Tout savoir sur le gaz butane : usages, molécule et composition
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Le butane est un hydrocarbure, et plus précisément un gaz de pétrole liquéfié (GPL), c'est-à-dire un dérivé du raffinage du pétrole brut ou du traitement du gaz naturel. Conditionné en bouteille, il peut être utilisé pour des besoins domestiques comme la cuisinière, le chauffe-eau ou le barbecue, mais aussi pour alimenter un chauffage d'appoint dans une maison, un commerce ou un atelier. Avec sa température d'ébullition à 0°C, le butane devient liquide et donc inutilisable en cas de température négative. La formule de la molécule de butane est C4H10.
Qu’est-ce que le gaz butane ?
D’où vient le gaz butane ?
Il y a plusieurs moyens d'obtenir du butane. Il provient à 60 % de l'extraction des gaz de champs et à 40 % du raffinage du pétrole brut.
Le butane issu des champs gaziers
Lors du processus d'extraction du gaz naturel et du pétrole du sous-sol, cela entraîne aussi l'extraction de différents gaz et liquides dont 5 % de GPL.
Le butane ne représente pourtant qu'une faible partie du gaz piégé dans les gisements, puisque les réserves naturelles sont composées à 90 % de méthane (CH4), à 5 % de propane et à 5 % d'autres gaz dont le butane. La majeure partie des champs de gaz naturel, et donc de butane, a d'ailleurs été découverte à la suite de prospections sur l'or noir.
Le butane issu du raffinage du pétrole brut
Pour répondre à la demande des consommateurs en hydrocarbures spécifiques, il est nécessaire de raffiner le pétrole brut. Le raffinage se décompose en 3 étapes :
- La distillation atmosphérique : séparation des molécules lourdes et légères, à la suite d'une évaporation du pétrole ;
- La phase d'amélioration : les normes de l'UE imposent en effet de se débarrasser des molécules extrêmement polluantes issues de la séparation des molécules lourdes et légères, comme le souffre ;
- L'augmentation de l'indice d'octane afin d'améliorer la résistance à l'auto-inflammation.
Sous quelles formes est utilisé le gaz butane ?
Le butane se présente sous plusieurs formes afin d'être utilisé facilement par les particuliers comme les professionnels. Sa forme la plus connue est la bouteille de gaz mais le butane est aussi utilisé dans la confection de carburant GPL par exemple.
On dénombre plus de 1 000 applications différentes pour les GPL (butane ou propane), ce qui en fait l'une des énergies les plus polyvalentes.
Quelle est la formule chimique du butane ?
La formule chimique du butane est C4H10. La molécule de butane est donc composée de :
- 4 atomes de carbone ;
- 10 atomes d'hydrogène.
L'utilisation du gaz butane pour les particuliers et les professionnels
Le butane est essentiellement vendu en bouteille, utilisé comme combustible d'appoint pour des usages résidentiels :
- Pour les plaques de cuisson ;
- Pour utiliser un barbecue ou une plancha ;
- Pour le chauffage avec un poêle à gaz ou comme chauffage d'appoint ;
- Pour le chauffe-eau, notamment dans les campings ;
- Pour le réfrigérateur.
Le butane est également utilisé par des professionnels, principalement dans l'agriculture ou dans l'industrie.
Le butane utilisé comme carburant GPL pour les véhicules
Mélangé au propane et à d'autres hydrocarbures, le butane constitue l'un des éléments du carburant GPL (GPLc). Si ce carburant est encore peu courant en France par rapport à certains de ses voisins Européens, cela pourrait évoluer dans le cadre de la transition énergétique.
En effet, étant moins polluant que l'essence, la taxation différenciée devrait le rendre de plus en plus compétitif. Il faudra en parallèle renforcer le maillage des stations GPL sur le territoire. Quelques chiffres sur le GPL en France :
- 1 650 stations GPL soit 1 station/7 ;
- 220 000 véhicules GPL ;
- 400 km d'autonomie GPL en moyenne (+ autonomie du réservoir d'essence) ;
- 25 € en moyenne les 35 litres.
L’utilisation du butane dans la pétrochimie
La pétrochimie est le principal utilisateur de butane en tant que matière première. Le butane trouve ainsi des usages industriels pour la synthèse de l'éthylène, du propylène, du butadiène, de l'anhydride maléique, d'acide acétique et de chlorobutane.
Les autres applications du butane : briquets, sprays et réfrigérateurs
Le butane est également utilisé comme :
- Combustible dans les briquets ;
- Propulseur dans les sprays aérosols (comme les déodorants ou laques) ;
- Enfin, des formes très pures du butane peuvent être utilisées comme gaz réfrigérant : leurs propriétés induisant une absence d'impact sur la couche d'ozone leur a permis de s'imposer dans les réfrigérateurs et congélateurs.
