Le problème résolu
Un réservoir de GNL est une structure à l’intérieur d’une autre structure. L’espace annulaire désigne l’écart d’environ 1 mètre entre la paroi extérieure en béton et la paroi intérieure en acier, rempli d’une couverture isolante et de perlite, puis scellé de façon permanente avant la mise en service du réservoir. Une fois scellé, cet espace n’est plus accessible pendant les 20 à 40 années de vie du réservoir. Pourtant, c’est précisément là que se produisent les mouvements structurels les plus critiques. Sans équipement de surveillance installé pendant la construction, les opérateurs n’ont aucune visibilité sur l’une des zones mécaniquement les plus importantes de l’actif.
Ce qui est surveillé
Lorsque la paroi intérieure en acier alterne entre des températures cryogéniques et ambiantes, ainsi qu’entre les états plein et vide, trois types distincts de mouvements se produisent par rapport à la paroi extérieure stable :
• Vertical (tassement) : la paroi intérieure s’enfonce sous le poids du GNL stocké
• Horizontal (radial) : les variations de niveau de remplissage créent des changements de pression qui dilatent ou contractent la paroi intérieure, réduisant l’espace annulaire
• Rotationnel : un retrait thermique inégal provoque une torsion de la paroi intérieure par rapport à la paroi extérieure, phénomène imprévisible et indétectable par tout autre moyen
Chaque axe représente un mode de défaillance distinct. Aucun ne peut être déduit des autres. Le TMMS mesure les trois simultanément.
Pourquoi la fibre optique
Les capteurs électriques conventionnels ne sont pas toujours viables dans l’espace annulaire pour quatre raisons :
Résistance cryogénique. Le système doit supporter en permanence des températures de -169 °C. Les composants électroniques conventionnels se dégradent, se fissurent ou dérivent à ces températures. Les capteurs à fibre optique Fabry-Perot comportent très peu de pièces mobiles et sont conçus pour durer toute la vie de la structure.
Sécurité intrinsèque. Aucun courant électrique n’est permis à proximité du GNL. Les capteurs à fibre optique transmettent par lumière, éliminant complètement les risques d’inflammation, une exigence réglementaire et non simplement une préférence de conception.
Immunité EMI. Les pompes, compresseurs et appareillages électriques d’un terminal GNL génèrent des champs électromagnétiques qui perturbent les relevés des capteurs conventionnels. Les signaux à fibre optique ne sont pas affectés.
Conception sans entretien. Un espace scellé et inaccessible rend impossible la maintenance des capteurs conventionnels. Le TMMS est conçu pour fonctionner sans intervention pendant toute la durée de vie du réservoir, soit 20 à 40 ans.
Architecture du système : du capteur à la salle de contrôle
Selon la conception du réservoir, les capteurs sont installés soit au bas de l’espace annulaire, sous la protection d’angle, soit juste au-dessus. Les capteurs sont disposés autour du réservoir le long de son périmètre (par exemple tous les 60°, 90° ou 120°) pendant la construction, avant le scellement de l’espace annulaire. Tous les câbles à fibre optique sortent par une contre-bride unique et une boîte de jonction située sur le toit du réservoir, puis sont reliés à une armoire de surveillance. Les données sont intégrées aux systèmes SCADA existants du terminal via des protocoles standards tels que Modbus.
Le TMMS isole les mouvements différentiels entre les parois intérieure et extérieure des mouvements globaux du réservoir. Sans cette isolation, les relevés combineraient le comportement réel de la paroi intérieure avec le tassement global du réservoir, rendant très complexe la distinction entre un problème structurel et un fonctionnement normal.
Contexte réglementaire
Les gouvernements du monde entier imposent de plus en plus des indicateurs de mouvement des réservoirs pour les installations GNL. Le TMMS est la seule méthode techniquement crédible permettant de démontrer la conformité aux limites de mouvement dans un espace impossible à inspecter physiquement. Pour les opérateurs, il sert à la fois de système de sécurité, de registre de santé structurelle et d’outil de conformité prêt pour les audits.
Résumé
Le TMMS résout un problème de surveillance unique en ingénierie des structures : comment instrumenter en continu un espace cryogénique, explosif et scellé de façon permanente pendant 40 ans sans entretien ni recalibrage. Les capteurs à fibre optique Fabry-Perot, intégrés de manière permanente pendant la construction et transmettant en temps réel les trois axes de mouvement de la paroi intérieure, constituent la seule solution capable de fournir ces données. Pour les exploitants de terminaux GNL, cette solution est irremplaçable.
