Présentation
Auteur(s)
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Pierre PETIT : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrotechnique et d’Hydraulique de Grenoble, Docteur 3 cycle en Thermodynamique - Ancien adjoint au Directeur Technique de l’Ingénierie de L’Air Liquide - Consultant en cryogénie - Président de la Commission A3 (liquéfaction et séparation des gaz) de l’Institut International du Froid - Professeur à l’École Polytechnique Féminine (Fondation EPF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les pays industrialisés sont d’énormes consommateurs d’énergie et de matières premières d’origine pétrolière. En France, après l’amenuisement des réserves de charbon de l’Europe occidentale, le gaz naturel de Lacq a progressivement remplacé le gaz de four à coke dans le réseau de Gaz de France (GDF). Cependant, ses réserves étant très limitées, le gaz de Lacq a dû être complété et progressivement remplacé par du gaz importé de Hollande et d’URSS, acheminé par des canalisations sous pression.
Des gisements très importants furent simultanément découverts en Afrique (Algérie, Libye, Nigéria), au Moyen-Orient, en Indonésie, en Alaska et en Amérique du Sud. L’Europe, la Corée, le Japon et les États-Unis étaient des clients potentiels et le marché prometteur. Les distances de transport (milliers de kilomètres) et les voies maritimes offertes ou imposées (transports intercontinentaux) ont incité à développer une chaîne de transport maritime : le gaz naturel liquéfié (GNL) est transporté à – 161 oC dans les cuves thermiquement isolées des navires méthaniers. La liquéfaction du gaz permet une très grande réduction du volume des récipients sans majoration importante des épaisseurs des parois puisque l’on reste à pression atmosphérique (650 m3 de gaz à pression atmosphérique n’occupent qu’un mètre cube à l’état liquide).
L’objet du présent article est de décrire les procédés et les unités de liquéfaction du gaz naturel.
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VERSIONS
- Version courante de juin 2010 par Béatrice FISCHER, Gilles FERSCHNEIDER
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Étude thermodynamique d’un cycle à cascade classique6. Analyse des coûts
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Comparaison des coûts de transport par canalisation (terrestre) et par chaîne GNL
Le coût de la canalisation varie pratiquement linéairement avec la distance, alors que celui de la chaîne GNL en dépend peu ; il y a égalité des coûts pour une distance de transport qui dépend des quantités transportées.
Le coût spécifique du transport par canalisation varie comme la puissance (– 0,4) du débit de la canalisation, alors que, pour la chaîne GNL, il est à peine fonction de la taille du projet et varie au plus comme la puissance (– 0,1) de la taille.
Nota :signalons aussi le transport par canalisation immergée en fonds marins. À ce jour, on n’en connaît qu’une réalisation pour le transport de gaz algérien vers l’Italie via la Tunisie : la canalisation est immergée jusqu’en Sicile.
Un projet est en cours de négociation pour du gaz algérien à travers le détroit de Gibraltar. Le coût linéaire semble s’élever aujourd’hui à 3 ou 4 fois celui de la canalisation terrestre. Cette solution ne peut concurrencer la chaîne GNL que si la distance totale du transport est modérée et la part de canalisation à immerger faible.
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Coût d’une chaîne GNL à partir du Moyen-Orient vers l’Europe
Il ne sera question ici que de l’investissement, qui est l’élément essentiel du coût total. En effet, bien que l’énergie dépensée (autoconsommation du complexe) pour le fonctionnement de l’usine de liquéfaction soit considérable (12 à 15 % de la production nette en terme de pouvoir calorifique, soit annuellement 1010 kWh pour un complexe de 6 × 109 Nm3/an), en coût annuel d’exploitation, elle correspond à seulement 0,5 % de l’investissement de la chaîne de transport, cela à cause du coût très bas de l’énergie thermique en ce point situé en amont de la chaîne. En ce qui concerne les navires et les terminaux, les consommations sont relativement faibles.
Dans le cas des canalisations, il faut prendre en compte l’énergie consommée par les stations de recompression à un coût qui augmente au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la source. Les stations de recompression sont généralement équipées...
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