Les caméras d'imagerie optique du gaz sont des outils polyvalents qui renforcent l'efficacité opérationnelle des installations et la responsabilité sociale des entreprises en permettant l'identification rapide des fuites de gaz, en confirmant les émissions par éventage et en quantifiant avec précision les deux.

Par Joshua Anhalt, GreenPath Energy, et Craig O’Neill, FLIR Systems

L'évolution du cadre réglementaire et l'intérêt accru du grand public à l'égard de la responsabilité sociale des entreprises orientent l'économie vers une réduction des émissions de carbone. En conséquence, les exploitants pétroliers et gaziers sont tenus de contrôler efficacement les émissions de gaz à effet de serre (GES) s'ils veulent rester compétitifs.

Dans l'industrie pétrolière et gazière, les indicateurs de réduction des émissions de l'entreprise sont définis par la direction, tandis que les détails essentiels liés à la détection et la quantification des émissions de GES sont gérés par les exécutants. Les caméras d'imagerie optique du gaz (OGI) excellent dans la découverte et l'identification de tels détails, lesquels pourraient sinon passer inaperçus.

Nous analysons ici la dynamique en constante évolution d'une économie à faible émission de carbone, et discutons de la façon dont les producteurs peuvent utiliser l'OGI pour associer rentabilité et responsabilité environnementale.

Quelle est votre point de vue sur les questions environnementales, sociales et de gouvernance d'entreprise (ESG) ?

Les questions environnementales, sociales et de gouvernance d'entreprise (ESG) relèvent d'un concept assez nouveau qui décrit l'orientation socialement responsable des entreprises en fonction des attentes de la société, des marchés et d'autres facteurs.  On peut notamment citer les confiseurs qui ne s'approvisionnent qu'en chocolat éthique, ou les bijoutiers qui ne négocient les diamants que dans les zones exemptes de tout conflit.

En fin de compte, les entreprises peuvent influer positivement sur leurs résultats grâce à ce mode de fonctionnement responsable. Les investisseurs sont soucieux d'éviter les risques. S'ils estiment que l'impact climatique d'un producteur de pétrole et de gaz peut s'avérer contre-productif en matière de résultats ou de relations publiques, ils seront moins enclins à envisager une collaboration durable avec ce dernier.

Les exploitants pétroliers et gaziers (en concurrence avec les énergies solaire, éolienne et nucléaire, ainsi qu'avec le charbon) doivent convaincre les investisseurs de leur engagement en matière d'ESG et par là-même, de leur aptitude à se développer dans une économie à faible émission de carbone où les rejets excessifs sont taxés et vus d'un mauvais œil par le grand public.

Le méthane est au centre de cette réflexion. Le méthane, un gaz à effet de serre connu, dont le potentiel de réchauffement planétaire (PRP)[i] est de 25, est également 84 fois plus puissant que le dioxyde de carbone durant les deux premières décennies suivant son émission. Les producteurs de pétrole et de gaz exerçant dans un cadre réglementé doivent rendre compte de leurs émissions de méthane et démontrer les efforts déployés en vue d'assurer le suivi, la gestion et la limitation des émissions, qu'elles résultent de fuites ou d'éventages.

Les fuites sont des émanations de gaz involontaires et non-maîtrisées provenant notamment de raccords filetés, de trappes de vidange, de soupapes de décharge et d'équipements défectueux (par exemple, les torchères et les systèmes de récupération de vapeur). Les éventages sont des émanations volontaires, mais ils sont en voie de suppression, à l'instar des voitures sans ceinture de sécurité et du tabagisme sur les vols commerciaux. Alors que les relâchements de gaz étaient délibérés, constituant ainsi un mode forcé pour les pompes, les systèmes pneumatiques ou les vannes de contrôle, des organismes de réglementation, soutenus par des études scientifiques et une volonté sociétale, ont fixé des objectifs de suppression totale des fuites et de réduction au minimum de l'éventage.

On différencie également les gaz provenant de fuites ou d'éventages en fonction des résultats obtenus du point de vue de la réglementation, des rapports ESG et de la monétisation. Par exemple, une fuite sur une bride et des joints de compresseur qui se purgent génèrent chacun des résultats et des orientations réglementaires distincts, mais ils sont considérés de la même manière dans les rapports ESG. Le méthane reste du méthane, quelle que soit la source de l'émission.  En outre, si les fuites sont simples à gérer et à réparer, l'élimination des évents nécessite généralement un investissement en capital : outils, talents et équipements.  

