Gaz naturel

Des milliards de m³

Depuis plus de trente ans, la part du gaz naturel ne cesse de croître sur le marché énergétique mondial. Les opérateurs gaziers et pétroliers ont produit les gisements les plus simples et les moins coûteux. Mais dans les décennies à venir, ils devront se confronter à des champs de gaz de plus en plus acides. En effet, 40 % des réserves restantes de gaz sont acides, environ 10 milliards de mètres cubes contenant plus de 10 % de sulfure d'hydrogène (H₂S) et au moins 20 milliards de mètres cubes recelant plus de 10 % de dioxyde de carbone (CO₂).

Ces composés acides, corrosifs pour les installations, requièrent des matériaux capables de leur résister. Et, face à un gaz mortel pour l'homme même à très faible dose tel que le H₂S, la sécurité exige d'être sans faille. Pour retirer ces composants acides du gaz, des procédés innovants de traitement se doivent de concilier efficacité et rentabilité économique. Les résidus acides de cette production doivent quant à eux être gérés durablement dans le respect de l'environnement. 

Un leadership historique

C'était dans les années 50. En lançant l'exploitation de l'immense champ gazier de Lacq, Total osait relever, pour la première fois au monde, le défi de la valorisation d'un gaz très acide (16 % de H₂S et 10 % de CO₂). Sur cet extraordinaire terrain d'apprentissage, le Groupe mettra au point techniques et matériaux qui lui permettront de produire et de traiter ce gaz agressif en toute sécurité. La première unité de traitement naîtra en 1957, fondée sur l'utilisation d'une molécule chimique de la famille des amines, la DEA. Mise en contact avec le gaz brut, elle réagit rapidement avec le H₂S et le CO₂, le débarrassant de ces composés acides. Soixante ans d'innovation en continu n'auront de cesse d'améliorer ce procédé, ses performances et son efficacité énergétique, tout en le rendant moins coûteux. C'est ainsi que sera mise au point la MDEA, amine sélective pour éliminer prioritairement le H₂S, puis la MDEA activée, qui elle, permet une élimination totale ou partielle du CO₂.

Cette expertise de pointe a valu au Groupe de mettre son savoir-faire au service de l'exploitation de plus de 60 gisements de gaz acides au monde, au Royaume-Uni, en Iran, en Thaïlande, en Russie, en Norvège, au Moyen-Orient... Ainsi, sur le champ de mer du Nord britannique d'Elgin/Franklin, ses solutions de traitement « à la carte », lui permettront de traiter un gaz aux teneurs en CO₂ et en H₂S variables. S'adaptant automatiquement à ces variations de la composition du gaz produit, la MDEA activée y délivrera un gaz commercial répondant aux spécifications du marché.

Plus récemment, Total a mis au point une formulation de solvant ‘hybride', composé d'une amine et d'un solvant physique. Ce procédé, mis en oeuvre depuis début 2008 à l'Usine de Lacq, permet une meilleure séparation des mercaptans du gaz, en même temps qu'il sépare le H₂S et le CO₂.

Gaz hyperacides en ligne de mire 

Mais la voie classique de l'adoucissement chimique ne peut, seule, s'attaquer à la cible stratégique des gaz très acides qui demain devront contribuer à l'approvisionnement énergétique de la planète. C'est pour eux que Total, en partenariat avec l'Institut français du pétrole (IFP), a joué la carte de la rupture technologique, en passant du chimique au physique, grâce à une innovation majeure, baptisée Sprex®, résultat de cinq ans de R & D, dédiée à des gaz très chargés en H₂S. Elle sera suivie de Sprex® CO₂, pour les gaz fortement carbonatés. Dans les deux cas, le même principe est à l'œuvre : le H₂S et le CO₂ sont séparés du méthane par « simple » refroidissement dans un circuit où la température peut descendre jusqu'à -70 °C.

Alors que, dans la voie classique, le H₂S est transformé en soufre et le CO₂ relâché dans l'atmosphère, Sprex® livre les fractions acides séparées sous forme liquide et comprimée. Ce « résidu » est alors prêt pour être injecté par une pompe dans un réservoir géologique. Une solution parfaitement en ligne avec les options environnementales promues par le Groupe. 

Préserver durablement l'environnement 

 La gestion durable et responsable du CO₂ et du H₂S, résidus de l'exploitation des gaz acides, occupe une place prioritaire dans les actions de R & D du Groupe. Parce que leur injection dans le sous-sol, à des fins de stockage géologique, s'affiche comme l'une des voies les plus performantes au regard de la préservation de l'environnement, Total s'investit fortement sur cet axe d'avenir.

Étudiant des alternatives à la transformation classique du H₂S en soufre, dont le marché est durablement saturé, le Groupe se concentre sur son injection dans des réservoirs en fin de vie. Avec, pour challenge majeur, l'assurance de la sécurité de ce type de stockage à très long terme.

Le CO₂, quant à lui, est le premier responsable du réchauffement climatique. Pour réduire fortement et durablement ses émissions de ce gaz à effet de serre, Total a engagé une stratégie très volontariste, en s'investissant notamment dans des technologies très innovantes de captage et de stockage géologique. Ainsi, un pilote industriel à Lacq, aujourd'hui sans équivalent au monde, démarrera mi-2009 pour démontrer la faisabilité de cette nouvelle voie technologique de lutte contre le réchauffement climatique.