Pipeline

Des lois, décrets et arrêtés déterminent les conditions générales dans lesquelles une société, nommée « transporteur », est autorisée à construire et exploiter un ou plusieurs ouvrages de transport par pipeline. Ils sont différents selon le type de fluides et selon la nature des risques à maîtriser.

La sécurité du transport par pipeline est réglementée par le code de l'environnement et l'arrêté dit « multifluides »[5] (AMF), rénové et unifié en date du 5 mars 2014. Ce règlement et les documents normatifs ou interprofessionnels qui le déclinent (guides GESIP, normes NF EN… ) définissent les conditions techniques que doivent respecter les transporteurs de gaz naturel, d'hydrocarbures liquides ou liquéfiés, de produits chimiques, lors de la construction et durant l'exploitation de leurs ouvrages, avec un niveau de sécurité acceptable et dans le respect de l'environnement.

Dans ce contexte, les matières dangereuses transportées par pipeline ne sont pas soumises à la réglementation sur le transport de matières dangereuses (TMD).

Le décret 2011-1241 du 5 octobre 2011 détermine les précautions que doivent prendre les entreprises et riverains avant de réaliser des travaux au voisinage d'ouvrages de transport, afin de préserver l'intégrité de ces ouvrages et la sécurité des biens et des personnes.

Les pipelines font l'objet de nombreuses études d'impact à la conception et d'études de dangers tant lors de la construction que durant l'exploitation.

Le transport du pétrole et des hydrocarbures se fait selon différents modes de transports : pipeline, bateau, camion ou train. De nombreux rapports indiquent que par pipeline les dégâts environnementaux sont globalement moindre que par train ou par camion. En effet si par train ou par camion les accidents avec déversement sont unitairement moins important, ils sont beaucoup plus fréquents que par pipeline. Quant aux accidents de transport maritime avec déversement, la pollution engendrée affecte grandement l’habitat marin et le littoral côtier (marées noires).

Les pipelines s’étendent souvent sur des milliers de kilomètres et engendrent donc d’importants travaux d'ouverture de tranchées et de pose de conduite qui ont temporairement un impact sur l’habitat des êtres vivants, la végétation et divers environnements. Ils peuvent par exemple constituer une barrière pour des animaux sauvages qui peuvent être bloqués d’un seul côté du chantier de pose. La pose des conduites par forage réduit ces impacts.

Dans un contexte de prise de conscience concernant les problématiques environnementales, l’industrie des pipelines de transport s’engage de plus en plus ouvertement à livrer les produits énergétiques nécessaire à la population, tout en protégeant l’environnement. Les experts œuvrent afin d’améliorer les technologies des pipelines en matière de sécurité dans le but de tendre vers le zéro incident[6].

Les sociétés de pipeline s’engagent à mettre divers moyens afin de protéger les cours d’eau tout au long du cycle de vie des pipelines, c'est-à-dire de leur conception, en passant par leur construction, leur exploitation et leur maintenance et ce jusqu’à la fin de l’exploitation du pipeline.

Pour cela, des biologistes, des environnementalistes et d’autres spécialistes étudient les tracés de pipelines durant plusieurs saisons afin de choisir les endroits les plus sécuritaires pour traverser les cours d’eau. Plusieurs facteurs sont analysés au cours de ces études préliminaires, tels que la stabilité des berges, la présence de la faune, des poissons autres et animaux marins ainsi que leur habitat.

Il faut ensuite choisir la méthode de construction la plus sécuritaire. Le constructeur effectue ce choix en prenant en compte les facteurs précédemment étudiés tels que la stabilité des berges ou la faune.

Il existe alors différentes méthodes de construction, telle que la méthode dite « sans tranchées » ou « forage horizontal » (HDD), méthode ne perturbant pas le cours d’eau. On fore un chemin sous le cours d’eau afin d’y faire passer le pipeline. Le constructeur peut aussi utiliser d’autres méthodes, comme les tranchées déportées qui consiste à détourner tout ou partie du cours d’eau autour du site de construction ou à attendre qu’il soit sec ou gelé pour commencer à creuser. Le recours à la méthode de la tranchée traditionnelle se fait uniquement lorsqu'aucune de ces options n’est possible.

