PARTIE 2 (6 points) -  DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Le méthane CH4 est présent sous différentes formes dans la nature.
On peut le trouver dans des gisements de gaz naturel (dont le méthane est le constituant principal), en Algérie ou en Sibérie par exemple. C'est aussi le gaz de Lacq, nom de la ville du bassin Aquitain près de laquelle il était extrait jusqu'en 2013. La « fontaine ardente », située sur la commune de Le Gua, en Isère est aussi la preuve de l’existence de gisements. Elle est caractérisée par une flamme permanente à l'extrémité d'un tuyau, au sommet d’un tas de cailloux (visible sur la photo ci- dessus).
Le méthane peut aussi être présent dans certains schistes*, piégé dans ses feuillets et microfissures. Ces roches constituent un réservoir de méthane, situé vers 2 000 mètres de profondeur. Ce gaz est alors appelé « gaz de schiste ».

*schiste : roche qui a pour particularité d'avoir un aspect feuilleté.
La fontaine ardente, commune de Le Gua, Isère, photographiée par Pierre THOMAS.


Document 1 : le gaz de schiste
L’exploitation du « gaz de schiste » est en plein essor depuis l'année 2001, au Canada et aux Etats-Unis, dans la perspective d’une moindre dépendance énergétique. Ainsi, les Etats-Unis sont passés, en 2012, du quatrième au sixième rang dans le classement des importateurs nets de gaz. Dans le futur, les Etats-Unis pourraient, selon certaines prévisions, redevenir un exportateur d'énergie.

Document 2 : information sur le méthane
Le méthane, comme tous les gaz à effet de serre, a une capacité d'absorption élevée du rayonnement infrarouge (environ 100 fois plus que celle du dioxyde de carbone CO2).

Document 3 : extraction du gaz de schiste par fracturation hydraulique
source : the New York Times Al Granberg « Propublica ».


Question 1 :
Citer deux formes sous lesquelles le méthane peut se trouver dans le sous-sol.
Question 2 :
Expliquer si le gaz de schiste est une source d’énergie renouvelable ou non renouvelable. Proposer une réponse argumentée.
Question 3 :
Expliquer l’intérêt que peut avoir un pays comme les Etats-Unis à extraire du gaz de schiste.
Question 4 :
L’exploitation du gaz de schiste présente des inconvénients en termes d’empreinte environnementale. Indiquer ces inconvénients pour les sols et les nappes phréatiques.
Question 5 :
« Le gaz de schiste est considéré comme un Gaz à Effet de Serre (GES), aussi bien lors de son exploitation que lors de son utilisation (combustion) ».
Justifier l’affirmation précédente en vous appuyant sur les documents et sur vos connaissances (vous illustrerez votre réponse en donnant notamment une équation de réaction chimique).


Réponses attendues

Barême

1. Le méthane existe sous forme de gaz naturel ou de gaz de schiste.

1 pt

2. Le gaz de schiste est une énergie non renouvelable car comme le pétrole ou le charbon, il provient de la décomposition de la biomasse il y a des millions d’années). Le stock ne se renouvelle pas à l’échelle de temps humain

1,5 pt

3. Par l'extraction du gaz de schiste, les Etats Unis obtiennent une diminution de leur dépendance énergétique

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4. Certains produits chimiques utilisés au cours de l'extraction du gaz de schiste sont toxiques, une partie s'écoule dans les sols jusqu'aux nappes phréatiques par les eaux usées.

Il y a infiltration de méthane et de liquide de fracturation dans les aquifères.

0.5 pt 0.5 pt

5. Une partie du méthane s'échappe dans l'atmosphère à cause des fuites au cours de l'extraction, comme le montre le document 1, or d'après le document 3 le méthane est un Gaz à Effet de Serre (GES).

La réaction chimique de combustion du méthane produit du CO2, qui est un GES.

Equation de réaction : CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

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