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Un sésame pour le transfert de gaz naturel liquéfié en mer

Christian Guyard

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Un sésame pour le transfert de gaz naturel liquéfié en mer

© D.R.

- C'est un exploit technologique : le système Alls est capable de transférer du gaz naturel liquéfié (GNL) d'un bateau à un autre par des creux de 5 mètres.

Le transfert de pétrole entre bateaux est monnaie courante. Pour le gaz naturel liquéfié (GNL) c'est une autre histoire. Il est plus que délicat à manipuler. Et pour cause : il est à une température de - 160 °C. Le système ALLS (Amplitude LNG loading system) a pourtant été développé à cette fin par Technip et ses partenaires KSB et Eurodim. Il vient d'obtenir son certificat "Fitness for service" de DNV suite aux essais dynamiques réalisés sur le terminal gazier de Gaz de France à Montoir-de-Breta-gne (Loire-Atlantique). C'est une grande première. Et le sésame attendu pour la commercialisation de ce système de transfert auprès des compagnies pétrolières et gazières et des armateurs de méthaniers qui transportent le GNL.

ALLS est l'aboutissement de huit ans de développement au travers de quatre projets industriels (JIP Joint industry project) initiés au CEPM (Comité d'études pétrolières et marines) puis financés par les grandes compagnies pétrolières et gazières, et par les sociétés qui ont développé le système. Il recèle plus d'une solution technologique de pointe.

Premier défi : bien positionner les flasques

Pourquoi un tel acharnement à développer ce système ? Explication : les gaziers envisagent pour les années à venir des usines de liquéfaction off-shore sur bateau spécialisé. De même qu'il existe aujourd'hui des FPSO, énormes bateaux-usines qui traitent le pétrole brut avant expédition on verrait apparaître des FSRU, unités de liquéfaction et de stockage. Se pose alors le problème de transvasement d'un navire à l'autre en conditions météorologiques et de mer parfois rudes. C'est là tout l'intérêt de l'ALLS, même si, conçu pour la haute mer, ses avantages intéressent également les terminaux terrestres.

La canalisation flexible isotherme, conçue par Technip, qui sert au transfert de gaz présente un diamètre intérieur de 16 pouces et extérieur de 25 avec une masse de 110 kg/m. Elle est constituée d'un soufflet en Inox, recouvert d'armatures pour la reprise d'effort, d'isolants (mousse polymère), de membranes d'étanchéité, recouverts à leur tour par d'autres couches de renfort et d'étanchéité. Philip Cox, le responsable développement de l'activité GNL offshore, précise qu'une fibre optique est insérée dans le tube pour détecter d'éventuelle fuite de gaz froid.

Le point le plus délicat est le système de connexion. Baptisé Connectis, il a été mis au point par KSB. Tout commence par l'envoi d'un câble entre les deux navires. Il est fixé d'un côté au flexible, de l'autre à la partie réceptrice. L'approche du flexible sur le tuyau récepteur s'effectue par la traction du câble.

Premier problème, avant la connexion, malgré le yoyo dû aux vagues il faut guider le flexible pour que sa flasque (surface supportant le joint) arrive de manière centrée et parallèle sur la flasque réceptrice. Un système mécanique astucieux le réalise. Le câble est accroché d'un côté sur une pinoche (tige de guidage) ; l'autre extrémité avant de s'enrouler sur le treuil passe au travers d'une "trompette" placée sur le tuyau récepteur. En fin de traction la pénétration de la pinoche dans la trompette assure le parallélisme des flasques. Le centrage final des flasques est dû au galet situé sur la trompette qui s'insère dans la fourchette fixée sur la pinoche. À cet instant les deux flasques sont concentriques, jointives et serrées par la traction du treuil.

La rapidité est un atout essentiel

Second défi. Une fois la flasque positionnée, il faut maintenant assembler. Cela est réalisé en dix secondes par six mâchoires hydrauliques en couronne. Un subtil système de genouillères et ressorts indépendant de l'hydraulique garantit le verrouillage. Si une mâchoire n'est pas opérationnelle, cinq suffisent. La manoeuvre globale automatisée est relativement rapide puisque le treuil tire l'ensemble à une vitesse de 4 m/min en approche et 0,5 m/min en final.

Dernier point clé : lorsque le transfert de gaz s'effectue, la canalisation est pleine de GNL et si l'état de la mer l'exige, il faut être capable de déconnecter très rapidement le système sans laisser s'échapper trop de liquide à - 160 °C. Un autre dispositif réalise cette opération en deux temps : d'abord l'obturation de chaque extrémité par la fermeture d'un double papillon qui réalise l'étanchéité au GNL, puis l'ouverture du collier de serrage débloqué par un vérin hydraulique qui désolidarise le flexible ; il est retenu par le câble qui se dévide rapidement du treuil. La prouesse est d'avoir, sur une section de 40 cm réduit l'espace mort entre les deux papillons à seulement deux litres. C'est le seul épandage de GNL. Le système est opérationnel même avec une couche de glace de 2,5 cm par suite de condensation.

EN BREF

Le problème - Transvaser du gaz naturel liquéfié entre navires même par mer très agitée. La solution - Un flexible isotherme et surtout un système de connexion rapide doublé d'une déconnexion d'urgence utilisable par des creux de 11 mètres.

DÉCONNEXION D'URGENCE SANS ÉPANDAGE

- Le GNL ne demande qu'à se volatiliser pour former un nuage explosif. Un autre risque existe, celui de fragiliser la coque du navire si l'acier est brusquement au contact de quantités importantes de GNL à - 160 °C, entraînant une rupture aux causes catastrophiques. Le flexible ne permet qu'une évolution relative limitée des bateaux, à la fois en vertical (mouvement des vagues) et en surface (courants, prise au vent). Il faut donc pouvoir en moins d'une minute interrompre le débit et désolidariser le flexible d'un côté. C'est toute la prouesse réalisée par la vanne à double papillon (ci-dessus) développée par KSB, qui sur un diamètre de 40 cm ne relâche qu'un litre de liquide.

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