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© CNRS Sorbonne Université / Station Biologique de Roscoff

Le méthane, gaz à effet de serre

Comprendre les sources naturelles de méthane (CH4), y compris le milieu océanique

Le méthane, second gaz à effet de serre après le CO2, est très présent dans les milieux aquatiques. Les chercheurs du CNRS et de Sorbonne Université de la Station Biologique de Roscoff en Bretagne, souhaitent comprendre comment le milieu océanique régule les émissions de méthane. Leur objectif : mieux prendre en compte le rôle du méthane marin dans les bilans de gaz à effet de serre.

Méthane et milieu océanique

Le méthane (CH4) est un combustible à fort potentiel, dont d'énormes quantités sont enfouies dans le sous-sol sous forme de gaz naturel. Également présent dans l‘atmosphère, le méthane est devenu le second gaz à effet de serre, après le gaz carbonique (CO2). Aujourd’hui, 20% du réchauffement climatique lui est attribué.

Les processus naturels responsables d’émission du CH4 restent encore mal définis, et notamment le rôle des milieux aquatiques. En effet, il est estimé que les émissions marines représentent 2 à 20% des émissions totales naturelles.

Le Groupe Interdisciplinaire d’Etude sur le Climat (GIEC) a noté que l’essentiel du CH4 émis dans les masses marines pourrait passer dans l’atmosphère sous forme de CO2. Les temps de résidence du CH4 sont d’environ 50 ans pour les eaux de surface jusqu’à 500 mètres de profondeur, et jusqu’à plusieurs centaines d’années pour les eaux plus profondes.

Comprendre pour ajuster les bilans gaz à effet de serre

L’objectif de l’équipe de recherche dirigée par Cédric Boulart - CNRS Sorbonne Université / Station Biologique de Roscoff - est de mieux prendre en compte le rôle du méthane marin dans les bilans de gaz à effet de serre.

Aussi, le projet vise à évaluer la dynamique du CH4 dans des systèmes océaniques variés avec pour but d’apporter des éléments de réponses aux questions suivantes :

  • Quels sont les flux de CH4 à l’interface air-mer et leur dynamique dans le temps et dans l’espace ?
  • En quoi et dans quelle mesure les processus physiques, chimiques et biologiques des océans peuvent-ils contribuer au contrôle des flux de CH4 vers l’atmosphère ?
  • Quel est l’impact de ces processus sur l’acidification des masses d’eau marines ?
© CNRS Sorbonne Université / Station Biologique de Roscoff
Cédric Boulart © CNRS Sorbonne Université / Station Biologique de Roscoff

Des mesures à haute résolution en mer

L’équipe de Cédric Boulart travaille au développement de nouvelles techniques de mesures in situ à haute résolution afin de prendre en compte la très grande variabilité spatio-temporelle des émissions de méthane.

Concrètement, les chercheurs mettent en oeuvre un nouvel équipement de mesure, un Spectromètre de Masse In Situ (SMIS), permettant la mesure en temps réel des concentrations des gaz dissous tels que le CH4 et le CO2 au cours de différentes missions en mer.

Ces missions en mer sont effectuées dans 3 environnements très contrastés :

  • milieu profond : exempt de toute perturbation mais pouvant abriter des sources ponctuelles de CH4 dont la dynamique reste peu connue. Au cours de la mission SWINGS 2021 (coordonnée par le CNRS), qui aura lieu dans l’Océan Indien à bord du Navire océanographique Marion Dufresne, le SIMS sera déployé pour l’exploration de sources profondes potentielles sur la dorsale sud-ouest indienne,
  • océan de surface : système dit oligotrophe (peu de matière organique) mais caractérisé par des sursaturations en méthane par rapport à l’atmosphère ; c’est le siège de ce qu’on appelle le paradoxe océanique du méthane. L’équipe de Cédric Boulart participe à la mission JC191 dans l’Océan Atlantique à bord du RRS James Cook et coordonnée par le National Oceanography Centre, afin de mieux comprendre la distribution de ces anomalies.
  • milieu côtier : zones d’échange considérées comme les plus productives et les principales émettrices de méthane marin vers l’atmosphère. L’équipe de Cédric Boulart réalise chaque mois des campagnes de mesure en Baie de Morlaix (Bretagne) afin de quantifier le transfert du méthane estuarien vers le large.

Participation de la Fondation Air Liquide

La dotation de la Fondation Air Liquide permet l’acquisition d’équipements, dont le Spectromètre de masse in situ.

FICHE D'IDENTITE

  • Porteur du projet : Sorbonne Université
  • Localisation : Roscoff, Bretagne, France
  • Année de soutien : 2019
  • Manager R&D Air Liquide : M. Sundar, Global Lab Director, Life Sciences, Delaware Innovation Campus
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