Enfermé dans un tube où il est parcouru de minuscules décharges électriques, le méthane subit une métamorphose : sous l’effet de ces « éclairs », le gaz est transformé en plasma. Le méthane peut alors être converti en méthanol, un composé chimique largement utilisé dans l’industrie, notamment comme solvant, et envisagé comme un carburant alternatif.
La transformation du méthane en méthanol n’est pas une idée nouvelle. Elle est même déjà maîtrisée industriellement, mais via des procédés indirects. Ceux-ci passent par la production de gaz de synthèse, une étape intermédiaire énergivore qui nécessite des températures élevées et plusieurs transformations successives. Résultat : ces méthodes consomment beaucoup d’énergie et s’accompagnent d’importantes émissions de dioxyde de carbone à l’échelle mondiale.
Un défi chimique de taille
Depuis plusieurs années, des équipes de recherche tentent donc de mettre au point des méthodes plus directes. Mais la tâche est complexe. Non seulement la conversion du méthane nécessite des conditions extrêmes, mais le méthanol formé est lui-même instable : il peut rapidement se dégrader en dioxyde de carbone.
Des chimistes de l’Université Northwestern explorent une autre voie : celle du plasma froid. Contrairement aux plasmas très énergétiques que l’on trouve dans les étoiles, ce type de plasma n’échauffe pas uniformément la matière. Seuls les électrons atteignent des températures très élevées, de plusieurs dizaines de milliers de degrés, tandis que le reste du milieu reste à température ambiante.
Dans ce contexte, un mélange de méthane et d’eau est activé sous forme de plasma. Les molécules se fragmentent, puis se recombinent pour former du méthanol. Celui-ci se dissout ensuite dans l’eau, aux côtés d’autres produits comme de l’hydrogène. Les chercheurs rapportent ainsi qu’environ 57 % des produits formés sont du méthanol.
Encore loin de l’échelle industrielle
Malgré ces résultats prometteurs, la technologie en est encore à un stade expérimental. Plusieurs verrous restent à lever, notamment l’amélioration du rendement global et la séparation du méthanol des autres composés formés lors de la réaction. À plus long terme, les scientifiques envisagent toutefois des applications concrètes. Ce type de dispositif pourrait être installé directement sur des sites pétroliers ou gaziers, principales sources de fuites de méthane, afin de capter et valoriser ce gaz avant qu’il ne soit relâché ou brûlé dans l’atmosphère.
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