Il remplace notamment le gaz fréon, dont l'utilisation comme réfrigérant est passée de quasi systématique à anecdotique depuis que les scientifiques ont tiré la sonnette d'alarme. Ses composants, au contact des rayons UV du soleil, se dissocient en éléments plus simples comme le chlore et le fluor. Or ces gaz à effet de serre sont connus pour attaquer la couche d'ozone et participer au réchauffement climatique.
Quelles sont les propriétés physiques du gaz butane ?
Le butane est un Gaz de Pétrole Liquéfié (GPL), comme le gaz propane. C'est ce qu'on appelle aussi un hydrocarbure car il est composé de carbone et d'hydrogène.
Composition et formule chimique de la molécule de butane
La formule du butane est C4H10, cela signifie que la molécule de butane est composée de 4 atomes de carbone et 10 atomes d'hydrogène. Il fait partie de la famille des alcanes et se distingue du propane (C3H8) par une composition moléculaire légèrement différente.
Voici ci-dessous la molécule du butane :
Toutefois, comme le propane, le butane a pour caractéristique d'être gazeux à pression atmosphérique et à température ambiante, mais de se liquéfier à une pression relativement faible (1,7 bara). Le butane peut prendre la forme de deux isomères :
- Le n-butane (ou butane) ;
- Le 2-méthylpropane (ou isobutane)
Le butane est principalement composé de molécules de butane mais également d'autres composés en très petites quantités.
Quelle est la masse volumique du butane ?
Le butane n'est pas soluble dans l'eau, mais il l'est dans l'alcool et l'éther. Le point d'ébullition du butane est à 0°C et la masse volumique du butane liquide dépend de la température dans lequel le butane se trouve.
Cette caractéristique physique permet un stockage efficace à moindre coût. Le butane est un gaz hautement inflammable en présence d'oxygène. La température maximale de flamme du butane possiblement obtenue par la combustion du butane est de 1970°C.
| Température | Masse volumique butane |
|---|---|
| -20°C | 0,622 kg/dm3 |
| 0°C | 0,601 kg/dm3 |
| 10°C | 0,591 kg/dm3 |
| 20°C | 0,579 kg/dm3 |
| 40°C | 0,556 kg/dm3 |
| 60°C | 0,530 kg/dm3 |
A l'état naturel, dans un environnement où la température est ambiante et au travers de la pression atmosphérique, le butane est à l'état de gaz. Lorsqu'il est soumis à une pression (de 1,7 bara) ou à un refroidissement, il se liquéfie, c'est de cette façon qu'il est transporté.
Comprendre le phénomène de combustion du butane
Le butane brûle en présence d'oxygène, la combustion complète du butane entraîne donc la formation de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone. Lorsque la combustion du butane est incomplète en raison d'une présence insuffisante d'oxygène, cela créé également du carbone ou du monoxyde de carbone.
Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) du butane est de 13,7 kWh par kg, légèrement inférieur à celui du propane. Son pouvoir comburivore est en revanche plus élevé : 29,5 m3/m3.
La combustion incomplète du butane
La combustion du butane est dite "incomplète" lorsque la quantité de dioxygène disponible est insuffisante. Ce processus incomplet de combustion du butane génère du carbone, sous forme d'un solide noir, ainsi qu'un gaz incolore, inodore et hautement toxique appelé monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone est extrêmement dangereux, car il remplace le dioxygène dans le sang, entraînant une asphyxie. En effet, il est responsable de nombreux décès lors d'incendies, et constitue la principale cause d'intoxication mortelle en France. Le premier symptôme de son inhalation est la somnolence.
La combustion complète du butane
La combustion du butane est dite "complète" lorsqu'elle génère du dioxyde de carbone. Bien que ce gaz ne soit pas intrinsèquement dangereux pour le corps humain, il est impératif de s'assurer d'une ventilation adéquate. En effet, un excès de dioxyde de carbone dans l'air peut entraîner des risques d'asphyxie.
Produits et Équation de la combustion du butane
Le butane de formule C4H10, brûle dans le dioxygène de formule O2 et se transforme en dioxyde de carbone de formule CO2 et en eau (H2O). L'équation de la réaction est :
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O.
Gaz de ville, butane ou propane : que choisir et quelles différences ?
Le gaz de ville, le butane et le propane se distinguent de par leur composition, leur mode de distribution, et leurs usages.
Quelles différences entre le butane et le propane ?
Bien que tous deux des gaz naturels liquéfiés, le propane et le butane ont toutefois des différences.
Quelle est la principale différence entre le propane et le butane ?