Une fois qu'une organisation a découvert et cartographié l'ensemble de ses fuites et évents, elle peut rendre compte de son empreinte carbone. Sur la base de ces informations, les entreprises disposent d'un certain nombre d'options pour mettre en œuvre des solutions qui réduisent les dépenses, tout en offrant le meilleur retour sur investissement en matière de réduction des émissions.

Par exemple, une entreprise détermine qu'un projet de réduction des émanations de méthane dans l'une de ses installations coûtera environ 7 dollars par tonne. Toutefois, l'entreprise peut vendre les émissions capturées au prix de 12 dollars la tonne sur les marchés de compensation du carbone. Elle bénéficie ainsi d'un retour sur investissement (ROI) de 5 dollars la tonne pour ce projet, tout en respectant ses engagements ESG et en s'affichant comme une entreprise socialement responsable sur le plan environnemental. 

OGI, GES, ESG et résultats de votre entreprise

Traditionnellement, les entreprises astreintes à la création de rapports GES/ESG dans le secteur du méthane s'appuient sur des inventaires descendants et un facteur d'émission modélisé. Un facteur d'émission indique qu'un raccord fileté, une bride ou tout autre composant de l'installation concernée émettra en théorie une quantité X de gaz.

Par exemple, une entreprise peut identifier 500 raccords filetés dans une installation donnée. Elle multiplie ensuite ces chiffres par un facteur d'émission.[ii] de 0,01 m³ par heure. Il en résulte un taux d'émission théorique (dans le présent scénario, 5 m³/heure ou 43 000 m³/an) pour l'installation.

Autrefois, on s'en remettait aux inventaires descendants, car la technologie permettant de détecter et de mesurer des sources d'émission spécifiques était limitée. La modélisation des facteurs d'émission définit des « objectifs » pour les rapports, mais ces objectifs sont larges. L'évaluation des émissions se fonde sur un ensemble d'hypothèses, ce qui rend très imprécis l'établissement d'une déclaration à leur sujet. En effet, les calculs relatifs au facteur d'émission partent du principe que les fuites sont partout, alors qu'en réalité, seuls quelques endroits sont concernés. En outre, les inventaires descendants n'indiquent pas aux opérateurs l'emplacement exact des fuites, ce qui ne facilite pas leur réparation et la résolution du problème véritable, à savoir les émissions.

Par conséquent, les caméras OGI sont apparues comme l'outil parfait, un instrument de terrain permettant de comprendre ce qui se passe au niveau de l'installation et notamment de faire la différence entre les fuites et les éventages. Ces informations, qui résultent de l'adoption de technologies comme l'OGI et de solutions quantitatives hors pair, permettent d'établir des rapports plus précis sur les GES/ESG.

Les outils de détection et de réparation des fuites (LDAR) comme les caméras OGI se heurtent souvent à des préjugés infondés sur leur rentabilité économique. Paradoxalement, ces préjugés résultent partiellement de leur efficacité globale. De ce point de vue, l'OGI peut être perçue comme étant soumise à la loi des rendements décroissants : lorsqu'une fuite est découverte, on suppose qu'elle sera réparée correctement et qu'elle n'émettra plus de gaz.

En réalité, les réparations et les composants peuvent être défaillants, et même les meilleurs inspecteurs peuvent passer à côté de fuites lorsqu'ils examinent des milliers de composants sur plusieurs installations. Examinons le rapport annuel LDAR de 2018 du Colorado, publié fin 2019. Malgré les efforts assidus déployés par le secteur pétrolier et gazier de l'État pour établir des rapports et réduire les fuites, les données des années 2015 à 2018 indiquent (après une baisse initiale en 2015) un nombre assez constant de fuites découvertes/déclarées chaque année.

Ainsi, en plus de fournir un retour sur investissement initial instantané, les caméras OGI génèrent de la valeur au fil du temps, parfois durant des décennies. En effet, elles permettent de détecter de nouveaux problèmes et de quantifier les émissions, répondant ainsi aux besoins des producteurs de pétrole et de gaz dans une économie à faible émission de carbone qui exige une surveillance des GES.

