Etude scientifique
Thomas LEDUC
Created on February 26, 2022
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Transcript
Étude scientifique
GRTgaz
commencer
Mission expertise
SOMMAIRE
mission expertise
introduction
Introduction
GRTgaz
Réseau français
+
Direction des opérations
+
Problèmes
+
- Présence de poussières dans le réseau breton de GRTgaz.
- Risque et conséquence sur la qualité du gaz.
- Demande plus de temps et de moyens.
Problématique
+
Quelle est la provenance de la poussière dans les canalisations de GRTgaz ?
Découverte
+
La découverte de présence de poussière dans les canalisations de gaz remonte à plusieurs années, nous avons des données qui datent de 2008.
La poussière
- Présentation
- Origine
- Historique
- Composition
La poussière - Présentation
GRTgaz
Pour répondre à la question, nous allons voir :
- Différentes façons de récupérer les poussières
- L'orignie des poussières, où se situe-t-elle ?
- Les différentes analyses réalisées.
Origine de la poussière
GRTgaz
Différentes façons de récupérer les poussières :
- Lors de passages de pistons dans une canalisation
MFL (Magnetic Flux Leakage)
MFL (Magnetic Flux Leakage)
Piston de nettage à aimants
Piston de nettage à aimants
- Grâce à des filtres
Photo
Photo
Photo
Schéma
Schéma
Mise à disposition des flacons pour récupérer les poussières
2 filtres coalesceurs et 2 filtres à cartouche. Filtre cartouche horizontal
Origine de la poussière
GRTgaz
Où les poussières sont-elles récupérées ?
Kersaint-Plabennec
Gouesnou
Saint - Eloy
Elliant
Quéven
Caudan
Languidic départ Kervignac
Languidic départ Pontivy
Plumergat
Saint Malo
Saint Méloir des Ondes
Noyal Muzillac
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Origine de la poussière
GRTgaz
Où les poussières sont-elles récupérées ?
Kersaint-Plabennec
Gouesnou
Saint - Eloy
Elliant
Quéven
Caudan
Languidic départ Kervignac
Languidic départ Pontivy
Plumergat
Saint Malo
Saint Méloir des Ondes
Noyal Muzillac
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Gouesnou
Historique
GRTgaz
L'analyse granulométrique est l'opération consistant à étudier la répartition des différents grains d'un échantillon, en fonction de leurs caractéristiques (poids, taille, ....)
Carte
13 Avril 2021
29 Avril 2019
Analyse Granulométrique laser
Composition
GRTgaz
- Créée dans les années 1970.
- Mesure de tailles des particules (plus exactement de leurs rayons) par une technique basée sur la distraction de lumière.
- Permet la mesure de tailles comprises entre 0,05 et 900 µm.
- L'appareil mesure des intensités diffractées à différents angles et calcule une distribution granulométrique en volume de particules.
- Conviens particulièrement aux suspensions de polymère, et tout type de poudres minérales (poudres, farines, sables).
Composition
GRTgaz
Les analyses ont été effectuées en phase solide à une pression de 3 bars.
Analyse par granulométrie laser de 4 échantillons préalablement numérotés :
Composition
GRTgaz
- Le principe du laser consiste à exciter les élections d'un milieu actif grâce à une source d'énergie.
- Ces électrons retourne à leur état fondamental en déclencher l'émissions de photons en cascade.
- Il y a une accumulation de rayonnement entre une surgace réfléchissante et semi-réfléchissante.
- Lorsque le faisceau est suffisamment puissant, il traverse le miroir semi-réfélchissant sous forme de rayon.
- (Nommé lumière monochromatique).
- 2 sources de lumière monochromatique sont ultilisées :
- rouge (633 nm) et bleu (470 nm).
Une lumière monochromatique, c'est-à-dire ne comprenant que des rayons d'une seule couleur.
Le tube flash en quartz s'allume.
Atomes dans le Crisal de rubis
Atomes de rubis émettant des photons
Photons s'échappant par le miroir semi réfléchissant
Composition
GRTgaz
- Le banc optique est constitué de :
- Préparateur d'échantillon
- Lentilles
- Lames parallèles pour suspension des particules
- Déctecteir (Cellule de mesures)
Composition
GRTgaz
Diffraction du laser sur les particules.
L'observation de la figure de diffraction à une distance finie s'effectue via une lentille (L) placée entre la source laser et le détecteur.
Composition
GRTgaz
Chaque analyse correspond à l’accumulation de 10 000 mesures (1000 mesures par seconde pendant 10 secondes)
L’appareil mesure l’intensité aux différents angles de la lumière diffractée, le logiciel associé permet la conversion en prenant compte des propriétés optiques de l’échantillon.
Composition
GRTgaz
- Dirinon Filtre/Liaison
- Dirinon Gare
- Ploufragan DP
- St Pol De Léon
- Dirinon Filtre/Liaison
- Dirinon Gare
- Ploufragan DP
- St Pol De Léon
Analyse Microscope Électronique à balayage (MEB)
Composition
GRTgaz
- Images de topographie de surface à haute résolution
- Microanalyse élémentaire et caractérisation des particules
- Imagerie rapide haute résolution
- Identification rapide des éléments présents
- Excellente profondeur de champ (~100x celle de la microscopie optique)
- Plateforme polyvalente prenant en charge de nombreuses autres techniques d'analyse
- Le mode basse dépression permet d'imager des échantillons isolants et hydratés
Composition
GRTgaz
- Un faisceau électronique balaye la surface d’un échantillon. L’interaction électron-matière génère alors plusieurs types d’émissions.
- Les électrons secondaires permettent d’imager la surface de l’échantillon, avec un contraste topographique.
- Les électrons rétrodiffusés donnent une image avec un contraste chimique sur une surface plane.
