MÉTHANE

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Formule brute : CH4

Masse moléculaire : 16,04 g

Masse spécifique : 0,716 8 g/l

Point d'ébullition : — 161,5 0C

Point de fusion : — 184 0C

Le méthane est un hydrocarbure saturé, le plus simple des alcanes. C'est un gaz incolore, d'odeur légèrement alliacée, qui a été découvert en 1778 par A. Volta.

Les quatre liaisons C—H du méthane sont de longueur égale et identiques par leurs propriétés physiques (spectroscopiques, etc.) et chimiques (pas d'attaque préférentielle). Ce fait suggère que l'orbitale 2 s et les trois orbitales 2 p du carbone se combinent pour donner quatre orbitales hybridées sp3 identiques. Le carbone est ainsi au centre d'un tétraèdre.

En présence d'oxygène ou d'air, le méthane détone au contact d'une flamme ; suivant la proportion d'oxygène présent, on peut avoir plusieurs produits de cette réaction d'oxydation : CH4 + 2O2 → CO2 + 2 H2O, et CH4 + O2 → CO + H2 + H2O.

Avec l'oxygène, le méthane s'enflamme à 667 0C, mais en présence de certains métaux, comme le palladium, ce point d'ignition est abaissé, et l'oxydation commence alors à 450 0C. L'oxydation du méthane par la vapeur d'eau se produit entre 800 et 1 000 0C, et elle est réversible : CH4 + H2O ⇆ CO + 3 H2, et CH4 + 2 H2O ⇆ CO2 + 4 H2.

On peut obtenir les produits de substitution d'un ou plusieurs hydrogènes du méthane par des halogènes. La chloruration du méthane en particulier a été très étudiée ; en effet, les quatre dérivés chlorés possibles sont largement utilisés : le chlorure de méthyle (CH3Cl), le chlorure de méthylène (CH2Cl2), le chloroforme (CHCl3), et le tétrachlorure de carbone (CCl4). Cette réaction est influencée par de nombreux facteurs : lumière, température, concentration des réactifs, catalyseurs.

D'autre part, le méthane peut subir une décomposition thermique ou électrique et peut engendrer ainsi, selon les conditions opératoires, de nombreux produits (carbone, hydrogène, acétylène, éthane, éthylène, hydrocarbures aromatiques).

Se formant par fermentation au cours de la décomposition des matières organiques, le méthane est le principal constituant du gaz naturel. Il apparaît au cours des opérations de crackage du pétrole. Il est utilisé comme combustible et comme gaz d'éclairage. Par dissociation thermique et oxydation par la vapeur d'eau, il constitue une source d'hydrogène de plus en plus importante pour l'industrie pétrochimique. C'est le point de départ de nombreuses synthèses de produits organiques, en particulier de l'acide cyanhydrique (et de certains de ses dérivés) et des dérivés chlorés du méthane.

—  Dina SURDIN

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Dans le chapitre « L'ozone troposphérique »  : […] L'ozone contenu dans la stratosphère protège la vie parce que le lien assez lâche entre le troisième atome d'oxygène et les deux autres permet l'absorption des photons de l'U.V. proche lorsqu'ils rompent ce lien. Mais, pour la même raison, l'ozone se combine facilement avec d'autres molécules ou atomes. Cette réactivité correspond à une toxicité, ce qui peut être utile. Pour tuer les microbes, pou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ozone-atmospherique/#i_2988

PÉTROLE - L'exploration pétrolière

  • Écrit par 
  • Alain PERRODON
  •  • 6 934 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Roches mères »  : […] Les hydrocarbures sont le résultat de la transformation au cours de l'enfouissement de sédiments riches en matière organique. Ces sédiments se déposent le plus souvent dans des dépressions lacustres ou marines, en milieu confiné et anoxique. Sous l'action des transformations bactériennes, qui libèrent certaines quantités de méthane (gaz des marais, ou gaz biogénique), la matière organique, d'orig […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-l-exploration-petroliere/#i_2988

PÉTROLE - L'exploitation des gisements

  • Écrit par 
  • Yves BARBIER, 
  • Daniel CHAMPLON, 
  • Pierre SIMANDOUX
  •  • 7 212 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Équipement des champs »  : […] L'effluent de chaque puits d'un champ doit être conduit jusqu'au point d'expédition. Au cours du trajet, un certain nombre de mesures sont faites et les hydrocarbures amenés à un état acceptable par le client. Les dispositions de l'équipement des champs varient en fonction de la nature de leur production, principalement liquide ou principalement gazeuse, de leur étendue, du relief de la région et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-l-exploitation-des-gisements/#i_2988

SATURNE, planète

  • Écrit par 
  • André BOISCHOT, 
  • André BRAHIC, 
  • Daniel GAUTIER, 
  • Guy ISRAËL, 
  • Pierre THOMAS
  • , Universalis
  •  • 12 516 mots
  •  • 49 médias

Dans le chapitre « Résultats scientifiques »  : […] Encelade, de 500 kilomètres de diamètre, est un des objets les plus brillants du système solaire. Sa surface, où la température est de — 201  0 C, et qui semble être entièrement recouverte d'un tapis de neige, présente néanmoins une grande variété de terrains, avec des cratères, des failles et des plaines. Ces caractéristiques témoignent d'une activité géologique qui aurai […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/saturne-planete/#i_2988

TERRE - Le système Terre et sa transformation

  • Écrit par 
  • Robert KANDEL
  •  • 2 176 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « L'altération anthropique de l'atmosphère »  : […] Depuis l'Année géophysique internationale de 1957, l'homme mesure avec précision les modifications de l'environnement à l'échelle globale, plus spécifiquement celles de la composition chimique de l'atmosphère. Prévu depuis au moins un siècle par quelques scientifiques, l'enrichissement de l'atmosphère en gaz carbonique résulte indubitablement de nos activités agricoles et industrielles : déforest […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/terre-le-systeme-terre-et-sa-transformation/#i_2988

URANUS, planète

  • Écrit par 
  • André BRAHIC
  •  • 4 679 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « La planète »  : […] Les images d'Uranus révèlent la présence de nuages, de bandes parallèles à l'équateur et de couches de brume. En particulier, le pôle qui fait actuellement face au Soleil est couvert d'une calotte de brume. Le mouvement des nuages a permis de mesurer la période de rotation de l' atmosphère d'Uranus. L'atmosphère d'Uranus tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre et plus rapidement que l'i […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/uranus-planete/#i_2988

VOSTOK, Antarctique

  • Écrit par 
  • Robert KANDEL
  •  • 457 mots

Depuis l'achèvement en 1998 des forages dans la glace de l'Antarctique à la station russe de Vostok, les chercheurs disposent de carottes de glace jusqu'à une profondeur de 3 623 mètres, enregistrant plus de 420 000 ans (420 ka) d'histoire du climat et de la composition de l'atmosphère. En 1999, en collaboration avec des équipes russes et des chercheurs de plusieurs autres pays, les équipes de Gr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vostok-antarctique/#i_2988

Pour citer l’article

Dina SURDIN, « MÉTHANE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/methane/