Des mesures de sécurités supplémentaires sont en général mises en place. Les tubes ont une épaisseur plus importante et la paroi extérieure recouverte d’un matériau résistant à la corrosion. Lorsque le courant est fort, on peut procéder à l’ancrage de pipeline par câbles et poids afin d’accroitre sa stabilité.

Tout au cours de son exploitation, le pipeline et les berges des cours d’eau sont surveillés afin de garantir la préservation de l’environnement[7].

Dès la conception des pipelines, des moyens visant à protéger la faune le long du tracé des pipelines sont menées. Des spécialistes et des biologistes mènent des études de danger sur les environnements traversés par le pipeline afin de réduire les risques.

La construction du pipeline est planifiée durant la saison qui dérange le moins la faune. On évitera par exemple la période de reproduction, de nidification, durant laquelle la construction du pipeline pourrait perturber les animaux présents dans l’environnement. De plus, les travaux de construction terminés, les sociétés doivent remettre en état le secteur, notamment en rétablissant dans son état initial le sol de la zone de passage du pipeline, par reconstitution des couches de terre déplacées lors des travaux. L’activité de la faune est ensuite surveillée afin de garantir le succès du processus et d’évaluer l'impact du pipeline sur la faune[8].

Préalablement à la construction des experts procèdent à une évaluation environnementale (étude d'impact) afin de choisir le tracé du pipeline qui perturbera le moins l’environnement. Les sociétés de construction procèdent au nettoyage des outils pour éviter l’introduction d’espèces destructrices pour la végétation. De même, à la fin de la construction, la remise en état de la zone de passage du pipeline à son état initial est importante afin d’éviter l’érosion et d’assurer la stabilité du sol. Enfin, une surveillance du site permet de s’assurer de la repousse correcte de la végétation[9].

Concernant les gazoducs , diverses stratégies sont étudiées et mises en place dans le but de réduire l'émission des gaz à effet de serre. La combustion des carburants fossiles dans les stations de compression ou les fuites de méthane lors des activités de maintenance constituent la principale source d’émission de gaz à effet de serre. Les ingénieurs travaillent donc à l’amélioration des compresseurs (meilleure étanchéité) afin d’éviter les fuites lors de ce transport. De bonnes pratiques d’entretien sont nécessaires, notamment lors de la vidange et de la neutralisation du tronçon d'un pipeline avant de l'ouvrir et de procéder à une intervention[10].

Un déversement accidentel (rupture de confinement) représente le risque majeur pour les sociétés d’exploitation de pipelines. Pour limiter ce risque, elles élaborent un plan de sécurité et d’intervention (PSI) pour chaque pipeline. Il contient les étapes de décision nécessaires pour gérer les situations d’urgence.

S’il y a détection ou présomption d’une fuite, traduisant un déversement, les sociétés procèdent à l’arrêt du pipeline. Le déversement confirmé, la société déclenche son PSI sous l'autorité du préfet (dispositif ORSEC). Sur le site de l’accident, elle procède à la récupération du produit déversé, à la dépollution des sols et à toute autre réparation. Enfin elle est tenue à la recherche des causes de l’accident et la mise en place des mesures et directives correctives pour que de tels accidents ne se reproduisent[11].

Comme dans la plupart des systèmes industriels, l'objectif de la maintenance des pipelines est de préserver toutes les fonctionnalités du système, d'assurer, en toute sécurité, l'opérabilité des actifs physiques et de garantir les qualités intrinsèques du produit transporté. Dans ce cas, les actifs physiques sont les tubes, les vannes, les équipements actifs (pompes, compresseurs, etc.), les équipements fixes (cuves, échangeurs de chaleur, etc.), les autres composants en ligne (siphons, filtres, etc.). De même, les instruments annexes permettent au système de remplir ses fonctions : instrumentation, organes de contrôles, de régulation ou de traçage, alimentation électrique, télécommande, télésurveillance, etc.