- Les photons X rendent possible l’analyse chimique en Spectroscopie à Dispersion d’Énergie (EDS).
Analyse par diffraction à rayon X
Composition
GRTgaz
- Composition élémentaire de petites zones par imagerie SEM / TEM
- Identification / cartographie des défauts
Points forts
- Analyse compositionnelle rapide de « premier aperçu »
- Polyvalent, peu coûteux et largement disponible
- Quantitative pour certains échantillons (plat, poli, homogène)
Composition
GRTgaz
- On place l'échantillon horizontalement sur le porte échantillon
- On bombarde l'échantillon avec un faiseau de rayons X avec différents angles d'incidences.
- En fonction des angles les rayons vont plus ou moins diffracter. On obtient un diffractograme
Composition
GRTgaz
Lorsque l'on bombarde un cristal avec un rayonnement dont la longueur d'onde est du même ordre de grandeur que la distance interatomique, il se produit un phénomène de diffraction.
Composition
GRTgaz
Lorsque la diffraction est effectuer, on obtient un diagramme.
On compare les positions et les intensités des pics observés avec ceux de la base de données. On peut ainsi rapidement vérifier un résultat de synthèse (bonne phase cristalline, présence d'impuretés,…) ou confirmer que l'on a obtenu un nouveau composé.
Composition
GRTgaz
- Dirinon
- Ploufragan
- St Pol De Léon
- Dol de Bretagne
- Arzano
- Dirinon
- Ploufragan
- St Pol De Léon
- Dol de Bretagne
- Arzano
- Dirinon
- Ploufragan
- St Pol De Léon
- Dol de Bretagne
- Arzano
- Magnétite (Fe3O4) : Oxyde de fer (aimant naturel)
- Goethite (Fe3+O(OH)) : Hydroxyde de fer, un minéral assez répandu
- Lépidocrocite (FeO(OH)) produit d'altération ou d'oxydation d'autres minéraux contenant du fer
- Wustite (FeO), l'espèce minérale de l'oxyde de fer(II)
- Fer (Fe)
- Quartz (SiO2)
- Soufre (S)
Les échantillons sont majoritairement composés d’oxydes de fer, correspondent à de la « rouille ».
L’UTC a toutefois détecté une forte présence de soufre cristallin a priori formé dans la canalisation.
Ces résultats sont cohérents avec les espèces identifiées lors d’analyses précédentes réalisées sur des échantillons
du réseau de GRTgaz.
Risque et conséquence
Risque et conséquence
GRTgaz
Risque liée à la présence de poussière dans les canalisations :
- Le gaz n'est pas garanti 100 % propre.
- Image de l'entreprise peut être entachée.
- Canalisation détériorée.
- Accident peut survenir.
- Potentiel changement de canalisation
- Lors de passage de piston.
- Celui-ci reste coincée à cause des poussières.
Conséquence liée à la présence de poussière dans les canalisations :
- Changement régulier de filtre. (en fonction de la période, cela reste aléatoire)
- Prend du temps, pour changer les filtres.
- Prend des moyens humains et financier.
- Détérioration des canalisations :
- La poussière est en majeure parti de l'oxyde de fer qui proviens des canalisations.
- Par la présence de poussière et donc de frottement (pas forcement gênant sur les longue distance car il n'y a pas de coude, en revanche sur les postes, il existe des angles a 45°).
Détendeur qui a été laminé --> PLEMET
Hypothèses
Hypothèse
GRTgaz
1 . Première hypothèse, impliquant des phénomènes de corrosion assistées par les bactéries.
- Pas d’information sur la présence de sulfures de fer en concentration « marquée » dans les analyses.
- Mais pas recherche de bactéries dans les analyses faites alors difficile d’écarter à 100%.
2 . Deuxième hypothèse, liée à des conditions de gaz humide ou d’entrée d’eau avec le développement d’oxydes de fer en paroi interne.
- Des sulfures de fer devraient être présents mais il y en a pas eu d'identifiés dans les poudres analysées.
- Il n'y a pas eu de détection de souffre élémentaire.
3 . Troisième hypothèse, une formation de rouille avant l’exploitation et réduction électrochimique ultérieure pendant l’exploitation de la conduite.
- Corrosion conduit à la formation bien connue des couches de rouille.
- Ces oxydes sont présents dans les analyses. Notez que ces oxydes sont compatibles avec le scénario 2 également (sauf à démontrer que le gaz transporté est sec).
Selon les conditions d’exposition, les couches de rouille sont majoritairement composées d’oxydes ou d’oxyhydroxydes de fer III comme la lépidocrocite, la goethite, ainsi que de magnétite.
étude
- Mise en place
- Analyse
- Bilan des analyses
- Bilan
- Prochaines étapes
étude mise en place
GRTgaz
- Le poste étudier est celui de Kersaint Plabenec, Finistère.
- Données utilisées (Pression amont filtre, Delta P filtre, Debits postes avals).
- Canalisation 44-3 (DN 300) et 44-4 (DN 250)
- Jusqu'a Languic
- Données de simulations grâce au logiciel "Simone" (Vitesse du gaz, Pression, Débits section).
Schéma
étude - Analyse
GRTgaz
Calcul
Calcul de Ratio :
Ratio = 1-√(Delta P attendue / Delta P mesurée)
ex: Ratio = 1-√ (7/12) = 0.24
Delta P attendue : Vert
Delta P mesurée : Bleu
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - Analyse
GRTgaz
étude - bilan des Analyses
GRTgaz
étude - bilan des Analyses
GRTgaz
étude - bilan des Analyses
GRTgaz
étude - Bilan
GRTgaz
étude - Prochaines étapes
GRTgaz
Merci !
Avez-vous des questions ?