[Décryptage] La détection puis réduction des fuites de gaz dans l’industrie pour lutter contre le réchauffement climatique

Depuis 2010, Modis France a acquis une expertise reconnue avec une solution clé en main de détection par imagerie infrarouge de fuites de gaz dans le secteur industriel.

A ce jour, plus de 50 campagnes de détection et quantification des émissions fugitives diffuses de COV (composés organiques volatils) (1) sur des sites pétro-gaziers offshore et onshore ainsi que dans l’industrie chimique ont été réalisées en France et sur plusieurs continents, par nos équipes paloises.

6 questions à Régis CAZALAS Chef de projet Environnement, et Fabrice BOESCH, Ingénieur Projet Environnement / Air au sein du « Centre d’Excellence en Impact Environnemental et Optimisation Energétique » de Modis France, basé à Pau en région Nouvelle-Aquitaine.

Régis, quels sont les impacts d’une fuite de gaz au sein d’une installation industrielle ?

Une fuite de gaz est plus ou moins dangereuse selon son débit, sa composition chimique et les activités humaines ou industrielles qui se déroulent autour.  Une petite fuite de gaz peut avoir des impacts sanitaires et environnementaux non négligeables si elle contient des gaz nocifs pour la santé des travailleurs ou des populations riveraines, ou s’ils sont explosifs ou encore s’ils ont un pouvoir d’effet de serre.

Une petite fuite peut se dégrader, augmenter de débit puis devenir critique à gérer en un faible laps de temps.

Régis, quelles sont, aujourd’hui, les différentes technologies éprouvées et émergentes, permettant la détection des fuites de gaz en milieu industriel ?

Pour pouvoir agir sur les fuites de gaz, il faut d’abord être capable de les détecter.

Jusque dans les années 80, une partie de ces fuites était identifiée grâce à des méthodes artisanales (papier acétate, 1000 bulles). Dans les décennies suivantes, les résultats ont été fiabilisés grâce à l’utilisation d’analyseur portatifs FID et à la technique du « sniffing »(2). Cette méthodologie s’est cependant révélée chronophage, peu pratique et basée sur des normes et des standards en partie dépassés.

En 2009, suite à notre veille technologique permanente en métrologie environnementale, nous avons fait le choix de nous positionner sur la technologie émergente de l’imagerie infrarouge (IR). Cette technologie très spécifique, d’abord utilisée à des fins militaires, était également utilisée dans des laboratoires civils de recherche appliquée à l’environnement. Il ne restait alors qu’un pas à franchir pour transposer ces équipements et les méthodes d’utilisation à des fins opérationnelles. Etre capable de les adapter afin de les utiliser dans le cadre de campagnes de détection de fuites de gaz sur des sites industriels était le défi à relever.

C’est ainsi que depuis presque 10 ans, les équipes de Modis France ont acquis une expertise unique dans le domaine de la détection IR des fuites de gaz, aujourd’hui considérée comme la Meilleure Technologie Disponible (MTD, ou BAT pour « Best Available Technology ») pour les industries pétrolières, gazières et chimiques.

Grâce à l’imagerie IR, les équipes de Modis rendent la détection bien plus rapide, précise, efficace et économique.

De plus, la visualisation d’un panache de gaz en imagerie IR revêt une dimension pédagogique et nous apportons ainsi à nos clients un outil essentiel pour leurs actions de prévention et de maintenance au quotidien (port des EPI, risques d’incendie, réduction des émissions de gaz à effet de serre, etc.).

Pour préparer l’avenir de la détection des fuites de gaz, Modis France est également associé à plusieurs projets de recherche et développement (R&D) visant une quantification précise des émissions atmosphériques et à un déploiement plus systématique de ces solutions à grande échelle. Le but est d’anticiper les avancées technologiques pour offrir des solutions opérationnelles d’avant-garde à nos clients.

Fabrice, quelles sont les solutions déployées par vos équipes pour identifier une fuite de gaz sur un site industriel ?

A ce jour, le moyen le plus efficace est l’utilisation de méthodes optiques qui permettent de détecter les pertes de COV (1) à distance, c’est-à-dire sans gêner le procédé industriel de production.

La fuite de gaz devient visible dans l’infrarouge, alors qu’elle ne l’est pas dans le spectre du visible. En effet, l’utilisation de caméras infrarouges spécialisées et de haute technologie, associée à l’expertise de nos équipes en métrologie environnementale et procédés industriels, offre à nos clients une solution rapide et fiable pour une efficacité de détection optimale dans des secteurs d’activités variés (pétrole et gaz, raffinage, chimie/pétrochimie) et dans diverses situations (contrôles périodiques, situation de crise, préparation d’arrêt, démarrage d’installation, etc.).

De plus, au-delà des émissions de méthane (CH₄) et des gaz pétroliers classiques (hydrocarbures légers), nos équipes sont également capables de détecter et quantifier des fuites composées de plusieurs autres éléments gazeux comme le CO₂, les gaz réfrigérants, les chlorés, etc.  

Au final, nous apportons à nos clients une solution clé en main, de la détection des fuites en passant par l’estimation des débits émis, le reporting des émissions atmosphériques ainsi qu’aux conseils pour la maintenance et la diminution effective de ces rejets.

Nous œuvrons enfin à concevoir et à tester les solutions de demain de monitoring environnemental in-situ et en continu des pollutions industrielles, pour plus de maîtrise et d’efficacité dans la lutte antipollution.

Fabrice, as-tu un exemple de projet concret à nous présenter ?

