Demain, la production d’énergie fossile se fera plus efficiente, grâce aux équipements sous-marins que Saipem met au point actuellement avec l’aide du Cetim. Le Cetim, institut technologique de mécanique labellisé Carnot, a en effet réalisé et teste actuellement pour Saipem, société spécialisée dans la recherche et les forages pétroliers, le prototype issu de la recherche du foreur et destiné à repousser les limites de l’offshore profond. Les essais menés par le Cetim sur ce séparateur gravitaire « miniaturisé », qui ne fait pas moins de 30 mètres de long, sont déterminants pour garantir à 100% l’efficacité et la sûreté de l’équipement : en effet, une fois placé à 2000 mètres de profondeur, aucune intervention ne sera plus possible !

Le futur énergétique ne passe pas uniquement par du solaire et de l’éolien

« Il est important et fondamental de développer les énergies renouvelables, mais les énergies fossiles restent nécessaires pour compléter l’offre énergétique », insiste Stéphanie Abrand, responsable Recherche & Développement chez Saipem France, lors de son intervention à l’occasion des 50 ans du Cetim.

Et pour répondre à la demande croissante en énergie, l’exploitation des réserves en offshore (un cinquième des réserves de pétrole et 40% des réserves de gaz) est incontournable mais se heurte à des défis techniques et financiers (exploration marine plus difficile et exploitation complexe). Alors que les gisements exploités se trouvent en général autour de 1500 mètres sous le niveau de la mer, on parle maintenant de 4000 mètres de fond. « L’offshore profond représente des défis techniques extraordinaires … et la raison de notre collaboration avec le Cetim », précise Stéphanie Abrand, responsable Recherche & Développement chez Saipem France.

A la recherche de solutions pour repousser les limites de l’offshore en eaux profondes, Saipem développe de nouveaux moyens d’extraction. L’ingénieriste travaille notamment sur un nouveau concept de séparateur de phases sous-marin. Un défi technologique énorme pour un équipement habituellement placé en surface.

L’extraction génère en effet un mélange « multiphasique » sorte d’amalgame d’eau, de pétrole, de gaz et de sable, qu’il est nécessaire de traiter pour ne récupérer en surface que ce qui va être utilisé : le pétrole et le gaz. Le projet de Saipem doit permettre deséparer ces éléments dans une installation placée sous 2000 mètres d’eau ou plus. Ce séparateur gravitaire (destiné à séparer les effluents grâce à la gravité) dénommé SPOOLSEP a été conçu pour fonctionner et résister en milieux extrêmes (pression, corrosion, etc.) tout en offrant modularité, facilité de maintenance et d’installation. Le défi technique réside dans l’optimisation des réseaux : ainsi des pipes (tuyaux) de petit diamètre permettent de minimiser les efforts de pression.

« Tout cela doit pouvoir fonctionner de façon autonome pendant plusieurs années sans aucune intervention humaine », poursuit Stéphanie Abrand.

Pour tester et valider le fonctionnement et la performance du système avant de construire l’équipement en taille réelle, Saipem fait appel au Cetim.
Les essais sont réalisés sur un prototype construit par le Cetim correspondant à un modèle réduit à l’échelle 1/3 de 30 mètres de longueur sur 5 mètres de largeur. Ses tuyaux en Plexiglas permettent de voir directement l’évolution des effluents dans différentes conditions de mélanges.

Pour ce projet d’ampleur, les essais ont lieu sur plusieurs années et l’équipement subit des tests complets : depuis la séparation des phases, les régimes d’écoulements, le débit, la coalescence, les conditions de réentraînement des particules solides déposées, jusqu’à la boucle de régulation pour le contrôle des niveaux… avec de très bons résultats jusqu’à présent !

« Ces essais nous ont permis de valider la performance et le fonctionnement de ce système et de convaincre les clients externes et internes de sa viabilité », déclare Stéphanie Abrand avant de conclure : « D'autres solutions sont en cours de développement, de très beaux projets et peut-être encore des collaborations avec le Cetim. »

A propos du Cetim

A la croisée de la recherche et de l’industrie, le Cetim, institut technologique labellisé Carnot, est le centre d’expertise mécanique français. Outil R&D de plus de 7000 entreprises mécaniciennes, il compte 700 personnes dont plus des 2/3 d’ingénieurs et techniciens, pour 113 M Euros de chiffre d’affaires. Fédérateur de programmes innovants, il pilote de grands projets industriels ou R&D multipartenaires et ce sur 5 axes principaux : conception, simulation, essais - procédés de fabrication et matériaux - mécatronique, contrôle et mesure - développement durable - management et appui aux pme.