Méthaniers : Histoire et Caractéristiques

Méthaniers et Pétroliers sont des navires-citernes.
De plus en plus gros, ils sont aussi de plus en plus équipés et protégés afin d’éviter les accidents et leurs conséquences graves.

Méthane

Le méthane est un composé chimique de formule chimique CH_4.
C’est l’hydrocarbure le plus simple et le premier terme de la famille des alcanes.
Le méthane est assez abondant dans le milieu naturel.
Le méthane est un combustible à fort potentiel.

Sources du méthane

D’énormes quantités de méthane sont enfouies dans le sous-sol sous forme de gaz naturel.
De grandes quantités, difficiles à évaluer, sont également produites par réaction de l’eau de mer sur les péridotites des dorsales océaniques et présentes sur le plancher océanique sous forme d’hydrates de méthane (stables à basse température et haute pression).
Plusieurs autres sources produisent du méthane en grande quantié.
1. Les volcans de boue.
2. .es énergies fossiles,.
3. Les décharges publiques (gaz de décharge).
4. La digestion du bétail (notamment des ruminants).
5. Les rizières.
6. Les estuaires pollués (méthane des zones humides, gaz de marais).
7. Les feux de forêts dégagent beaucoup de méthane.

Déséquilibres

Le méthane est naturellement présent dans l’atmosphère terrestre, mais les apports anthropiques ont plus que doublé sa concentration depuis la révolution industrielle.
1998. 1 748 ppb
2020. 1 879 ppb. avec une accélération depuis 2007.

Persistance et effet de serre

Le méthane persiste moins de 10 ans dans l’atmosphère où il est détruit par des radicaux hydroxyle OH^•.
Le problème majeur du méthane est le fait qu’il soit un gaz à effet de serre bien plus puissant que le CO₂, avec un potentiel de réchauffement global 28 X plus élevé, responsable, au niveau actuel de sa concentration, de quelques pour cent de l’effet de serre total à l’œuvre dans notre atmosphère.

Utilisations du méthane

Les ressources en méthane. valorisables comme combustible.
1. Les gisements fossiles de gaz naturel comportent entre 50 et 60 % de méthane, le gaz naturel brut est épuré avant d’être injecté sur le réseau de distribution.
  1. La proportion de méthane présent dans le gaz naturel que nous utilisons est supérieure à 90 % dans la plupart des gaz.
2. Le méthane biologique ou biogénique, ou biogaz, produit par la fermentation anaérobie de matière organique comporte 50 à 80 % de méthane, (60-65 % généralement).
3. Le biogaz produit dans les décharges pourrait être récupéré massivement et valorisé sous forme d’électricité, de chaleur ou de carburant automobile.
Autres usages possibles.
1. Transformation en ester (propanoate d’éthyle) potentiellement valorisable.
2. Production de méthane à partir du CO₂ aérien par électrométhanogénèse (à l’aide d’un courant électrique).

Transport du Méthane

La question posée est celle du transport entre le lieu d’extraction et la (les) zone(s) de consommation.
Le méthane est gazeux dans les conditions normales de température et de pression.
1. Le méthane peut être transporté sous cette forme, généralement par gazoduc,
  1. Canalisations transportant le gaz sous pression sur de longues distances, sur terre ou sous la mer.
2. Le méthane est transporté à l’état liquéfié par des méthaniers et plus rarement des camions.
  1. Le méthanier transporte le gaz sur de très longues distances ou dans des lieux difficiles à atteindre.
3. Dans les cuves des méthaniers, le gaz est refroidi à – 162° C.
4. Le méthane n’est alors plus sous forme gazeuse, comme l’air que nous respirons, mais liquide comme l’eau.
  1. On le nomme GNL (Gaz Naturel Liquéfié).
5. Cette transformation en liquide permet de transporter des plus grandes quantités.

Histoire du méthane et des Méthaniers

1776 – 1778. Alesandro Volta découvre et isole le méthane.
1910. Söhngen écrit que le méthane se forme de façon si considérable aux Pays-Bas « qu’en différents lieux on s’en sert pour l’éclairage et le chauffage de fermes et de maisons ».
De nombreuses catastrophes minières sont imputables au grisou qui est essentiellement constitué de méthane.
1976. L’impact du méthane sur le climat jusqu’alors suspecté est démontré avec l’effet de serre qu’il engendre.
Les observations spatiales confirment l’omniprésence du méthane dans l’Univers.
2010, Environ 360 méthaniers en service dans le Monde.

