Stockage du pétrole et du gaz


Stockage du pétrole et du gaz

Le stockage du pétrole et du gaz consiste à immobiliser temporairement certains volumes de pétrole ou de gaz dans des capacités de stockage appelées appareils à pression ou réservoirs selon que le produit stocké est ou n'est pas sous pression.

Barils de pétrole.

Sommaire

Rôle du stockage

Le stockage des ressources énergétiques est non seulement nécessaire pour compenser les fluctuations d’approvisionnement dues à toutes sortes d’aléas lors de la production, du transport et du raffinage, ou les variations de la consommation, qui dépendent notamment des conditions météorologiques. Il est aussi stratégique pour assurer un minimum d'autonomie énergétique du pays consommateur.

Le stockage doit être assuré aux différentes étapes du cheminement du pétrole, depuis le puits de production jusqu’aux lieux de consommation.

Les dépôts pétroliers importants se trouvent essentiellement sur les lieux de production du pétrole brut, aux extrémités des oléoducs, dans les terminaux de chargement et de déchargement du pétrole, à proximité des raffineries. Ces stockages concernent le pétrole brut, les charges, les coupes intermédiaires et les produits finis avant expédition.

Parc de stockage de la raffinerie MiRO à Karlsruhe, en Allemagne, avec des réservoirs de forme différente pour les produits pétroliers gazeux (gaz de pétrole liquéfié), liquides (essence ou fioul) et solides (coke de pétrole).

Stockage du pétrole

Les réservoirs, généralement de forme cylindrique, sont de deux types :

  • les réservoirs à toit fixe, utilisés pour le stockage d'huile non stabilisée (c'est-à-dire de pétrole comportant encore des hydrocarbures volatiles pouvant dégazer). Il existe deux types de toits fixes, les toits de formes coniques et les toits en forme de dome (sphérique ou ellipsoïdal).
  • les réservoirs à toit flottant (simple pont ou double ponts), utilisés pour le stockage d'huile stabilisée (ne présentant pas de risque de dégazage). Le toit flotte sur le produit stocké et fait étanchéité avec la robe du réservoir au moyen d'un joint.

Stockage du gaz

Ancien: les gazomètres

Article détaillé : gazomètre.

Stockage aérien

Dépôt Galp de Bobadela, près de Lisbonne.
Capacités sphériques de stockagede gaz à Karlsruhe (Allemagne).

Il existe plusieurs types d'infrastructures pour le stockage aérien du gaz. Celles-ci se traduisent par la conception d'équipements adaptés à l'état du gaz à stocker :

Etat gazeux sous pression atmosphérique ou plus élevée ou état liquide réfrigéré (jusqu'à -50 °C) ou cryogénique (jusqu'à -200 °C),
Mais aussi selon des spécificités comme le volume à stocker, les cycles de vidage et de remplissage ainsi que les processus de traitement et de manutention envisagés.
Selon les cas, les solutions de stockage passent par l'emploi d'appareils à pression ou de réservoirs de stockage. On distingue :
  • Les capacités cylindriques horizontales (aussi appelées « cigare ») et les sphères qui sont utilisées pour le stockage des gaz sous pression comme le butane ou le propane par exemple. Les volumes stockés sont de l'ordre de 3000 m3 pour les cigares et de 500 m3 à 10 000 m3 pour les sphères, et
  • Les réservoirs cylindriques verticaux à simple ou double paroi avec enceinte extérieure métallique ou béton qui sont utilisés pour le stockage du gaz à l'état liquide. Selon le cas ces réservoirs peuvent être enterrés, semi enterrés, posés ou ancrés au sol voire montés sur pilotis. Les volumes stockés sont de l'ordre de 50 000 m3 à 200 000 m3. Ces réservoirs équipent les terminaux méthaniers ou GNL d'exportation des pays producteurs (Pays du golf, Nigéria, Algérie, Norvège...) ou importateurs comme, en Belgique, à Zeebruge ou, en France, à Montoir-de-Bretagne, Fos-sur-Mer ou encore à Dunkerque où EDF envisage la construction d'un terminal GNL.

