Détection des fuites de gaz : quelle est la science derrière l'odorisation des gaz ?

Le gaz naturel traité est à la fois incolore et inodore, ce qui rend les fuites impossibles à détecter. La technologie consistant à ajouter un additif sulfuré au gaz naturel a été découverte à la fin du XIXe siècle. Cependant, l'odorisation généralisée du gaz naturel est devenue une pratique courante bien plus tard. L'explosion de l'école de New London en 1937 est l'un des plus grands accidents survenus au Texas, aux États-Unis. L'école utilisait des chauffages au gaz alimentés par une conduite de gaz résiduel. La fuite de gaz s'est propagée dans le vide sanitaire qui traversait tout le bâtiment et n'a pas été détectée jusqu'à ce qu'une étincelle fasse exploser le bâtiment.
 
À la suite de cette tragédie, la première réglementation en matière d'odorisation a vu le jour au Texas, puis au niveau fédéral. Il s'agit désormais d'une règle et d'une pratique largement répandues et documentées, qui stipulent que les gaz combustibles distribués doivent être odorisés de manière à ce qu'une fuite soit détectée avant d'atteindre 20 % de la LIE.

Depuis l'apparition des premières inquiétudes sur les fuites potentielles, les autorités de la plupart des pays ont pris des précautions pour assurer la sécurité de l'approvisionnement en gaz. Même si les réglementations générales sur l'odorisation obligatoire du gaz et ses normes ont évolué de diverses manières dans différentes parties du monde. Les pratiques d'odorisation du gaz naturel en Europe utilisent principalement la technologie du THT (TetraHydrothiophène) pur, tandis qu'aux États-Unis, les mélanges à base de TBM (Tertio Butyl Mercaptan) sont le plus souvent utilisés. Cependant, la différence entre les pratiques liées à l'odorisation du gaz ne s'arrête pas là : chaque pays a des exigences différentes à chaque étape de la chaîne de distribution du gaz. Les exigences et les pratiques en matière d'odorisation peuvent varier selon l'odorisation est requise aux points de transit, de transport ou de distribution. En outre, la réglementation de chaque pays peut définir le niveau de concentration de l'odorisant et le degré olfactif.

La loi française exige que les opérateurs de réseaux de gaz livrent du gaz odorisé à tous les consommateurs. Cependant, dans la pratique actuelle, tout le gaz transporté est odorisé et cela est reconnu par les autorités françaises comme la meilleure pratique dans les études de sécurité. En Belgique et au Danemark, les réglementations n'exigent pas l'odorisation du gaz transporté, tandis qu'en Espagne, il est obligatoire d'odoriser le gaz pendant le transport.
 

Les matières premières utilisées pour formuler les odorisants pour gaz d'Arkema sont conformes aux normes ISO 13734 pour l'odorisation du gaz naturel. La plupart d'entre elles sont produites à partir du complexe industriel de Lacq, qui est situé sur un champ de gaz acide. Cet emplacement lui donne un accès direct à une source souterraine continue de sulfure d’hydrogène H₂S - une matière première essentielle pour la production de THT et de mercaptans.
 

Chaque type de gaz nécessite des odorisants sur mesure aux propriétés spécifiques :

Nous proposons la plus large gamme complète d’odorisants au monde pour les gaz et des services locaux associés pour le gaz naturel (THT, Spotleak^®), le GPL (ethylmercaptan, Vigileak^®) et les gaz industriels, notamment les gaz d’échappement dans la sidérurgie et les gaz inertes (Codetect®, etc). Cette gamme s’appuie sur notre expertise inégalée dans les produits soufrés.

 

• Gaz naturel et bio-méthane

1.  THT (TetraHydrothiophène)
2. La ligne de produits Spotleak^® offre une large gamme de mélanges à base de TBM, mélangés sur mesure avec des IPM, NPM, MES, DMS et THT.

• Propane, Butane, GPL

L'odorisation du GPL est un procédé complexe avec des contraintes particulières. L'odorisant du GPL est injecté dans la phase liquide mais il doit être équilibré avec l'état gazeux au-dessus du liquide. Par conséquent, l'odorisation du GPL exige une combinaison complexe de propriétés de l'odorisant afin d'assurer sa sécurité. Historiquement, la technologie principale est basée sur l'Ethyl Mercaptan, mais Arkema a développé deux autres mélanges (ou grades) Vigileak^® (7030 et le Z), un nouveau groupe innovant d'odorisants pour GPL, offrant une stabilité chimique supérieure à celle de l'Ethyl Mercaptan et une manipulation plus facile.
 

• Gaz industriel

Pour les installations utilisant à la fois des gaz industriels et du gaz naturel, il peut être important de distinguer les deux en cas de fuite. C'est pourquoi, dans le cas de la sidérurgie, Arkema a développé Codetect^®, une formulation spéciale permettant de détecter les gaz contenant du CO en cas de fuite sur ces réseaux spécifiques. Arkema peut proposer d'autres technologies adaptées pour les gaz industriels tels que l'oxygène, le CO₂, l'hydrogène et l'azote.
 

