L'utilisation du gaz naturel, dont le méthane est le principal composant, augmente dans le monde entier. Il a également de nombreuses utilisations industrielles, comme la fabrication de produits chimiques tels que l'ammoniac, le méthanol, le butane, l'éthane, le propane et l'acide acétique ; il entre également dans la composition de produits aussi divers que les engrais, les antigels, les plastiques, les produits pharmaceutiques et les tissus.

Le gaz naturel est transporté de plusieurs façons : par gazoducs sous forme gazeuse, sous forme de gaz naturel liquéfié (GNL) ou de gaz naturel comprimé (GNC). Le GNL est la méthode habituelle pour transporter le gaz sur de très longues distances, par exemple à travers les océans, tandis que le GNC est généralement transporté par des camions-citernes sur de courtes distances. Les gazoducs sont le mode de transport privilégié pour les longues distances sur terre (et parfois en mer), comme entre la Russie et l'Europe centrale. Les sociétés de distribution locales livrent également le gaz naturel aux utilisateurs commerciaux et domestiques par le biais de réseaux de services publics au sein des pays, des régions et des municipalités.

L'entretien régulier des systèmes de distribution de gaz est essentiel. L'identification et la rectification des fuites de gaz font également partie intégrante de tout programme d'entretien, mais cette tâche est notoirement difficile dans de nombreux environnements urbains et industriels, car les conduites de gaz peuvent être situées sous terre, en hauteur, dans les plafonds, derrière les murs et les cloisons ou dans des endroits autrement inaccessibles tels que des bâtiments fermés à clé. Jusqu'à récemment, les fuites suspectées de ces gazoducs pouvaient entraîner le bouclage de zones entières jusqu'à ce que la fuite soit localisée.

C'est précisément parce que les détecteurs de gaz conventionnels - tels que ceux qui utilisent la combustion catalytique, l'ionisation de flamme ou la technologie des semi-conducteurs - ne sont pas capables de détecter les gaz à distance et sont donc incapables de détecter les fuites de gaz dans les pipelines difficiles d'accès, que de nombreuses recherches ont été menées récemment sur les moyens de détecter le méthane à distance.

Télédétection

Des technologies de pointe sont désormais disponibles pour permettre la détection et l'identification à distance des fuites avec une précision extrême. Les appareils portatifs, par exemple, peuvent désormais détecter le méthane à des distances allant jusqu'à 100 mètres, tandis que les systèmes montés sur des avions peuvent identifier des fuites à un demi-kilomètre de distance. Ces nouvelles technologies transforment la manière de détecter et de traiter les fuites de gaz naturel.

La télédétection est réalisée par spectroscopie d'absorption laser infrarouge. Comme le méthane absorbe une longueur d'onde spécifique de la lumière infrarouge, ces instruments émettent des lasers infrarouges. Le faisceau laser est dirigé vers l'endroit où l'on soupçonne la présence d'une fuite, par exemple une conduite de gaz ou un plafond. Comme une partie de la lumière est absorbée par le méthane, la lumière reçue en retour fournit une mesure de l'absorption par le gaz. Une caractéristique utile de ces systèmes est le fait que le faisceau laser peut traverser des surfaces transparentes, comme le verre ou le plexiglas, de sorte qu'il peut être possible de tester un espace clos avant d'y entrer. Les détecteurs mesurent la densité moyenne du gaz méthane entre le détecteur et la cible. Les relevés sur les appareils portables sont donnés en ppm-m (produit de la concentration du nuage de méthane (ppm) et de la longueur du trajet (m)). De cette manière, les fuites de méthane peuvent être rapidement confirmées en pointant un faisceau laser vers la fuite suspectée ou le long d'une ligne de sondage, par exemple.

Une différence importante entre la nouvelle technologie et les détecteurs de méthane classiques est que les nouveaux systèmes mesurent la concentration moyenne de méthane, plutôt que de détecter le méthane en un seul point - ce qui donne une indication plus précise de la gravité de la fuite.

Les applications pour les appareils portatifs comprennent :

• Enquêtes sur les pipelines
• Usine à gaz
• Enquêtes sur les propriétés industrielles et commerciales
• Appel d'urgence
• Surveillance des gaz de décharge
• Etude de la surface des routes

Réseaux de distribution municipaux

On se rend compte aujourd'hui des avantages de la technologie à distance pour la surveillance des pipelines en milieu urbain.

