de radiocarbone révèle des sources de combustibles fossiles, telles que des fuites de gaz naturel.

Stratégies d’atténuation efficaces

Heater Graven et son équipe ont trouvé plus de méthane d’origine fossile dans les échantillons recueillis sur le toit de leur laboratoire qu’ils ne l’avaient escompté. Cela suggère que la quantité de gaz naturel qui se dégage de Londres est plus importante que ce que l’on pensait. «Pour élaborer des stratégies d’atténuation efficaces, nous devons avoir une meilleure idée de l’endroit où concentrer nos efforts», fait remarquer Heater Graven. C’est sur ce point que le projet METHID peut réellement apporter une contribution précieuse aux futures stratégies climatiques. Dans une prochaine étape, Heater Graven et son équipe vont mener leurs recherches plus avant: elles prévoient d’utiliser leur méthode pionnière pour mesurer le radiocarbone dans le monoxyde de carbone, et d’ainsi mieux comprendre les réactions chimiques qui éliminent le méthane de l’atmosphère.

Mots‑clés

METHID, méthane, émissions, gaz à effet de serre, atmosphère, radiocarbone, dioxyde de carbone

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