Caractéristiques et Performances des Méthaniers

Un méthanier est un navire servant à transporter du Gaz Naturel Liquéfié dans ses citernes GNL).
On appelle ces navires aussi LNG (en anglais : Liquefied natural gas) tankers. I
Le GNL est livré dans des unités portuaires spécialisées appelées port méthanier.

Méthanier à sphères LNG Libra © Michel Floch – FlickR.Com. LNG Borno © Jakez Bo – FlickAir.com

Méthanier à sphères LNG © Sebastien Pores – Flickr.com

Spécificités des navires méthaniers

Les caractéristiques physiques du GNL, la dangerosité de son travail et sa température de stockage ont des incidences majeures sur la cahier des charges des méthaniers.
1. Navire haut sur l’eau.
2. Transport généralement dans 4-5 cuves.
Vitesse moyenne des méthaniers : 19 nœuds.
Risques. Une rupture de la coque pourrait permettre au GNL de s’échapper, de s’évaporer et, à la moindre étincelle, s’enflammer si le mélange air-gaz se trouve dans les limites de combustion (proportion de GNL comprise entre 5 et 15 %).
1. Le navire lui-même ne doit pas exploser, car le GNL resté à l’intérieur du navire et privé de comburant ne peut pas s’enflammer.
2. Une double-coque limite les probabilités en cas d’échouement ou de collision.
3. La cuve elle-même comporte une double barrière remplie d’azote gazeux afin d’ empêcher toute réaction avec l’oxygène atmosphérique.
  1. Ce type d’accident ne s’est jamais produit.
  2. Jugeant les dispositifs de détection de fuite de gaz et de lutte contre l’incendie fiables, le personnel est autorisé à fumer dans les espaces dédiés à l’habitation.
4. Afin de limiter l’impact d’une explosion, de nombreux pays, interdisent à tout navire l’accès au chenal lorsqu’un méthanier est engagé.
Les méthaniers étaient le plus souvent propulsés par une installation du type machine à vapeur. Ce mode de propulsion pourrait être remplacé par un moteur diesel utilisant aussi bien des carburants classiques que du GNL. De nouveaux types de méthaniers sont propulsés par un système diesel-électrique qui ont un meilleur rendement.

3 Types de méthaniers dans le Monde selon la fabrication des cuves

Méthaniers à membrane.
1. Les cuves sont intégrées à la coque du navire.
2. Les membranes primaire et secondaire sont en Invar, un alliage composé de 36 % de nickel, d’une épaisseur de 0,7mm. La membrane primaire contient et assure l’étanchéité de la cargaison de GNL, tandis que la seconde, identique à la première, assure une redondance de l’étanchéité en cas de fuite au niveau primaire. Les bandes d’Invar de 500 mm de large sont réparties sur les parois de la cuve. Elles sont soutenues par les couches d’isolation primaires et secondaires.
Méthanier à sphères.
1. 4 ou 5 cuves sphériques en aluminium recouvertes d’une isolation.
2. Les sphères ne sont pas intégrées à la coque et dépassent du pont du navire.
Méthaniers Prismatic IHI.
1. L’isolation de la cuve est double. Une première couche d’isolation rigide est appliquée directement sur la partie intérieure de la coque du navire. Ensuite vient le Triplex.
2. Une deuxième couche d’isolation, moins épaisse, est collée sur le Triplex. Cette deuxième isolation comporte une partie de contreplaqué qui facilite la fixation de la membrane en Invar

Construction de méthaniers

La plupart des méthaniers sont fabriqués en Asie.
1. Années 2000. La Corée du Sud est en tête des productions mondiales avec les chantiers navals de Daewoo, Hyundai et Samsung.
2. Le Japon est le second producteur.
Les Chantiers de l’Atlantique à Saint-Nazaire se distinguent en livrant 2 navires géants.
1. Novembre 2006. le Provalys,
2. Mars 2007. Le Gaselys (sister-ship du Provalys).

Navires d’exception

Vladimir Rusanov.
1. Longueur. 259 m? Largeur. 50 m. Tirant d’eau 13 m. 96 844 t.
2006 Le Provalys livré à Gaz de France est alors le plus grand méthanier du Monde.
1. 154 500 m3. Longueur 290 m. Largeur 43 m. Tirant d’eau 12 m. Tirant d’air de 40 m.
Al Mayeda. Le navire du Qatar devient plus grand méthanier du Monde.
1. 267 000 m³ Longueur. 345 m. Largeur de 45 m.
Rasheeda. un Q-max, mis en service en octobre 2010.
1. Capacité de 266 000 m³
Tiger Maanshan. La Chine prépare un navire encore plus grand.
1. 270 000 m³.