La capacité des dispositifs de télédétection à surveiller les fuites de gaz à distance en fait des outils extrêmement utiles en cas d'urgence. Les opérateurs peuvent rester à l'écart des sources de fuite potentiellement dangereuses lorsqu'ils vérifient la présence de gaz dans des locaux fermés ou des espaces confinés, car la technologie leur permet de surveiller la situation sans y accéder. Non seulement ce processus est plus facile et plus rapide, mais il est également sûr. De plus, il n'est pas affecté par les autres gaz présents dans l'atmosphère puisque les détecteurs sont calibrés pour détecter uniquement le méthane - il n'y a donc aucun risque d'obtenir de faux signaux, ce qui est important dans les situations d'urgence.

Le principe de la télédétection s'applique également à l'inspection des colonnes montantes (les conduites aériennes qui transportent le gaz jusqu'aux locaux des clients et qui longent normalement les murs extérieurs des bâtiments). Dans ce cas, les opérateurs orientent l'appareil vers la conduite en suivant son parcours, et ce depuis le sol, sans avoir à utiliser d'échelle ni à accéder aux propriétés des clients.

Zones dangereuses

Outre la détection des fuites de gaz dans les réseaux de distribution municipaux, les appareils antidéflagrants et homologués ATEX peuvent être utilisés dans les zones dangereuses de la zone 1, telles que les usines pétrochimiques, les raffineries de pétrole, les terminaux et les navires de GNL, ainsi que dans certaines applications minières.

Lors de l'inspection d'un réservoir souterrain de GNL/GPL, par exemple, un dispositif antidéflagrant serait nécessaire à moins de 7,5 mètres du réservoir lui-même et à un mètre autour de la soupape de sécurité. Les opérateurs doivent donc être pleinement conscients de ces restrictions et être équipés du type d'équipement approprié.

Coordination GPS

Certains instruments permettent désormais d'effectuer des relevés ponctuels de méthane en divers points d'un site - tel qu'un terminal GNL - en générant automatiquement un suivi GPS des relevés et des emplacements des mesures. Cela rend les allers-retours pour des investigations supplémentaires beaucoup plus efficaces, tout en fournissant un enregistrement authentique de l'activité d'inspection confirmée - souvent une condition préalable à la conformité réglementaire.

Détection aérienne

Au-delà des appareils portatifs, il existe également des détecteurs de méthane à distance qui peuvent être installés sur des avions et qui détectent les fuites de gazoducs sur des centaines de kilomètres. Ces systèmes peuvent détecter des niveaux de méthane à des concentrations aussi faibles que 0,5 ppm jusqu'à 500 mètres de distance et comprennent un affichage sur carte mobile en temps réel des concentrations de gaz au fur et à mesure que l'enquête est menée.

Le fonctionnement de ces systèmes est relativement simple. Un détecteur à distance est fixé sous le fuselage de l'avion (généralement un hélicoptère). Comme dans le cas de l'appareil portable, l'unité produit un signal laser infrarouge, qui est dévié par toute fuite de méthane se trouvant sur sa trajectoire ; plus le niveau de méthane est élevé, plus le faisceau est dévié. Ces systèmes utilisent également le GPS, de sorte que le pilote peut suivre une carte mobile en temps réel de l'itinéraire GPS du pipeline, avec un affichage en temps réel de la trajectoire de l'appareil, des fuites de gaz et de la concentration (en ppm) présenté à l'équipage à tout moment. Une alarme sonore peut être réglée pour une concentration de gaz souhaitée, ce qui permet au pilote de s'approcher pour une étude plus approfondie.

Conclusion

La gamme de systèmes de détection à distance du méthane s'élargit rapidement, de nouvelles technologies étant développées en permanence. Tous ces dispositifs, qu'ils soient portatifs ou montés sur des avions, permettent une identification rapide, sûre et très ciblée des fuites - que ce soit sous la chaussée, dans une ville ou sur des centaines de kilomètres de toundra en Alaska. Cela permet non seulement d'éviter des émissions inutiles et coûteuses, mais aussi de s'assurer que le personnel travaillant sur ou à proximité des pipelines n'est pas exposé à des dangers inutiles.

L'utilisation du gaz naturel étant en augmentation dans le monde entier, nous prévoyons des avancées technologiques rapides en matière de détection de gaz à distance dans des applications aussi diverses que la recherche de fuites, l'intégrité des transmissions, la gestion des usines et des installations, l'agriculture et la gestion des déchets, ainsi que les applications d'ingénierie des procédés telles que la production de coke et d'acier. Chacun de ces domaines présente des situations où l'accès peut être difficile, associé à la nécessité de placer la protection du personnel en tête des priorités. Les possibilités offertes par les détecteurs de méthane à distance ne cessent donc de croître.