Gaz de couche

Ne doit pas être confondu avec gaz de houille.

Cet article concerne l'aspect géologique. Pour l'aspect historique, voir grisou.

Le « gaz de couche » parfois dit « gaz de houille » ^[1] (expression qui a aussi un autre sens) ou gaz de charbon, est un gaz, principalement constitué de méthane, qui est piégé (adsorbé) au cœur de la matrice solide du charbon (charbon bitumineux et anthracite surtout) dans les bassins houillers, dans les micropores du charbon non exploité ou incomplètement exploité. Ce gaz a d'abord été connu comme « grisou », si redouté des mineurs en raison des explosions souvent mortelles de poches de gaz accumulé dans certaines galeries.

Classé dans la famille des gaz de roche-mère et localement extrait de couches de charbon non exploitable car « soit trop profondes, soit de trop mauvaise qualité pour donner lieu à une exploitation minière classique » (comme dans le cas des charbons de bas-rang du bassin de la Powder River), il est (selon un bilan de l'IFP publié en 2013) exploité industriellement « dans plus d'une douzaine de pays dans le monde »^[2]. Son origine géologique est principalement « thermogénique », mais il contient une certaine proportion de « gaz biogénique »^[3] (d'origine bactérienne, produit par certaines archaeobacteriae dites « méthanogènes »^[4]). À grande profondeur là où le charbon n'a pas été exploité, ce gaz est présent sous forme quasi-liquide en raison de la pression à laquelle il est soumis, mais il est généralement fortement « adsorbé » dans la matrice charbonneuse.

Les caractéristiques physiques et chimiques du charbon, ainsi que sa profondeur (pression/température) conditionnent la plus ou moins grande capacité d'un charbon à adsorber et désorber le méthane^[5] à un « rythme d'exploitation » plus ou moins rapide (variable dans l'espace et dans le temps). Selon sa nature et son histoire géologique le charbon est en effet plus ou moins saturé en gaz de couche^[6]. Dans les meilleurs gisements (par exemple le bassin houiller de la rivière Powder dans le Wyoming), contrairement à beaucoup de « gaz naturels conventionnels », le méthane de houille contient très peu d'hydrocarbures plus lourds (tels que le propane ou le butane, peu d'azote (moins de 3 %^[7]) et peu de CO₂ (moins de 3 %^[7]). Toutefois, certaines veines de charbon (telles que celles de certaines régions de l’llawarra Coal Measures, dans le NSW, Australie) contiennent naturellement peu de méthane et beaucoup de CO₂.

Son comportement in situ (en profondeur et sous haute pression) est encore mal compris (il ne peut être dans ces conditions assimilé à un gaz parfait, de plus sa composition varie, de même que celle des charbons dans lesquels il est adsorbé), mais dans certaines conditions, il peut être désorbé et valorisé comme source d'énergie ou de carbone pour la carbochimie, mais c’est aussi un puissant gaz à effet de serre s’il est perdu dans l’atmosphère et, comme toutes les sources d’énergies fossiles, il produit du CO₂ quand on le brûle.