La principale différence entre le butane et le propane est leur température d'ébullition. Celle du propane se situe à -44°C et celle du butane à 0°C. C'est la température en-dessous de laquelle le gaz devient liquide et la bouteille devient inutilisable (gel). Cette légère différence a des conséquences sur leur état, leur conditionnement ou encore leur pression.
Pour connaitre les autres différences entre le propane et le butane, il est possible d'observer le tableau ci-dessous.
| Critères | Butane | Propane |
|---|---|---|
| 🧪 Température d'ébullition | 0°C | -44°C |
| 🪔 Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) | 12,66 kWh par kg | 12,78 kWh par kg |
| 🪔 Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) | 13,7 kWh par kg | 13,8 kWh par kg |
| 🚪 Stockage | Intérieur Extérieur (si T° > 5°C) | Extérieur |
| 🔥 Pouvoir comburivore | 29,5m3 / m3 | 23m3 / m3 |
| 🛒 Commercialisation | Bouteille | Bouteille Citerne |
| 💡 Pour quels usages ? | Cuisson intérieure Cuisson extérieure Camping et randonnée | Cuisson extérieure Bricolage et jardinage Parasols chauffants |
| 🌈 Code couleur | Varie selon le fournisseur | Varie selon le fournisseur |
Gaz de ville ou gaz en bouteille type butane / propane : quelles différences ?
Gaz de ville et gaz butane : une molécule différente
Le gaz de ville (ou gaz naturel) diffère du propane et le butane de par sa composition :
- Le gaz de ville (ou gaz naturel) est issu des champs gaziers et composé en majorité de méthane CH4 ;
- Le propane et le butane sont issus à 60% de l'extraction des champs gaziers et à 40% du raffinage du pétrole brut. Ils sont composés d'hydrogène et de carbone.
Les formes de distributions distinctes du gaz de ville et du gaz butane
De plus, le gaz de ville est les Gaz de Pétrole liquéfiés comme le butane et le propane ne sont pas distribués de la même façon.
En effet, le gaz de ville est distribué via le réseau de gaz français de GRDF (sur la majorité du territoire) ou de l'ELD dans certaines zones historiques. Ainsi, si un logement est raccordé au réseau de gaz de ville, le foyer peut l'utiliser pour l'usage qu'il souhaite (cuisson, eau chaude et/ou chauffage principal).
Le gaz sera alimenté en continu et le client paiera ses consommations mois après mois auprès de son fournisseur de gaz.
Le butane et le propane sont quant à eux distribués en bouteilles ou en citernes (pour le propane uniquement).
Chaque bouteille contient une quantité spécifique de gaz, ce qui influe donc sur son autonomie. Une fois vide, la bouteille doit être remplacée par une nouvelle, ce qui est moins pratique que le gaz de ville en termes de logistique.
Par contre, le butane et/ou le propane peuvent être utilisés sans contrainte géographique. Ils constituent des énergies alternatives pour les consommateurs dont le logement est mal raccordé au réseau de gaz de ville.
De plus, le gaz en bouteille peut satisfaire des besoins ponctuels (barbecue, plancha, bricolage, etc), en complément du gaz de ville utilisé exclusivement pour la cuisson, la production d'eau chaude sanitaire, et le logement principal.
En savoir plus sur les différences entre gaz de ville et butane
Butane ou propane : quel gaz choisir pour quel usage ?
Butane ou propane pour un barbecue ou une plancha ?
Le butane et le propane sont tous les deux adaptés à l'utilisation d'un barbecue ou d'une plancha à gaz :
- Le gaz butane en bouteille est bien adapté pour les barbecues et les planchas à gaz : il est stocké à une pression plus faible que le propane. Ainsi, il est plus facilement réglable et permet au barbecue d'avoir une puissance maximale plus faible. Il faut toutefois veiller à stocker sa bouteille de gaz butane en intérieur, car le butane ne resiste pas aux températives positives (il devient liquide et donc inutilisable) ;
- Le gaz propane en bouteille est également idéal pour les barbecues et les planchas à gaz : il ne craint pas les températures négatives, sauf en dessous de -44°C. De plus, il est stocké à une très grande pression, ce qui le rend très efficace pour la cuisson des aliments. Cependant, en raison de cette pression élevée, le stockage de bouteilles de propane à l'intérieur est interdit. Le bouteille de gaz propane doit donc rester à l'extérieur après utilisation du barbecue.
Butane ou propane pour la gazinière ?
Si le gaz propane est bien adapté à la cuisson d'aliments en extérieur avec un barbecue ou une plancha, il n'est pas adapté à l'utilisation de la gazinière. En effet, il doit être stocké en extérieur pour des raisons de sécurité, ce qui le rend incompatible avec l'utilisation de la gazinière en intérieur.
