Des paliers magnétiques S2M-SKF à l’épreuve des fonds marins

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    2016 mai 05, 14:00 CEST

    Göteborg, Suède, le 5 mai 2016 : Aujourd'hui, l'industrie des hydrocarbures est confrontée à de nombreuses difficultés, notamment la baisse des prix du pétrole et l’évolution des normes environnementales qui obligent les entreprises à rechercher de nouvelles méthodes pour l’extraction du gaz. Bon nombre d'entreprises reconnaissent la nécessité d'innover et investissent dans des solutions à long terme.

    La compagnie pétrolière Statoil est l'une de ces entreprises innovantes. Elle a compris l'importance d'être à l'avant-garde de la technologie afin de réduire les coûts, protéger l’environnement et assurer sa pérennité. « Nous avons pris conscience que nous devions penser différemment en matière de technologie et tout faire pour minimiser les coûts et réduire nos émissions de CO2 », affirme Torstein Vinterstø, directeur du projet Åsgard chez Statoil.

    Depuis des années, Statoil travaille sur des technologies innovantes sur lesquelles s'appuie le tout premier système de compression de gaz sous-marin au monde. En septembre 2015, la compagnie a officiellement immergé son système sur le site Åsgard en mer du Nord, ce qui lui permet de récupérer des volumes de gaz à des niveaux sans précédent sur ce site offshore.

    En règle générale, la compression de gaz s'effectue sur des plates-formes ou sur terre, à une bonne distance de la source. L'installation d'un compresseur aussi près des têtes de puits constitue une alternative moins coûteuse et plus éco-énergétique. Elle permet d'économiser de l'espace, de réduire la maintenance et, du fait de son fonctionnement à distance, elle élimine la nécessité de supervision constante et le besoin en personnel.

    Le système de compression de gaz sous-marin se trouve au fond de la mer dans le champ gazier d'Åsgard, à 300 mètres de profondeur, dans la mer du Nord. La récupération de gaz et de condensats à partir des deux réservoirs d'Åsgard, Midgard et Mikkel, va augmenter d'au moins 20 %, ajoutant plus de 300 millions de barils équivalent pétrole au rendement de ce champ. Cette solution va ainsi augmenter de manière significative la durée de vie en production de ce champ gazier. Sans cette innovation, ces réservoirs auraient été abandonnés prématurément obligeant Statoil à trouver d'autres réserves.

    De plus, elle offre d'énormes avantages pour l'environnement. En effet, le compresseur sous-marin requiert, pour fonctionner, près de 40 % d'énergie en moins par rapport à une solution de surface traditionnelle pour le même service et réduit considérablement les émissions de CO2 d'un champ gazier. La technologie des paliers magnétiques S2M-SKF est un élément primordial pour concrétiser ce rêve. « Nous avons choisi SKF pour la résistance de ses paliers », déclare Vinterstø. « C'est la seule entreprise sur le marché qui propose un produit aussi qualifié. »

    Statoil et SKF ont noué une longue relation qui remonte aux années 1980. Les deux entreprises ont travaillé en étroite collaboration sur la technologie des paliers magnétiques actifs, intégrés dans l'enveloppe du compresseur. Les ingénieurs de SKF et Statoil ont travaillé côte à côte pour apporter des idées nouvelles et proposer d'autres façons de réduire les coûts. « Nous avons beaucoup discuté et je pense que ces échanges ont permis à SKF de mieux comprendre nos besoins d’opérateurs finaux et d'obtenir ainsi le meilleur résultat », affirme Vinterstø.

    Les paliers magnétiques S2M-SKF tournent sans contact. Ainsi ils ne nécessitent aucune lubrification et permettent de minimiser les vibrations pour une efficacité énergétique accrue. Les paliers permettent de léviter et de contrôler la position en rotation de machines tournantes allant à de très grandes vitesses, généralement au-dessus de modes critiques que ne peuvent atteindre les autres solutions techniques sur le marché.

    Tous ces facteurs étaient importants lors de la conception du système de compression de gaz sous-marin. Maintenir l'architecture du système simple, avec le moins de composants possible, était crucial en raison de l'espace, du poids et des considérations environnementales.

    Les paliers magnétiques sont intégrés à l'intérieur du carter du compresseur, lui-même actionné par un moteur électrique sur palier magnétique, éliminant le besoin en huile de lubrification, de joints d’étanchéité et de boîte de vitesse. Sans frottements, les paliers magnétiques permettent des vitesses de rotation élevées et donc des compresseurs plus compacts et une infrastructure globale plus légère.

    L’expertise approfondie de SKF, qui maîtrise le fonctionnement des paliers magnétiques dans des processus industriels variés, lui a donné un avantage concurrentiel lors de la conception de cette nouvelle application. La conformité de la technologie avec une multitude de réglementations a été, quant à elle, un challenge : pour mener à bien le projet, cinq années d’intense travail ont été consacrées au développement et aux essais, conclues notamment par des essais en surface dans des conditions représentatives de l’environnement sous-marin et qui ont comptabilisé plus de 6 000 heures de fonctionnement.

    « Afin que le client puisse valider notre système de paliers magnétiques avant sa mise à l’eau, nous avons dû créer une version « de surface » du système pour nous assurer que les performances étaient atteintes et que les composants convenaient à l'environnement sous-marin », explique Jérémy Lepelley, responsable commercial des développements subsea, pétrole et gaz, chez SKF Magnetic Mechatronics. « Cela nous a permis d'atteindre un niveau de qualité extrêmement élevé et de répondre aux exigences très spécifiques d’un système sous-marin en termes de fiabilité et de tenue en vibrations. Nous avons beaucoup appris avec ce projet Statoil, qui nous a permis de faire progresser la technologie et nous donne un avantage indéniable sur nos concurrents. »

    Il existe bien d'autres applications pour les paliers magnétiques S2M-SKF dans les industries Oil&Gas et de production d'énergie. On peut trouver des paliers magnétiques sur des sites industriels terrestres, sur des plates-formes en haute mer, et maintenant directement au fond de la mer. Les paliers magnétiques sont également présents dans les climatisations industrielles, les ventilateurs, les pompes – partout où un système doit tourner à grande vitesse ou là où il est nécessaire de réduire les émissions de CO2.

    SKF compte plus de 130 000 paliers magnétiques et des références de moteur électrique à haute vitesse en service dans l’industrie, et plus de 1 000 installations dans l’Oil&Gas.

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    SKF est le premier fournisseur mondial de roulements, de joints et de systèmes de lubrification et de mécatronique, ainsi que de services qui incluent l'assistance technique, l’entretien et la fiabilité, le conseil technique et la formation. SKF est représenté dans plus de 130 pays et compte environ 17 000 distributeurs dans le monde entier. Les ventes annuelles, pour l'année 2015, s'élevaient à 75 997 millions de couronnes suédoises. Le nombre de collaborateurs était de 46 635.www.skf.com

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