Paramètres spécifiques à prendre en considération dans le choix de votre technologie d’odorisation :

Chaque procédé ayant ses propres contraintes, il est primordial de passer en revue toutes les conditions du procédé et les risques associés aux fuites de gaz pour effectuer la sélection des odorisants en fonction de :

 

• La stabilité chimique

Par exemple, lors de l'odorisation du gaz naturel pour le transport, il est nécessaire de sélectionner l'odorisant d'une grande stabilité chimique afin de réduire les risques éventuels de perte d’odeur ou de « fading » le long du réseau de pipelines par réaction d’oxydation des dérivés soufrés. Dans ce cas, le THT pur est souvent choisi pour sa grande stabilité chimique. Aux Etats-Unis, la réglementation n'exige généralement l'odorisation qu'au niveau de la distribution, qui consiste essentiellement en de courts réseaux à plus basse pression, auquel cas les odorisants à base de TBM (un peu moins résistants mais plus intenses et donc dosés à plus faible concentration que le THT) sont principalement utilisés. Les spécialistes d'Arkema peuvent vous prodiguer des conseils précis pour vos conditions spécifiques.
 

• Minimiser la teneur en soufre 

Afin de réduire les émissions de SOx, mais aussi de prolonger la durée de vie des équipements, la minimisation de la teneur en soufre peut être un facteur clé dans le choix de la technologie d’odorisation. Les mélanges Vigileak^® et Spotleak^® peuvent être utilisés à la place de l'Ethyl Mercaptan ou du THT pour minimiser la teneur en soufre du carburant. Néanmoins, des précautions particulières doivent être prises, par exemple pour le contrôle du taux d'injection.
 

• Contexte industriel

Les gaz contenant du CO sont transportés et distribués dans des canalisations courtes et à basse pression, mais dans un environnement agressif (poussière, particules d'oxyde de fer). Codetect^® a été développé dans ce but ; combinant une forte intensité d'odeur et une bonne stabilité dans ces réseaux, il permet une meilleure détection des fuites de gaz toxiques contenant du CO non couvertes par des détecteurs portables ou fixes (voisins d'usines sidérurgiques).
 
D’autres paramètres tels que le type de système d’injection utilisé, la possibilité de maintenir les stockages sous gaz inerte, les conditions météorologiques de la zone peuvent également entrer en ligne de compte dans le choix de l’odorisant.

Les sites de production des odorisants d'Arkema sont situés en France, aux Pays-Bas et aux Etats-Unis où le produit est conditionné en fonction des modalités de transport : camions-citernes, ISOcontainers pour les livraisons en vrac, conteneurs barils/fûts retournables, SBC (Semi Bulk Containers) de taille adaptée pour les livraisons. Ces emplacements stratégiques de production et de stockage permettent l'accès aux ports et facilitent l'expédition dans le monde entier tout en assurant un approvisionnement sûr et fiable à une industrie pour laquelle l’odorisation est une opération hautement critique sans laquelle elle ne peut commercialiser son produit.
 
Apporter à nos clients l'option de livraison d'odorisants la plus appropriée est la clé en raison de la complexité et des contraintes de temps de l'opération. En Amérique du Nord, Arkema possède et exploite une flotte complète de camions pour des livraisons très flexibles : des camions-citernes en vrac aux camions de micro-vrac pour les livraisons "Milk Man".
 
L'odorisation est un processus logistique complexe qui nécessite un transport longue distance de l'Europe vers les Amériques et l'Asie. Arkema favorise l'utilisation d'emballages consignés grâce à son réseau d'installations de transvasement et de stockage. Par exemple, nous livrons d'abord les odorisants dans des conteneurs ISO en vrac, où nous les déchargeons afin de remplir des emballages SBC. Cela nous permet de servir le client avec des délais plus courts et une rotation optimisée des emballages consignés.

Au fil des années d'expérience en odorisation, l'équipe d'Arkema a développé une expertise sur les opérations d'odorisation très sensibles. Odorflex^® est une offre de services opérationnels unique qui couvre tous les besoins des opérations d'odorisation :

• Sélection précise du bon odorisant,
• Assistance à l'échantillonnage et à l'analyse de l'odorisant,
• Formation à la manipulation des odorisants, depuis les informations de base sur l'odorisation jusqu'aux exercices de gestion de crise (pertes de confinements),
• Recommandations techniques pour la mise en place de nouvelles installations,
• Opérations sur site pour l'échantillonnage, le reconditionnement, la redistribution et le contrôle des évents,
• Odorflex^® OED : mise hors service ou nettoyage d'équipements d’odorisation avant inspection ou recyclage,
• Odorflex^® EOT : transfert d'équipements.

Certains de nos distributeurs spécialisés sont des fabricants pour l'industrie de l'odorisation, ce qui nous permet de couvrir une offre mondiale d'équipements.

Nous sommes impliqués dans des comités techniques et développons activement des solutions pour l'utilisation de l'hydrogène comme source d'énergie renouvelable et le Captage et Stockage du Carbone (CSC​​​​​​​) pour décarboniser l'industrie basée sur les ressources fossiles.
 
Le captage et le stockage du carbone visent à capturer, transporter et stocker de manière permanente le CO² qui serait autrement émis dans l'atmosphère. Les technologies de CSC offrent une valeur stratégique importante dans la transition vers une économie à faible émission de carbone en permettant de réduire l’empreinte carbone des activités industrielles humaines et en permettant le développement de vecteurs d’énergie tels que l’hydrogène bas carbone.
 
En effet, nous sommes particulièrement intéressés par le développement du marché de l'hydrogène "bleu", où le CO² émis lors de la production d'hydrogène est capturé et stocké pour réduire son impact carbone. Nous cherchons donc à adapter nos solutions odorisantes pour ce CO² afin de détecter les fuites lors du transport terrestre mais en le distinguant du gaz naturel.