L’exemple du suivi des fuites de COV sur des plateformes pétrolières au large de l’Afrique ou du Moyen Orient est tout à fait représentatif de notre expertise.

Pour ce type d’étude, la prestation commence en amont par des étapes préliminaires incontournables telles que l’obtention de licence d’exportation temporaire pour les caméras IR utilisées (ce sont des biens classés à double usage civils et militaires), des visas pour les équipes d’intervention et des formations sécurité spécifiques obligatoires pour accéder aux sites offshores. En parallèle, nos experts étudient sur plans les procédés industriels afin de cibler les zones ayant un potentiel de fuites important et aussi pour se familiariser avec les équipements qui seront à investiguer.

Une fois ces activités préalables achevées, l’équipe est mobilisée sur les installations et expose le déroulement prévu de la mission aux responsables des sites (HSE, Maintenance, Inspection, Production) en vue d’établir les autorisations nécessaires au démarrage des opérations.

Les investigations peuvent alors commencer de manière méthodique et exhaustive en balayant minutieusement, grâce à la caméra infrarouge spécialisée et à l’analyseur gaz, l’ensemble des équipements concernés par de potentielles fuites de gaz. C’est un vrai travail de petites fourmis, ou encore de « chasseurs de fuites »!

Dès lors qu’une fuite de COV (1) est détectée, elle est identifiée, décrite et son débit est déterminé au moyen d’analyseurs de gaz portables. Le niveau de criticité de la fuite est également estimé afin de donner un indicateur explicite. Un suivi quotidien de la campagne infra-rouge (IR) est présenté aux responsables du site afin de prendre les mesures nécessaires pour solder les fuites ou en réduire les conséquences immédiates. Une fois l’ensemble du site contrôlé, une réunion de restitution commentant les résultats préliminaires de terrain (nombre de fuites, vidéos, points d’intérêt, propositions de solutions) est présentée à l’encadrement du site d’abord, puis aux responsables de la filiale ensuite (bureaux onshore).

Après remise d’un rapport de mission détaillant les éléments importants, l’équipe est alors démobilisée vers Pau et traite les résultats collectés. Un rapport d’expertise complet est rédigé et une base de données sécurisée en ligne est éditée, permettant à nos clients industriels de suivre l’ensemble des données relatives aux pertes de COV (1) de leurs sites, puis d’agir pour la réparation de ces fuites. Les émissions de gaz à l’atmosphère sont ainsi concrètement réduites.

Enfin, tout au long de la prestation, notre centre d’excellence de Pau assure un suivi de la mission et reste disponible pour apporter un support technique aux clients.

Fabrice, quels sont les bénéfices pour vos clients ?

Nous apportons une plus-value appréciée, qui permet à nos clients d’agir efficacement et durablement sur la réduction de leurs émissions atmosphériques de COV. Les enjeux concernent bien entendu l’environnement et la lutte contre le réchauffement climatique, mais aussi la sécurité, la santé des travailleurs, le tout pour une production d’hydrocarbures plus optimisée et responsable (stratégies et indicateurs annuels de développement durable et de RSE).

Régis, tes équipes sont basées à Pau ! Comment faites-vous pour intervenir sur les 5 continents ?

Intervenir partout dans le monde n’est pas une contrainte pour nos équipes… Au contraire, il s’agit de l’une de nos inspirations ! L’ouverture d’esprit et l’attrait de nos collaborateurs « globe-trotters » pour de nouveaux défis nous permettent de multiplier les expériences sur des sites variés, dans des régions différentes à la rencontre de cultures nouvelles.

Pau est reconnue pour être, au niveau national, la « capitale des géosciences et du génie pétrolier ». Il est donc logique que nos expertises rayonnent depuis Pau.

Régis CAZALAS, Chef de projet environnement - Modis France   Ingénieur en Ingénierie et Gestion de l'Environnement (ISIGE/Mines ParisTech), 14 ans d'expérience en Environnement en France & International

Fabrice BOESCH, Ingénieur projet environnement - Modis France    Ingénieur en Environnement, spécialisé sur les problématiques de qualité de l’Air  et des Emissions atmosphériques. 11 ans d'expérience en Environnement en France & International

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(1)             Papier acétate : Méthode artisanale consistant à exposer un papier imprégné de sous-acétate de plomb à l’action d gaz.. En présence d’une fuite de gaz le papier devient noir en quelques instants.

 Détecteur 1000 bulles : Le détecteur de fuite 1000 bulles permet la recherche de fuites sur les raccords des canalisations en indiquant l’endroit précis de la fuite via des bulles après simple pulvérisation.

Analyseur portatifs FID : Système de détection d’hydrocarbures à ionisation de flamme utilisant une diode laser spécialement réglée pour détecter le méthane pour les installations industrielles

Technique du « sniffing »: La technique du reniflage est un moyen pour détecter, localiser et estimer le niveau de fuite (local) avec indication de la valeur de mesure.. Le gaz, qui s'échappe par les défauts d'étanchéité, est ainsi détecté au moyen d'une sonde de reniflage, reliée au détecteur de gaz, que l’on déplace manuellement lentement et au plus près des points à contrôler (maximum 20 mm/s et au plus 1 mm de distance)

(2) Les composés organiques volatils ou COV sont des molécules chimiques se trouvant sous forme gazeuse dans l'atmosphère ayant des impacts directs et indirects sur l’environnement. 10% sont d'origine anthropique (provenant du raffinage, de l'évaporation de solvants organiques...) et à 90 % d'origine biotique (plantes, fermentations, ressources alimentaires…). La contribution des COV à la pollution de l’air et au réchauffement climatique est significative.