Par contre, le gaz butane est idéal pour l'alimentation de la gazinière. En effet, il peut être conservé et utilisé en intérieur.
Butane ou propane : quel gaz utiliser dans un camping-car ?
Pour voyager en camping-car, le propane et le butane peuvent tous deux être utilisés.
Le choix entre le propane et le butane dépend de la configuration du véhicule :
- Le propane est recommandé si la bouteille est connectée à l'habitacle depuis l'extérieur. En effet, il résiste mieux au froid que le butane et reste efficace jusqu'à -44 °C ;
- Le butane est l'option à priviégier si la bouteille est stockée à l'intérieur du véhicule.
Pour voyager en camping-car dans des régions ensoleillées et tempérées pendant la belle saison, les bouteilles de gaz butane seront parfaitement adaptées, à condition de les stocker à l'intérieur pour les protéger du froid.
Gaz butane : quels effets sur la santé ?
Le butane, comme le propane, n'est pas toxique pour l'homme mais peut engendrer des risques pour la santé. En effet, dans une pièce le butane chasse l'oxygène de l'air ambiant et du fait qu'il soit plus lourd peut causer une asphyxie ou de la fibrillation ventriculaire.
Cela se produit lorsqu'une bouteille de gaz est stockée dans une pièce en contrebas comme une cave ou un sous-sol par exemple. D'autre part, le butane est naturellement inodore mais afin de détecter une éventuelle fuite de gaz, un additif est incorporé au butane pour lui donner cette odeur particulière.
Le butane est un gaz extrêmement inflammable, c'est pourquoi il faut veiller à respecter les consignes de sécurité pour l'utilisation d'une bouteille de butane. Les risques liés à la manipulation du butane sont les suivants :
- Brûlure par le froid dans le cas d'un contact de la peau avec le butane liquide ;
- Somnolence, vertiges voire nausées et perte de conscience lors d'une inhalation de vapeurs ;
- Incendie ou explosion lors d'une trop grande pression gaz butane.
❓ FAQ
Comment est stocké le butane ?
Lorsque la température descend en-dessous de 0°C, on passe d'un butane liquide à un butane gel. 0°C correspond à la température d'ébullition du butane. C'est pour cette raison que les bouteilles de gaz butane doivent être stockées en intérieur lorsque les températures extérieures sont froides.
Mais contrairement au propane, le butane peut être stocké à l'intérieur d'un logement ou d'un local, sans risque, tant que les règles de ventilation sont respectées (c'est l'une des principales différences entre butane et propane). A noter toutefois qu'il est interdit d'entreproser une bouteille de butane dans un sous-sol.
Le butane est-il un gaz plus ou moins dense que l'air ?
Le butane est plus dense que l'air. Cela signifie que le butane, en tant que gaz, a une densité plus élevée que celle de l'air. En conséquence, le butane a tendance à s'accumuler au niveau du sol plutôt que de s'élever dans l'atmosphère.
Lors de la manipulation du butane, il est important de prendre en compte cette caractéristique de densité. En cas de fuite de butane, le gaz peut s'accumuler dans des zones basses, comme des fosses ou des espaces confinés, augmentant le risque d'incendie ou d'explosion. Il est donc crucial de veiller à une ventilation adéquate pour évacuer tout excès de gaz butane et garantir un environnement sûr.
Qu’est-ce que le biobutane ?
Le biobutane fait petit à petit son apparition sur le marché des GPL. Une molécule de biobutane est identique à une molécule de butane, elle a donc les mêmes propriétés physiques. Ce qui change c'est la façon dont est produit le gaz.
Le biobutane est issu de matières organiques (biomasse), il s'agit donc d'une énergie renouvelable dans sa production. Le butane classique est produit soit à partir de champs gaziers (comme le gaz naturel) soit via le raffinage du pétrole.
Aujourd'hui, on retrouve du biobutane dans la bouteille biobutane d'Antargaz de 5,5 kg (semblable visuellement à la bouteille de butane Elfi) et dans la bouteille de gaz Viséo de Butagaz par exemple. Chacune de ces bouteilles contient au moins 20% de biobutane, d'origine française.
Quels fournisseurs proposent du biobutane ?
Le biobutane est encore peu répandu face au biopropane. Seul Antargaz propose une bouteille contenant du biobutane, la Biobutane 5,5 kg.
Le biopropane est déjà commercialisé en bouteille et surtout en citernes. Primagaz a été le pionnier sur ce sujet mais n'est aujourd'hui plus le seul à proposer du biopropane : on retrouve également le fournisseur Butagaz.
Pour en savoir plus sur les offres de biopropane proposé par Butagaz et Primagaz, il est possible de contacter Selectra au ☎️ 09 74 59 33 30 ou de faire une demande de Devis en ligne