L'OGI aide également les producteurs à optimiser l'orientation des capitaux pour réduire au maximum les émissions, autant de décisions difficiles qui peuvent directement impacter votre entreprise. Prenons les exemples suivants :

• Supposons que votre entreprise dépense 2 millions de dollars par an pour gérer son projet OGI : embauche de techniciens, achat de camions et de caméras, gestion de la logistique, etc. Que se passera-t-il si ce projet attire 15 millions de dollars d'investissement de la part des actionnaires et des parties prenantes, lesquels saluent ainsi les efforts déployés par l'entreprise pour pérenniser ses activités ? L'OGI n'est pas une solution miracle, mais elle enrichit de manière inestimable la boîte à outils de votre entreprise.
• Un inspecteur réglementaire survole le site à bord d'un avion et détecte les émissions d'une installation. L'entreprise peut envoyer un technicien équipé d'une caméra OGI pour localiser la fuite rapidement et avec précision, ainsi que pour déterminer la quantité de gaz émise. La visite du technicien sur place est efficace, et ses conclusions sont sans ambiguïté quant au composant fautif.
• La taxation du carbone entraîne une réduction des éventages. Les installations au Canada qui déclarent plus de 100 000 tonnes d'équivalent CO₂ paient environ 30 dollars/tonne pour chaque tonne au-delà de 100 000 (les frais augmentent chaque année, par tranches de 10 dollars jusqu'à 50 dollars en 2022). Les entreprises qui choisissent d'investir dans leurs propres mesures de correction des émissions acceptent le coût d'investissement requis à court terme pour ramener une installation donnée sous le seuil des 100 000 tonnes, et permettre ainsi la réalisation d'économies à long terme.

Une fois les fuites découvertes et la présence d'évents confirmée par la procédure OGI, les producteurs de pétrole et de gaz disposent de plusieurs possibilités pour supprimer ces sources d'émissions. Par exemple, les systèmes pneumatiques défectueux et/ou à forte capacité d'éventage, ainsi que les pompes émettrices de méthane, peuvent être alimentés en air propre pour les instruments, ou être modifiés/remplacés au profit d'une alimentation électrique. Les sources d'éventage, notamment les joints de compresseur, les évents de réservoir et le gaz de cuvelage, peuvent être réduites à l'aide de systèmes de capture des gaz d'éventage, qui peuvent réutiliser le gaz capté pour approvisionner les consommateurs sur place en gaz combustible (pour les équipements de chauffage par exemple) ou utiliser l'énergie récupérée pour générer des sous-produits utiles (par exemple pour produire de l'électricité).

Conclusions

L'OGI s'est avéré un outil efficace, qui permet aux opérateurs pétroliers et gaziers d'être plus performants dans une économie à faible émission de carbone en détectant avec précision les fuites et en identifiant les composants défectueux, tout en contribuant à l'efficacité opérationnelle d'une installation.

Même si les réglementations fédérales en matière d'environnement fluctuent constamment (l'assouplissement des déclarations environnementales est en effet encouragé par les administrations américaines successives), il existe d'autres organismes qui dénoncent activement les entreprises socialement irresponsables.

Par exemple, l'Environmental Defense Fund (EDF) prévoit de lancer un satellite de détection des émissions en 2022, en plus d'un aéronef à voilure fixe pour la surveillance du domaine public à basse altitude. Dans nombre de cas, les conclusions de ces organismes sont accessibles en ligne au grand public, comme en atteste cette carte du bassin Permien et les émissions de méthane qui y sont associées.  Bien que cette technologie puisse être efficace pour mettre en évidence les sources d'émission importantes, elle se heurte aux mêmes difficultés que l'approche des inventaires descendants pour localiser réellement l'origine des fuites.

Les entreprises qui s'engagent à réduire les fuites et à supprimer les évents doivent se rendre compte qu'il s'agit d'un investissement à long terme nécessitant une approche basée sur de multiples outils et un engagement actif. Au fil du temps, les nouvelles installations sont modernisées, les anciens sites de forage sont recouverts et de nouveaux sites font leur apparition. Alimentés par l'énergie solaire et le réseau électrique, ils affichent une faible intensité carbone.

L'application de la réglementation a graduellement restreint le niveau d'émissions autorisé pour les producteurs de pétrole et de gaz, mais l'avis des professionnels du secteur est devenu un levier d'action pour aller plus loin dans la poursuite de cet objectif. Au lieu de faire front face aux régulateurs, les producteurs envisagent de plus en plus leur responsabilité d'entreprise dans une optique de rassemblement.