Particularités du stockage sphérique

Concernant les capacités sphériques, au delà de 10 000 m3 et selon les modes de sollicitations (séisme, cycles de vidage/remplissage, fatigue oligocyclique) la jonction entre la paroi de la sphère et son supportage doit faire l'objet d'études de conception appropriées afin d'éviter les problèmes liés aux concentrations de contraintes au droit du supportage qui, si elles sont mal maîtrisées, peuvent causer la ruine de l'équipement.
D'autre part, suite de la catastrophe industrielle de Feyzin (janvier 1966, France), une première BLEVE sur une sphère de propane de 1200 m3 remplie à 60 % puis une seconde sur une autre sphère de propane voisine (13 000 m3 de butane et de propane stockés dans 10 sphères) ont conduit l'administration française à engager de profondes réformes de la règlementation et de l’administration chargée du contrôle des installations classées. Bien que cela ne soit jamais mentionné de façon explicite dans les textes, les solutions d'utilisation de sphères comme moyen de stockage d'hydrocarbure ont été freinées voire proscrites, du moins lorsque la conception était similaire à celles mises en cause dans la catastrophe de la raffinerie de Feyzin. Cependant, de nouvelles solutions de stockage basées sur la conception de capacités sphèriques en espace confiné ou sous talus ont pu être qualifiées par l'administration comme par exemple la construction, en 2006, de sphères sous talus pour le stockage de butadiène de l'établissement Michelin à Bassens (33) accepté, après enquête publique, par l'arrêté préfectoral du 19/09/05.

Stockage Souterrain de Gaz

(en anglais UGS (Underground Gas Storage)) Définition: Le Stockage Souterrain de Gaz comprend toutes les installations de surface et de fond nécessaires pour le stockage et pour le soutirage et l’injection de gaz naturel. Des confinements développés naturellement ou artificiellement en couches géologiques profondes sont utilisés pour le stockage de gaz naturel. Plusieurs horizons de stockage ou cavités peuvent être connectés à une même station de surface, qui est désignée comme l’emplacement du stockage souterrain de gaz.

Il y a plusieurs types de stockage souterrain de gaz, qui diffèrent par la formation et le mécanisme de stockage.

Roches poreuses

Stockage en aquifères
Stockage en champs de gaz déplétés
Stockage en champs d’huile déplétés

Cavités

Stockage en cavités salines

Les cavités souterraines sont créées dans des formations salifères situées entre deux couches de terrain imperméables, en creusant à la profondeur voulue, puis en procédant à un lessivage.

L’opération consiste à réaliser un forage tubé avec deux tubes concentriques, un tube extérieur s’arrêtant au sommet du dôme de sel, alors que le tube intérieur descend jusqu’à sa base. De l'eau douce est injectée et la saumure est évacuée ; cette opération est poursuivie jusqu’à ce que les dimensions de la cavité atteignent le volume désiré.

Ce tubage est ensuite remplacé par un tubage d’exploitation qui permet d’injecter le produit à stocker sous pression. D’autres cavités que les cavités salifères peuvent être utilisées, du moment que le sous-sol s’y prête : galeries excavées, mines désaffectées.

Stockage en cavités minées

(développé artificiellement, incluant cavités revêtues et non revêtues)

Stockage en mines abandonnées

En France

En 1970, la répartition des stock souterrains se faisait comme suit[1]:

Capacité utile (en millions de m³ au stade final)
Lieux Capacité Type
Lussagnet 400 En nappe aquifère
Beynes 150 En nappe aquifère
Saint-Illiers 500 En nappe aquifère
Chémery 500 En nappe aquifère
Tersanne 350 En couche de sel
Verlaine-Cerville 400 En nappe aquifère
Gournay 500 En nappe aquifère

Actuellement on trouve, des stockages d’éthylène à Viriat, près de Lyon, à Beynes dans les Yvelines pour le stockage du gaz naturel, à Manosque pour le stockage de pétrole brut, à Petit-Couronne pour les dérivés du propane et du butane, à Lavéra pour le gaz de pétrole liquéfié, et à May-sur-Orne, près de Caen.

Des sociétés comme Géostock possède beaucoup de ces cavités qu’elle loue aux raffineurs et autres utilisateurs indépendants.

Références

  1. Tout l'Univers. Volume 13. Hachette/Le livre de Paris 1975

Voir aussi

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