Les informations (données) sont collectées durant le fonctionnement normal mais également en cas de dysfonctionnement ou de panne. Elles sont traitées de différentes manières :

• ignorées. Les problèmes seront corrigés plus tard ;
• enregistrées sous forme de données numériques ou physiques (traçabilité) ;
• converties en connaissances pour les mécaniciens de maintenance et l’ingénieur système ;
• grâce aux analyses, aux tendances et à leur communication, converties en expérience et actions de progrès.

Les étapes d'un plan de maintenance sont les suivantes :

1. Pour chaque système, déterminer une stratégie de maintenance : proactive ou réactive.
2. Pour chaque système identifié comme maintenance proactive, préparer une liste de composants (segments de conduite, vannes, pompes, etc.). Pour chaque composant, spécifier la fonction requise, son mode de défaillance et sa cause.
3. Pour chaque cause de défaillance d'un composant, sélectionner la technique d'inspection appropriée. L'objectif est de décider de ce qui doit être inspecté, quand, où et comment.
4. Déterminer les critères d'acceptation qui seront utilisés pour évaluer les résultats de l'inspection.
5. Planifier et mettre en œuvre les inspections de maintenance, soit en cours de fonctionnement (en ligne), soit en cas de panne (arrêt).
6. Documenter les résultats et maintenir une base de données

Il existe deux stratégies de maintenance : une approche réactive (maintenance corrective, fonctionnement des composants jusqu'à défaillance ou presque) ; ou une approche proactive (inspection de l'équipement et mesures préalables en vue d'une révision, réparation ou remplacement avant l'échec). Dans le cadre de la stratégie proactive, nous pouvons différencier la maintenance préventive lorsque les inspections sont basées sur le temps, planifiée à intervalles fixes (par exemple, le changement d’huile tous les mois) et la maintenance prédictive lorsque les inspections sont basées sur des conditions justifiées par l’analyse et la tendance des résultats d'inspection. La maintenance prédictive a pour objectif d'atteindre un degré de fiabilité nécessaire et suffisant. Par nécessaire, nous voulons dire que cette approche ne devrait être mise en œuvre que lorsque cela est nécessaire. Il existe des systèmes pour lesquels une maintenance proactive n'est pas nécessaire. Ce sont des systèmes dont la défaillance aurait peu d'incidence sur la sécurité et l’opération, et ils peuvent être facilement réparés et remis en service. Une maintenance corrective serait appropriée dans ces cas. Par suffisant, nous entendons que, lorsque la maintenance prédictive est jugée nécessaire, elle doit être effectuée de manière à minimiser les coûts, tout en garantissant le niveau de fiabilité souhaité. L’objectif n’est pas d’avoir un équipement aussi bon que neuf, mais suffisamment performant pour s’acquitter de sa fonction de manière fiable et sûre. Les systèmes faisant partie d'une stratégie de maintenance proactive incluent :

• base de la sécurité des installations : systèmes essentiels pour prévenir ou atténuer les accidents crédibles qui auraient des conséquences inacceptables pour les travailleurs, le public ou l'environnement ;
• perte de production : systèmes indispensables pour maintenir un niveau de débit de production acceptable ;
• coût de maintenance : systèmes avec équipement qu'il serait coûteux de remplacer ou qui nécessiteraient de longs délais ;
• risque de défaillance : systèmes présentant un risque plus élevé de défaillance, par exemple en raison de la corrosion, d'un fonctionnement à haute pression ou à haute température, d'un fonctionnement supérieur aux recommandations du fournisseur ou fondé sur les expériences passées de l'entreprise ou du secteur ;
• exigences réglementaires : systèmes ou composants devant être contrôlés ou testés périodiquement par réglementation[12].

