Hydrate de méthane

vignette|Stabilité des hydrates de méthane en fonction de la température. La zone de stabilité est à gauche de la courbe. Un hydrate de méthane (ou clathrate de méthane) est un clathrate, plus précisément un clathrate hydrate, un cristal organique nanoporeux formé de molécules d’eau et de méthane. On en trouve dans les sédiments des fonds marins, sur certains talus continentaux, ainsi que dans le pergélisol des régions polaires. La formation de ces hydrates constitue l'un des puits de carbone planétaires, mais ils sont très instables quand leur température dépasse un certain seuil. Les hydrates de méthane sont une source potentielle d'énergie fossile pour remplacer le pétrole ; ils sont réputés présents en grande quantité, surtout en fonds marins, mais sont difficilement exploitables. Ils restent une source directe de méthane ou indirecte de dioxyde de carbone, deux puissants gaz à effet de serre. Appelé familièrement « glace qui brûle » ou « glace de méthane », ce composé glacé est inflammable dès qu'il fond en présence d'oxygène ou d'un oxydant. À l'échelle moléculaire, un clathrate de méthane est en effet constitué d'une fine « cage » de glace dans laquelle est piégé du méthane a priori issu de la décomposition de matière organique relativement récente (par rapport à celle qui a engendré le pétrole et le gaz naturel) et effectuée par des micro-organismes anaérobies et méthanogènes. Lors de la production de gaz naturel, d'autres hydrates peuvent se former (d'éthane et de propane). Plus la longueur de la molécule d'hydrocarbure augmente (butane, pentane), moins les hydrates formés sont stables. Les hydrates de gaz naturels (natural gas hydrate ou NGH en anglais) sont caractérisés par une plus faible pression (, compression 1/170) et une plus haute température () que le gaz naturel liquéfié (liquified natural gas, LNG) ou le gaz naturel pour véhicules (compressed natural gas, CNG, gaz naturels comprimés). En , dans l'océan Pacifique, le navire de recherche RV Sonne remonte, d'une profondeur de , d'hydrate de méthane.