En effet, un groupe de 62 compagnies pétrolières et gazières (principalement européennes) a récemment accepté de déclarer ses émissions de méthane auprès d'un groupe rattaché aux Nations Unies, dans le cadre du partenariat Oil & Gas Methane Partnership (OGMP) lancé en 2014. L'accord définit également des objectifs ambitieux pour les émissions de méthane : réduction de 45 % par rapport aux niveaux de 2015 d'ici 2025, et de 60 % d'ici 2030. Au lieu de l'objectif défini pour 2030, les entreprises peuvent aussi essayer de réduire quasiment à zéro les émissions issues de la production en amont.[iii]

Le débat sur les sources d'énergie idéales de demain n'est pas clos, mais dans l'immédiat, les producteurs peuvent travailler ensemble pour un avenir meilleur, et l'OGI constitue à cet égard un vecteur de concrétisation efficace. Elle permet aux entreprises pétrolières et gazières de promouvoir un air plus pur, des infrastructures plus étanches et une plus grande efficacité.

Au sujet des auteurs

Joshua Anhalt est le fondateur et le président de GreenPath Energy, Ltd. Spécialiste depuis plus de 20 ans des émissions de méthane dans le secteur pétrolier et gazier, Joshua a obtenu le certificat « Red Seal Journeyman Instrumentation » et possède une solide expertise de la détection et de la mesure, de la réglementation et de la réduction des émissions de méthane, ainsi que des activités de développement commercial associées.

Craig R O'Neill travaille pour FLIR depuis plus de 17 ans et joue un rôle actif sur le marché OGI depuis l'introduction des caméras commerciales d'imagerie du gaz en juin 2005. Actuellement, il est responsable au niveau mondial de la branche d'activité Imagerie optique du gaz et de la stratégie de diffusion des solutions FLIR dans l'industrie pétrolière et gazière. À ce poste, il fait le lien entre les clients, les acteurs industriels, les partenaires stratégiques et de nombreux services verticalement intégrés de la division FLIR Instruments, en particulier les ventes, le marketing, l'ingénierie et la gestion des produits. Son objectif est de garantir la cohérence d'action de FLIR pour fournir des solutions de détection en phase avec les besoins de l'industrie pétrolière et gazière.

À propos de GreenPath Energy Ltd.

Fondée en 2007 et basée à Calgary, Alberta (Canada), GreenPath est spécialisée dans les solutions de détection, de mesure, de réduction et d'élimination des émissions ainsi que dans la création de rapports associés pour l'industrie pétrolière et gazière. Elle gère notamment la collecte de l'inventaire des équipements, la procédure OGI pour les activités LDAR, les technologies alternatives de détection et de quantification des émissions de méthane, et le développement de projets de réduction des émissions. Grâce à notre expertise technique et à notre expérience diversifiée en matière d'émissions de méthane, nous offrons à nos clients des solutions qui permettent d'optimiser les investissements en capitaux, tout en réduisant de manière significative les émissions et en renforçant la conformité réglementaire. Pour plus d’informations, consultez la page www.greenpathenergy.com.

À propos de FLIR Systems, Inc.

Fondée en 1978 et basée à Wilsonville dans l'Oregon, FLIR Systems est un leader de la fabrication de systèmes de capteur qui améliorent la manière dont les situations sont perçues et appréhendées et contribuent ainsi à sauver des vies, augmenter la productivité et protéger l'environnement. Avec près de 3500 collaborateurs, l'objectif de FLIR est de devenir le « The World’s Sixth Sense (sixième sens du monde) » en utilisant l'imagerie thermique et les technologies annexes pour fournir des solutions innovantes et intelligentes de sécurité et de surveillance, de contrôle des conditions et de l'environnement, de loisirs de plein air, de traitement de l'image, de navigation et de détection avancée des menaces. Pour plus d’informations, rendez-vous sur www.flir.com et suivez @flir sur Twitter.

[i] Le potentiel de réchauffement global d'un GES indique l'ampleur du réchauffement provoqué par un gaz sur une période donnée (100 ans normalement). Le PRP est un indice qui attribue une valeur de 1 au CO₂. Ainsi, 1 kg de méthane entraîne un réchauffement 25 fois supérieur à celui d'1 kg de CO₂ sur une période de 100 ans.

[ii] Multiplicateur créé pour cet exemple seulement. Les facteurs d'émission actuels varieront selon les installations, les équipements, etc.

[iii] Frazin, Rachel. « Des dizaines de compagnies pétrolières et gazières acceptent de respecter les objectifs de réduction des émissions de méthane ». The Hill, 23 Nov. 2020, thehill.com/policy/energy-environment/527234-dozens-of-oil-and-gas-companies-agree-to-methane-reduction-targets