Les activités de maintenance visent à garantir que les pipelines et les équipements utilisés fonctionnent de manière sécurisée. Les exigences réglementaires détaillant les normes minimales d’inspection, de maintenance et de protection ont considérablement augmenté ces dernières années et l’industrie améliore continuellement ses connaissances concernant les techniques de prévention et de protection des pipelines. Ces activités, régulièrement effectuées, sont les suivantes :

Un pipeline doit être doté d’équipements spécifiques à l'inspection par des racleurs instrumentés. Il s’agit notamment de "gares de racleur" permettant le lancement et la réception de ces racleurs qui peuvent parfois être fournies par des prestataires extérieurs. Il faut aussi s'assurer que les rayons de courbure du pipeline permettent le passage de tels racleurs. Si cette condition n’est pas remplie, par exemple sur des lignes construites antérieurement à l’existence des racleurs instrumentés, des travaux, souvent importants, sont impératifs.

Ces racleurs instrumentés regroupent un ensemble d’outils d'inspection apte à détecter les défauts susceptibles d’être présents sur l'intégralité de la surface tant interne qu'externe du pipeline.

Après une inspection par racleur, l'exploitant du réseau dispose d’un ensemble de données révélant des défauts qualifiés (nature et localisation) et quantifiés (valeurs ou position sur une grille d'acceptabilité). Cet ensemble met en valeur l’efficacité des moyens de prévention mis en place. Des adaptations/améliorations sont décidées si nécessaire.

Si certains défauts sont inacceptables au regard de la réglementation ou des conditions d’exploitation, ils sont réparés sans délai ou parfois les conditions d’exploitation seront temporairement adaptées.

Enfin, certains défauts, ne mettant pas en cause l’intégrité de la ligne, sont laissés "en l'état" et historisés. La modélisation de leur progression permet d’évaluer leur durée de vie potentielle, c'est-à-dire jusqu'à l'arbitrage entre la réparation différée ou la nécessité de refaire une inspection avant le délai réglementaire. À l'inverse il peut être intéressant de réparer par anticipation des défauts acceptables notamment si cela permet de repousser une coûteuse inspection par racleur.

Le test de pression hydrostatique est une méthode de test des pipelines utilisés depuis des décennies. Ces tests sont utilisés afin de vérifier que les canalisations des pipelines sont conformes au service demandé. Ils sont également utilisés dans diverses applications annexes : - tests de résistance avant la mise en service d'un pipeline nouvellement construit ; - tests d'un tronçon de remplacement avant son raccordement au pipeline principal ; - méthode de requalification périodique d'un pipeline durant son exploitation ; - fixation d'une nouvelle pression maximale de service (PMS).

Les essais hydrostatiques consistent à retirer le produit transporté du tronçon de pipeline à tester et à le remplir d’eau. L'eau est ensuite pressurisée à des niveaux supérieurs à la pression maximale de service (PMS) afin de vérifier la bonne résistance du tube. L'évolution de cette surpression est surveillée en continu durant toute la durée de l’essai (8 heures minimum pour les canalisations enterrées). S'il y a une baisse inexpliquée de cette pression il y a forte présomption de fuite et les essais sont stoppés. Plusieurs méthodes sont utilisées pour sectionner la ligne et identifier l'emplacement de la fuite. Dans certains cas, l’eau d’essai est colorée avec un produit identifiable, biodégradable et sans danger pour l’environnement. Une fois les réparations terminées, la ligne est à nouveau testée dans les mêmes conditions hydrostatiques jusqu'à ce que le test soit réussi. L’essai hydrostatique réussi, l’eau du test est évacuée et la conduite remplie du produit initial. La conduite peut reprendre son fonctionnement à la PMS normale ou révisée.

Les pipelines sont protégés par un système de protection cathodique (PC) en prévention de la corrosion. Ce système nécessite l'équipement de stations d'alimentation électrique et de test connecté au pipeline pour maintenir et mesurer le potentiel électrique correct de la conduite par rapport au sol, l'assurant ainsi cathodiquement contre la corrosion. Périodiquement des campagnes de mesure et rapports sont établis.

