Pourquoi utilise-t-on du propane dans les bouteilles ?

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Le gaz naturel coûte beaucoup moins cher que le propane. Or, c'est du propane qu'on utilise pour les citernes de gaz et la plupart des bouteilles de gaz. Peut-on mettre du gaz naturel dans ces réservoirs pour en réduire le coût ?

Le gaz naturel, un agrégat de différents hydrocarbures à l'état gazeux

Ce qu'on appelle gaz naturel, ou par abus de langage gaz de ville, est en réalité un ensemble d'hydrocarbures gazeux légers, dont les proportions varient selon l'origine :

 Frigg (mer du Nord)Lacq (France)Urengoï (Russie)Hassi R'Mel (Algérie)Groningue (Pays-Bas)
Méthane (%)95,769,29883,581,3
Ethane (%)3,63,307,92,9
Propane (%)0,04102,10,4
Butane (%)0,010,6010,2
Azote (%)0,40,61,25,314,3
CO2 (%)0,39,30,30,20,9
Pouvoir calorifique du gaz raffiné (kWh/m3)11,611,210,811,39,2

On remarque dans ce tableau compilé par l'Elementarium, que le propane et le butane sont des gaz très minoritaires issus de l'extraction du gaz naturel. Ils peuvent également être obtenus lors du raffinage du pétrole brut, dans les raffineries, avec un taux de 2 à 3% de butane/propane produit par tonne de pétrole raffinée.

On comprend dès lors que le butane et le propane ne composent qu'une partie faible des hydrocarbures disponibles dans les gisements. Leur relative rareté limite leur application.

Le point fort des GPL : une liquéfaction facile

Pour désigner le butane et le propane ensemble, on utilise le terme "Gaz de pétrole liquéfiés", plus connus sous l'acronyme GPL. 

GazPoint d'ébullition (°C)Pression de vapeur à 21°C (kPa)
Méthane
CH4
-16232000
Ethane
C2H6
-893800
Propane
C3H8
-42850
Butane
C4H10
0230

Il faut une pression de 850 kPA pour liquéfier le propane et de 230 kPA pour le butane. C'est un niveau facile à atteindre avec un réservoir métallique comme les bouteilles de gaz que l'on trouve en station service. Il serait en revanche impossible de comprimer du méthane à 32000 kPA dans un tel récipient. Cela explique que l'on embouteille du propane, du butane, mais pas du méthane.

Ainsi liquéfié et comprimé, le propane a un pouvoir calorifique supérieur de 13,8 kWh par kilogramme, soit près de 180 kWh pour une bouteille de 13 kg. Le butane a un PCS quasiment identique au propane, à 13,7 kWh par kg.

Des usages multiples pour les GPL

On utilise :

  • le GPL, mélange du butane et de propane, comme carburant dans les stations service. Le GPL, hydrocarbure plus léger que l'essence ou le diesel, a comme principale vertu des émissions de particules fines quasi-nulles. Il émet aussi légèrement moins de CO2 que l'essence
  • le propane, comme gaz pour le chauffage et la cuisson lorsque le récipient est stocké en extérieur. En effet, le propane gèle à -42°C, ce qui lui permet de fonctionner en toute saison
  • le butane, qui gèle à 0°C, pour les usages intérieurs, en bouteille, c'est-à-dire pour la cuisson. Les amateurs de camping-car apprécie également cette solution pour faire fonctionner les plaques au gaz.

Pourquoi le GPL est-il tellement plus cher que le gaz naturel ?

Un MWh de gaz naturel coûte environ 30€ au 5 février 2024 à la bourse EEX. Livré par Engie, le MWh coûte environ 90€ TTC. Une recharge de 180 kWh de propane coûte 30€ en station service. Soit près du double !

En station-service, le litre de GPL vaut environ 1€ pour un demi-kilogramme, soit 7 kWh. Le MWh revient alors à 140€.

CarburantPrix par unitéPrix par MWh
1 MWh de gaz naturel à la bourse30€/MWh30€/MWh
1 recharge de 13 kg de propane chez Super U30€/13kg90€/MWh
1 litre de GPL1€/litre140€/MWh
1 kWh d'électricité EDF tarif base0,24€/kWh240€/MWh

Les prix sont extrêmement variables, notamment en raison d'un taux de taxation élevé, de l'ordre de 30% pour le gaz naturel. Le GPL reste une énergie moins chère, par kWh que l'électricité. Cependant, en ajoutant les coûts fixes (abonnement, entretien), le GPL est une des énergies les plus chères du marché.

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