Le méthane nuit au climat - au cours des 20 premières années suivant son émission, il est même environ 80 fois plus nocif pour le climat que le CO₂. En même temps, ce gaz à effet de serre à courte durée de vie offre un énorme potentiel pour la protection du climat, notamment dans l'industrie pétrolière et gazière. En effet, les mesures dites « sans regret » permettent souvent d'éliminer les fuites rapidement, à moindre coût et durablement. Ce qui s'échapperait sinon sans que l'on s'en aperçoive peut être récupéré, brûlé ou réutilisé à la place. Une étude de l'Empa, basée sur deux campagnes internationales de mesures dans le sud de la Roumanie, montre que les mesures sont effectivement efficaces : Après la première campagne de 2019, les entreprises ont réagi aux fuites identifiées - et ont réparé leurs infrastructures. « Lorsque nous avons effectué de nouvelles mesures en 2021, bon nombre des fuites avaient disparu », explique Gerrit Kuhlmann, auteur de l'étude à l'Empa. Selon les scénarios, les émissions de méthane dans la région ont diminué jusqu'à 60 pour cent.

Les super-émetteurs sont essentiels pour la réduction des émissions

Dans l'UE, environ un tiers des émissions de méthane liées à l'énergie proviennent de la production de pétrole et de gaz. Une part importante est produite en Roumanie - mais les données officielles se basent sur des calculs et non sur des mesures directes. Pour combler cette lacune, la campagne ROMEO (« ROmanian Methane Emissions from Oil and Gas ») a été lancée en 2019 : À l'aide d'appareils de mesure mobiles, de drones et d'avions, des équipes de recherche internationales ont collecté pour la première fois des données indépendantes dans le sud de la Roumanie. Une étude menée par l'Université d'Utrecht a montré que les émissions de méthane mesurées dans cette région étaient non seulement nettement plus élevées que prévu, mais aussi deux à trois fois plus élevées que les valeurs officiellement déclarées pour l'ensemble du secteur pétrolier et gazier roumain.
Ce qui est particulièrement frappant, c'est que seulement 10 pour cent des installations ont provoqué environ 70 pour cent des émissions de méthane lors de l'étude. Ces « super-émetteurs » ont un effet disproportionné - et sont donc particulièrement importants pour les mesures de protection du climat", explique Gerrit Kuhlmann. Comme il n'est guère possible, avec les méthodes de mesure traditionnelles, de rechercher de manière ciblée des super-émetteurs dans une région de la taille de la Suisse, qui compte plusieurs milliers d'installations, une nouvelle campagne de mesure a été lancée en 2021, cette fois-ci exclusivement par voie aérienne : l'instrument AVIRIS-NG a permis de déterminer directement les émissions de chaque source potentielle en deux jours. Ce procédé d'imagerie établit des cartes du méthane dans l'atmosphère avec une résolution d'environ cinq mètres et détecte ainsi les fuites de méthane à plusieurs kilomètres d'altitude.

Les émissions ont nettement diminué

Avec l'instrument de mesure, les chercheurs ont survolé en peu de temps environ 80 pour cent de l'infrastructure pétrolière et gazière dans le sud de la Roumanie. Ils ont toutefois détecté nettement moins de super-émetteurs que prévu. « Nous avons informé les entreprises concernées des plus grosses fuites de 2019 - et nombre d'entre elles ont apparemment été réparées », explique Gerrit Kuhlmann. Lors de visites ultérieures sur place, il est apparu que les fuites ont été colmatées ou que le méthane qui s'échappe est brûlé de manière contrôlée. Cette dernière solution est environ 80 fois plus respectueuse du climat que le simple fait de le laisser s'échapper. En outre, des sources qui avaient été ignorées en 2019 ont pu être identifiées pour la première fois. Il s'agit de tuyaux d'aération qui, pour des raisons de sécurité, rejettent le gaz excédentaire dans l'atmosphère à l'écart de l'installation proprement dite.
Afin de comparer les données de la première campagne de mesure ROMEO de 2019 avec les nouvelles mesures, les chercheurs ont développé quatre scénarios. En effet, les instruments de mesure fournissent certes des données précises, mais uniquement au-dessus de 10 à 100 kilogrammes de méthane par heure. Les fuites plus petites restent donc invisibles. Alors que le scénario le plus pessimiste pour la région de mesure dans le sud de la Roumanie prévoit une baisse purement « visible » d'environ 20 pour cent, le plus optimiste, avec une baisse de 60 pour cent, estime que les petites sources d'émission ont également été réduites depuis 2019.

Rendre les émissions visibles

« Nous partons du principe que les émissions réelles se situent quelque part entre les deux », explique Gerrit Kuhlmann. Il n'est pas possible de chiffrer exactement la baisse, car il manque des mesures supplémentaires au sol et les variations journalières - dues par exemple à des travaux de maintenance pendant la journée - influencent les résultats. Mais il est clair que si l'on veut réduire efficacement les émissions de méthane, il faut d'abord les rendre visibles. C'est la seule façon d'identifier les sources réelles, de comprendre leurs causes et d'évaluer de manière réaliste les progrès réalisés dans les mesures de réduction.
La campagne ROMEO est soutenue par l'« Observatoire international des émissions de méthane » (IMEO) du Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE). L'initiative poursuit un objectif clair : mettre en évidence les émissions, informer les entreprises - et permettre ainsi la prise de mesures concrètes. "Avec des données solides et pratiques, les exploitants peuvent réduire efficacement leurs émissions de méthane - et obtenir ainsi de réels avantages climatiques. La Roumanie a un énorme potentiel de réduction et nous sommes impatients de poursuivre notre collaboration avec le gouvernement et l'industrie afin qu'ils disposent des informations nécessaires pour saisir cette opportunité", explique Andreea Calcan, coordinatrice des études scientifiques sur le méthane à l'IMEO.
Une nouvelle campagne de mesure dans le sud de la Roumanie est déjà prévue pour 2026 - cette fois-ci avec l'instrument AVIRIS-4 lui succède au à AVRIS-NG. Il a une limite de détection nettement plus basse et peut donc détecter des fuites plus petites. Les premiers vols d'essai ont été prometteurs - et ouvrent la possibilité de surveiller systématiquement davantage de pays et de régions à l'avenir.

Consortium de télédétection

« Airborne Research Facility for the Earth System » (ARES) est une infrastructure de recherche commune pour la mesure des processus terrestres du système terrestre à l'échelle régionale. ARES est soutenu par un consortium d'universités et d'instituts de recherche suisses sous la direction de l'Université de Zurich. L'instrument de mesure central d'ARES est le spectromètre d'imagerie AVIRIS-4, développé par la NASA/JPL et repris par l'Université de Zurich en 2022. AVIRIS-4 est le successeur de l'instrument AVIRIS-NG avec une plus grande précision et une résolution spatiale améliorée. Au sein du consortium ARES, l'Empa joue un rôle de premier plan dans le domaine de la mesure atmosphérique, en particulier dans la surveillance des émissions de gaz à effet de serre.