Le dégagement de tout arbre et le défrichage de toute végétation racinaire dans la zone de droit de passage facilite une intervention rapide et sûre sur le pipeline. En effet toute plante racinaire est attirée par la chaleur et l'humidité présentes à proximité d'une conduite enterrée et cela favorise la croissance des racines qui peuvent s'enrouler autour, endommager son revêtement de protection et réactiver ainsi la corrosion du tube.

Une emprise dégagée du pipeline fournit un efficace repère visuel informant le public de sa présence et lui rappelant l'interdiction de tout excavation ou aménagement de cette zone. De même elle facilite l'inspection aérienne qui est effectuée périodiquement afin de détecter toute anomalie.

Les dégâts causés par des tiers sont la première cause de dommages aux pipelines. Les conduites transportant des matières inflammables ou explosives, telles que le gaz naturel ou le pétrole, posent des problèmes de sécurité particuliers.

• 1965 - Une canalisation de transport de gaz de 32 pouces, située au nord de Natchitoches, en Louisiane, appartenant au gazoduc du Tennessee, a explosé et a brûlé après la rupture par fissuration par corrosion sous contrainte le 4 mars, faisant dix-sept morts. Au moins neuf autres personnes ont été blessées et sept maisons détruites à 450 pieds de la rupture. Cet accident poussa le président de l’époque, Lyndon B.Johnson, à réclamer la création d’une agence nationale de la sécurité des pipelines en 1967.
• 16 juin 1976 - Une équipe de construction de routes brise un pipeline d'essence à Los Angeles, en Californie. L’essence s’est répandue sur la zone et a rapidement pris feu, faisant neuf morts et quatorze blessés au moins. La confusion sur la profondeur du pipeline dans la zone de construction semblait être un facteur dans l'accident.
• 4 juin 1989 - Désastre du train à Ufa : des étincelles de deux trains qui passent ont fait exploser du gaz s'échappant d'un pipeline de GPL près d'Oufa, en Russie. Au moins 575 personnes auraient été tuées.
• 17 octobre 1998 - Explosion du pipeline à Jesse, dans le delta du Niger au Nigeria. Cette explosion a fait environ 1 200 morts qui majoritairement récupéraient l'essence déversée.
• 10 juin 1999 - Une rupture de pipeline dans un parc de Bellingham, dans l'État de Washington , a entraîné la libération de 277 200 gallons d'essence. L'essence a été enflammée, provoquant une explosion qui a tué deux enfants et un adulte. Une mauvaise opération du pipeline et une section de la canalisation précédemment endommagée qui n’avait pas été détectée auparavant ont été identifiées comme étant à l’origine de la défaillance.
• 19 août 2000 - Rupture d'un gazoduc et incendie près de Carlsbad, au Nouveau-Mexique. Cette explosion et cet incendie ont tué 12 membres d'une famille élargie. La cause était due à une corrosion interne sévère du pipeline.
• 30 juillet 2004 - Un important gazoduc de gaz naturel explose à Ghislenghien, en Belgique, près d'Ath (à 30 km au sud-ouest de Bruxelles), faisant au moins 24 morts et 132 blessés, certains grièvement.
• 12 mai 2006 - Un oléoduc s'est rompu à l’extérieur de Lagos, au Nigeria. Jusqu'à 200 personnes pourraient avoir été tuées. Voir l’exposition pétrolière au Nigeria.
• 1^er novembre 2007 - Un pipeline de propane a explosé près de Carmichael, dans le Mississippi, à environ 48 km au sud de Meridian, dans le Mississippi. Deux personnes ont été tuées sur le coup et quatre autres ont été blessées. Plusieurs maisons ont été détruites et soixante familles ont été déplacées. Le pipeline appartient à Enterprise Products Partners LP et va de Mont Belvieu, au Texas, à Apex, en Californie du Nord. L’incapacité de détecter les défauts de tuyauterie soudés par soudure ERW, à la date de la pose, a été un facteur de l’accident.
• 9 septembre 2010 - Explosion du pipeline San Bruno 2010 : Un gazoduc à haute pression de 30 pouces de diamètre appartenant à Pacific Gas & Electric a explosé dans le quartier résidentiel de Crestmoor, à 3,2 km à l'ouest de l'aéroport international de San Francisco, faisant huit morts et cinquante-huit blessés et la destruction de trente-huit maisons. Le mauvais contrôle de la qualité de la conduite à la construction ont été un des facteurs de l'accident.
• 27 juin 2014 : une explosion s'est produite après la rupture d'une conduite de gaz naturel dans le village de Nagaram, district de Godavari-Est, à Andhra Pradesh, en Inde, faisant seize morts et détruisant des « dizaines de maisons ».
• 31 juillet 2014 - Dans la nuit une série d’explosions provenant de gazoducs souterrains s'est produite dans la ville de Kaohsiung (Taïwan).Des fuites de gaz ont rempli les égouts le long de plusieurs artères principales et les explosions qui en ont résulté ont transformé plusieurs kilomètres de route en profondes tranchées, projetant véhicules et débris dans les airs et allumant des incendies sur une vaste zone. Au moins trente-deux personnes ont été tuées et 321 blessées.

