Une instrumentation novatrice pour étudier la biosphère profonde de la mer Méditerranée
Les hydrates de gaz sont des structures cristallines de molécules d'eau semblables à de la glace qui forment des cavités dans lesquelles des gaz hydrocarbonés de faible masse moléculaire (en particulier le méthane) sont emprisonnés. De grandes quantités d'hydrates naturels de méthane ont été localisées aux quatre coins du monde, sous les pergélisols de l'Arctique et au fond des mers, dans des sédiments des marges continentales extérieures. Ils pourraient constituer une ressource énergétique potentielle énorme à condition de mettre au point une technologie pour leur récupération à un coût économique. La mise au point d'une méthode efficace d'extraction du méthane hors de son réservoir exige la collecte d'informations fondamentales sur les mécanismes à la base de la formation et de la dissociation des hydrates de gaz et leurs propriétés, dont la cinétique et la croissance des cristaux. Dans le cadre du projet ANAXIMANDER, financé par la Commission européenne, les partenaires ont adopté une approche intégrée en vue d'explorer et d'évaluer les hydrates de gaz dans la Méditerranée orientale. Grâce à l'utilisation d'instruments d'échantillonnage de pointe, ils sont ainsi parvenus à ramener à bord des carottes de sédiments contenant des hydrates de gaz provenant de monts sous-marins afin de réaliser un sous-échantillonnage avec une distorsion minimale de leurs propriétés. Aux fins de l'étude optique des cristaux d'hydrates de gaz et de leurs propriétés macroscopiques, les chercheurs ont mis au point une nouvelle cellule permettant de contrôler la pression et la température dans des espaces définis et d'obtenir ainsi les conditions rencontrées dans les sédiments. La cellule optique à haute pression a été fabriquée avec un capillaire en verre étroit et installée dans un récipient en laiton fendu, ce qui a permis d'obtenir une température constante définie. La formation rapide d'hydrates de gaz peut être initiée à l'interface entre l'eau et le gaz placée à un niveau prédéterminé en retirant le liquide situé à l'intérieur du capillaire. Selon la pression, la stabilité thermique des hydrates de gaz est généralement comprise dans une plage de 270-295 K. Un hydrate sll cubique a été obtenu à partir d'un gaz composé d'environ 0,5 % d'éthane et de 99,5 % de propane à basses températures. Des cristaux sl concurrents se sont quant à eux développés lors du transfert des hydrates de gaz d'une zone plus froide vers une zone plus chaude. L'identification complémentaire de phases d'hydrate spécifiques dans des conditions similaires à leur environnement naturel devrait compléter la méthode habituelle de caractérisation de l'analyse des gaz émis à partir d'échantillons envoyés par le laboratoire.
