gaz (suite)

Mélange de gaz

L’usager n’est pas tant intéressé par le volume et la composition du gaz qu’il utilise que par la quantité de chaleur que celui-ci apporte, ce qui pour le gaz distribué par canalisations justifie la facturation en thermies. Comme on ne peut mesurer pratiquement que des volumes, il est nécessaire que le pouvoir calorifique soit maintenu à une valeur aussi constante que possible. Mais, d’autre part, il importe que les appareils d’utilisation fonctionnent toujours correctement, malgré les variations éventuelles de la composition du gaz. Dans les limites ainsi fixées, le producteur de gaz a la faculté de fabriquer des mélanges en utilisant les gaz obtenus par différentes techniques. Mais il doit par ailleurs répondre aux deux conditions impératives suivantes : minimisation du prix de revient de fabrication et fourniture sans défaillance en fonction de la quantité de gaz demandée par la clientèle. La gamme des solutions est donc assez large. On est ainsi conduit souvent à mélanger à un gaz manufacturé quelconque du gaz naturel, du propane ou du butane pour obtenir un gaz de pouvoir calorifique donné.

Transport et distribution du gaz

Fourniture du gaz aux usagers

Elle peut être assurée soit par canalisations posées sous voies publiques, chaque client étant desservi par un branchement, soit par livraison de bouteilles de gaz comprimé ou liquéfié. En fait, l’industrie gazière a toujours effectué la distribution de son produit par canalisation, et ce sont les pétroliers qui se sont chargés de la commercialisation des bouteilles de gaz liquéfié (propane, butane).

À l’origine, il est arrivé que plusieurs sociétés distribuent le gaz dans les mêmes rues avec des réseaux différents. Pour remédier à une telle situation inutilement onéreuse, les municipalités donnèrent la « concession de distribution » à une seule société, qui bénéficiait ainsi d’un monopole, en contrepartie duquel elle devait souscrire à certaines obligations.

Dans la phase originale, le schéma d’une distribution de gaz comportait une usine de production de gaz, un gazomètre, un réseau de canalisations distribuant le gaz à la pression, relativement basse, suffisante au fonctionnement des appareils (10 mbar ou 100 mm de hauteur d’eau environ). Quand le gaz s’écoule dans une canalisation, la pression baisse dans le sens du déplacement du gaz. Il se produit une « perte de charge », d’autant plus importante que le débit est plus élevé et que le diamètre est plus faible. Quand les débits s’accroissent, on peut être amené à augmenter les diamètres de canalisations.

Pour éviter cette solution parfois trop onéreuse, on amène le gaz au centre des zones intéressées par une canalisation spéciale ne servant pas à la distribution sur son parcours et dans laquelle la pression est portée à une valeur nettement plus élevée que la pression de distribution. On peut ainsi transporter des débits importants de gaz avec des canalisations de diamètres raisonnables. La canalisation de transport, dans laquelle la pression du gaz peut varier dans de larges limites, est reliée au réseau de distribution par des appareils détendeurs qui fournissent à leur sortie la pression désirée, en général constante ou peu variable. Les pressions de transport atteignent actuellement 70 bar sur les grands réseaux nationaux et internationaux de transport de gaz naturel. Puis on a été amené à utiliser les réseaux de distribution eux-mêmes à des pressions élevées et variables comme dans un réseau de transport, en installant un détendeur régulateur sur le branchement de chaque abonné.

Les gaz distribués pouvant produire avec l’air des mélanges détonants, il importe de veiller d’une façon stricte à l’étanchéité de toutes les installations contenant du gaz. Avec le gaz manufacturé, la présence d’oxyde de carbone, toxique pour l’homme, accroît le danger d’une fuite.

À l’origine, les canalisations étaient en fonte, l’étanchéité entre deux tuyaux étant obtenue grâce à une rondelle de caoutchouc ou, plus anciennement, par un bourrage de fibre de chanvre maintenu en place par un anneau de plomb coulé. Mais, avec l’augmentation des pressions, on a fait appel à l’acier, les tuyaux étant soudés bout à bout. Le cuivre s’est révélé un matériau intéressant dans certains cas. De même, on envisage de faire appel aux matières plastiques.

L’évolution de la nature du gaz a entraîné des conséquences importantes dans la distribution. Le gaz provenant des anciennes usines contenait de la vapeur d’eau et des vapeurs d’hydrocarbures, comme le benzol. Le gaz naturel est sec et ne contient plus d’hydrocarbures gazeux ; de ce fait, les joints de caoutchouc, qui, avec le gaz ancien, avaient absorbé une certaine proportion de benzol, se sont desséchés, et des fuites sont apparues. On a dû procéder au « conditionnement » du gaz, qui consiste à injecter dans les canalisations de la vapeur d’eau et un produit ayant le même effet que le benzol. Avec un réseau neuf distribuant du gaz naturel, ce conditionnement n’est pas nécessaire. Si les tuyaux d’acier présentent l’avantage de ne pas comporter de joints, ils sont en revanche très sensibles aux phénomènes d’oxydation et d’électrolyse par le sol. Il faut les protéger en les recouvrant avec des bandes spéciales et éventuellement en ayant recours à la « protection cathodique » contre l’électrolyse. Le gaz de houille avait une odeur très caractéristique qui permettait de déceler les fuites facilement. Avec les gaz de provenances diverses et en particulier les gaz naturels, l’odeur dégagée est beaucoup moins prononcée et moins caractéristique. Pour remédier à cette situation, on injecte aux gaz un produit très odorant.

Transport du gaz naturel

Dans l’industrie du gaz naturel, le transport joue un rôle fondamental. C’est ainsi que les États-Unis sont couverts par un réseau de 400 000 km, d’une extraordinaire densité, qui amène le gaz des zones productrices du Texas, du Canada et bientôt de l’Alaska jusqu’aux zones industrielles du Nord-Est et des Grands Lacs.