En 2004, il y avait 1 450 kilomètres de canalisations d'hydrogène à basse pression aux États-Unis et 1 500 kilomètres en Europe.

L'hydrogène est un gaz très inflammable et très léger ; cela rend ses conditions de confinement particulièrement délicates.

L'aqueduc de Los Angeles à Antelope Valley.

Il y a plus de deux mille ans, la civilisation romaine a édifié de nombreux aqueducs parfois très longs et monumentaux, afin d'amener par gravité l'eau des collines et des montagnes vers les zones rurales à irriguer et les zones urbaines à abreuver.

Aujourd'hui la quasi-totalité des zones habitées bénéficie des bienfaits de l'eau courante grâce à des réseaux de transport par canalisation gérés pour le compte des communes ou des intercommunalités par des entreprises publiques ou privées. Ces compagnies des eaux ou fontainiers sont ainsi responsables d'un service public fondamental.

La ville de Hallstatt en Autriche se targue de posséder le plus ancien saumoduc au monde, qui daterait de 1595[17]. Cette canalisation est composée de 13 000 tubes et elle achemine de la saumure sur 40 kilomètres, de Hallstatt à Ebensee.

En France un saumoduc de 85 km en 20", exploité par Géosel, relie l'étang de l'Engrenier à Fos-sur-Mer au stockage souterrain d'hydrocarbures de Manosque.

Les bars du fameux stade de football du Veltins-Arena sont interconnectés par une canalisation de transport de bière longue de 5 km. C'est la meilleure solution pour distribuer la bière dans des grands stades caractérisés par des variations importantes de fréquentation. Les bars sont ainsi alimentés directement depuis un grand réservoir de bière ce qui serait impossible, en France, puisque les ventes de boissons alcoolisées sont interdites autour et dans les stades.

• Raymond Cabet, Yves Lizoret, L'économie du transport par pipeline, Éditions Technip, 1974, 190 pages (ISBN 978-2-7108-0247-1),
• Paul Lefèvre, Abaques des pertes de charges en écoulement diphasique, Éditions Technip, 1976, 214 pages, (ISBN 2-7108-0315-1), réédité par l'AFTP,
• Alain Maire, Le transport par pipeline, Éditions Technip, 2011, 303 pages, (ISBN 978-2-7108-0953-1)
• Stéphane Sainson, Inspection en ligne des pipelines. Principes et méthodes. Ed. Lavoisier. 2007,332 pages. (ISBN 978-2743009724)

Voir la palette « Transport par canalisation » ci dessous.

• Pipeline à pâte à papier

• Notices d'autorité :

  • Japon
  • Tchéquie