Comment en apprendre davantage sur la conception de systèmes pour le gaz naturel ?

CRAIG GIFFORD:
Bienvenue chez Swagelok. Je m’appelle Craig Gifford et nous sommes aujourd’hui avec Chuck Hayes, qui est le responsable technique mondial de Swagelok pour les énergies propres. Nous allons parler de gaz naturel. Chuck, commençons simplement par présenter les différents types de gaz naturel et à expliquer pourquoi il en existe différentes formes.

CHUCK HAYES:
OK. À la base, le gaz naturel est toujours du méthane, dont la formule est CH₄ — une molécule composée d’un atome de carbone et de quatre atomes d’hydrogène. Mais selon son usage, on lui donne différents noms. Par exemple, le gaz naturel distribué par gazoduc est utilisé dans les foyers pour les chaudières, chauffe-eau et cuisinières. Cet usage est répandu dans le monde entier.

Il existe aussi le gaz naturel comprimé, ou GNC. On le comprime pour transporter ou utiliser plus de molécules. Cela se fait à une pression de 3600 psi, soit environ 249 bar — une pression environ 250 fois supérieure à celle de l’atmosphère.

Une autre forme est le gaz naturel liquéfié, ou GNL. Il permet de transporter de grandes quantités de gaz sur de longues distances. Le gaz est liquéfié, ce qui le rend incompressible mais très dense. À l’ouverture d’un réservoir de GNL, le gaz obtenu occuperait un volume 600 fois supérieur à celui du liquide.

Enfin, il y a le gaz naturel renouvelable, ou GNR, aussi appelé biogaz ou gaz vert. Il est produit à partir de déchets — enclos pour animaux, méthaniseurs agricoles, etc. Ce gaz contient des impuretés comme le soufre, les siloxanes, les oxydes d’azote (NOx) et de soufre (SOx), qu’il faut éliminer. Une fois purifié, asséché et comprimé, il peut être utilisé comme biogaz ou raffiné jusqu’à devenir du gaz naturel.

CRAIG GIFFORD:
Chuck, pouvez-vous nous parler des différents types d’infrastructures de distribution et de ravitaillement en gaz naturel et des difficultés propres à ces infrastructures ?

CHUCK HAYES:
OK. Pour commencer, quand on parle d’infrastructure de ravitaillement, on pense aux véhicules — camions, voitures — et même aux navires. Le GNC (gaz naturel comprimé) et le GNR (gaz naturel renouvelable) sont chimiquement identiques, tous deux composés de CH₄. Ils sont à l’état gazeux et comprimés, et servent à alimenter des véhicules de toutes tailles, comme les camions de livraison ou les bus, via des stations-service situées le long des routes ou dans des installations privées pour les flottes d’entreprise.

Dans ces cas, on utilise souvent un collecteur pour raccorder plusieurs véhicules à des flexibles et les remplir lentement pendant la nuit. Cela convient aux flottes internes, mais pour le transport longue distance, on utilise des stations de remplissage rapide, similaires à des pompes classiques, permettant de faire le plein en 10 à 20 minutes.

Le GNL (gaz naturel liquéfié), quant à lui, est extrêmement froid et potentiellement dangereux. Il nécessite des fixations spéciales, des équipements de protection individuelle et une formation spécifique. Dans certaines stations, le personnel formé ou les gérants eux-mêmes effectuent le plein. Le GNL est aussi utilisé dans les ports, car l’usage du fioul lourd y est souvent interdit. Les navires passent alors au GNL, qui est regazéifié et utilisé comme du GNC.

Pour le transport de gros volumes, de grands méthaniers traversent les mers pour livrer du GNC ou du GNL. Le principal défi est la compression et le stockage sécurisé du gaz. Cela nécessite des réservoirs adaptés et des composants parfaitement étanches. Avec le GNL, la température extrême pose aussi des défis techniques, notamment pour les pompes.

CRAIG GIFFORD:
Quelles sont les normes en vigueur concernant le GNL et le GNC, que les concepteurs doivent connaître ?

CRAIG GIFFORD:
C’est une excellente question. La réponse diffère selon l’endroit où vous vous trouvez dans le monde. Commençons par le GNC. En Amérique du Nord, c’est l’Association canadienne de normalisation (CSA) qui établit les normes. Elles sont principalement axées sur la sécurité. Les normes NGV pour les véhicules à gaz naturel commencent par le chiffre 3, comme NGV 3.1 pour les composants embarqués. Elles précisent comment spécifier et tester ces composants pour garantir leur conformité.

Pour le GNL, les normes LNG suivent une logique similaire, avec des références commençant également par le chiffre 3 pour les véhicules. En Europe, on utilise la norme ECR 110 pour les systèmes embarqués, qui requiert diverses certifications. Ces certifications sont assez similaires aux normes nord-américaines, car il existe un effort global d’harmonisation. Pour les stations, les normes NGV commencent par le chiffre 4, comme NGV 4.1, et définissent les exigences pour les composants de station.

Il y a donc une grande diversité de normes selon l’application, la région et la méthode. En Inde, où le GNC est très utilisé, les normes sont basées sur les normes ISO internationales, avec quelques adaptations locales. Chaque pays peut ajuster les normes selon ses besoins.

CRAIG GIFFORD:
Chuck, dites-nous maintenant quels sont les principaux aspects à prendre en compte en matière de sécurité concernant le stockage du GNC et du GNL.

CHUCK HAYES:
OK. Commençons par quelques principes de base. Le GNC est conçu pour être brûlé ou utilisé dans une chambre de combustion, ce qui implique une petite explosion. C’est un gaz explosif et inflammable, donc il est crucial d’éviter toute fuite. Le GNL, quant à lui, n’est pas utilisé directement : il est stocké sous forme liquide, puis regazéifié avant usage. Dans les deux cas, la sécurité repose sur l’absence de fuites.

Pour cela, il faut utiliser des composants de qualité, conformes aux normes et homologués pour ces applications : vannes fiables, raccords performants, faibles taux de fuite. Swagelok peut vous aider à sélectionner ces produits. La conception du système joue aussi un rôle essentiel.

Avec le GNL, il faut en plus gérer sa température extrêmement basse. Ce gaz peut provoquer des brûlures ou geler les poumons s’il est libéré rapidement. Comme il se dilate d’un facteur de 600, une fuite peut libérer une énergie considérable. Il faut donc le garder confiné, sans rejets involontaires dans l’atmosphère, pour garantir la sécurité.

CRAIG GIFFORD:
Eh bien, merci d’avoir partagé vos connaissances avec nous, Chuck, et merci à vous d’avoir regardé cette vidéo « Demandez à Swagelok ».