gaz (suite)
De même, l’U. R. S. S. possède un maillage de 70 000 km de lignes de gaz, dont 15 000 de 1 m de diamètre. La colonne dorsale du système sera le fameux collecteur baptisé « Lumières du Nord », le plus gros pipe-line réalisé à ce jour dans le monde, avec une capacité de 230 . 109 m3/an : il partira avec un diamètre de 1 420 mm de l’embouchure de l’Ob, en Sibérie du Nord-Ouest, reliera Moscou, Minsk et la Tchécoslovaquie en 900 mm. En ce point, le système éclatera en plusieurs branches pour alimenter l’Allemagne de l’Est, la Bavière, l’Autriche et l’Italie, la Roumanie et la Bulgarie.
En 1975, l’Europe occidentale et l’Europe orientale importeront chacune 1010 m3 de gaz soviétique. À la même date, un projet moins ambitieux, le « Transeuropéen », débitera un volume du même ordre de gaz néerlandais vers l’Allemagne de l’Ouest, la Suisse et l’Italie.
• Gaz naturel liquéfié (G. N. L.). La liquéfaction, qui réduit 600 fois le volume occupé par le gaz, permet de résoudre simultanément les deux grosses difficultés de l’industrie gazière : le transport et le stockage. La première usine de gaz naturel liquéfié de taille industrielle a été réalisée en 1964 à Arzew (Algérie), au point d’aboutissement à la côte méditerranéenne du pipe-line venant d’Hassi-R’Mel : elle permit de vérifier la rentabilité et la fiabilité non seulement du procédé de liquéfaction et du stockage, mais également du transport à – 160 °C par le premier petit méthanier, Jules-Verne, jusqu’au Havre, et de la regazéification.
La liquéfaction proprement dite s’effectue au départ en trois étages de refroidissement successifs, le froid étant fourni par la détente d’un hydrocarbure de plus en plus léger ; par exemple, à Arzew I, le premier étage est refroidi au propane (– 37 °C), le deuxième est refroidi à l’éthylène (– 100 °C), et le troisième est refroidi au méthane (– 161 °C).
Le stockage, à terre ou à bord des méthaniers, se fait dans des réservoirs à double enveloppe, l’espace annulaire contenant de l’azote : cette paroi spécialement isolante limite l’évaporation à la faible quantité correspondant à une très légère ébullition du méthane, maintenu ainsi en équilibre à – 160 °C. La regazéification s’opère au port de déchargement par vaporisation contrôlée, procédé très simple en soi puisqu’il suffit de passer le gaz naturel liquéfié dans un échangeur où il restitue les frigories qui lui avaient été fournies lors de la liquéfaction. Dans la pratique, on s’efforce d’éviter le gaspillage énergétique en combinant l’opération avec une fabrication associée : à Fos-sur-Mer, on produit ainsi de l’oxygène et de l’azote par liquéfaction de l’air.
Dans d’autres cas, on adaptera la composition du gaz naturel liquéfié aux caractéristiques d’utilisation requises, par exemple en séparant, lors de la regazéification, une fraction lourde qui est « vapocraquée », c’est-à-dire réformée catalytiquement en présence de vapeur d’eau pour en augmenter le pouvoir calorifique.
De nombreux développements techniques sont d’ailleurs à l’étude dans cette industrie nouvelle et en pleine évolution, notamment le transport direct du gaz naturel liquéfié par pipe-line et la mise en service de petites usines de liquéfaction-stockage-regazéification, soit flottantes, soit sur les lieux de consommation pour l’écrêtement des pointes (« peak-shaving »).
Transport des gaz de pétrole liquéfiés
Ce sont des mélanges d’hydrocarbures, légers et incolores, gazeux à la pression atmosphérique et à la température ambiante, mais facilement condensés, ce qui permet de les stocker, de les transporter et de les utiliser commodément sous forme liquide. Les gaz liquéfiés commercialisés sont le butane C4H10, qui bout à 0 °C, et le propane C3H8, qui bout à – 42 °C. Hydrocarbures saturés, donc très stables, ils sont inodores à l’état pur. Cependant, le produit livré à l’usager doit présenter une odeur non agressive, mais suffisante pour détecter une fuite éventuelle.
• Le butane. Il existe en France plus de 30 millions de bouteilles de butane réparties dans le public. Récipients d’acier d’une contenance de 13 kg, pesant environ 25 kg pleines, elles sont manipulées aisément en toute sécurité.
• Le propane. Liquéfié à une pression plus élevée que le butane, le propane est livré en bouteilles de 13 ou de 25 kg, ou en conteneurs de 0,5 ou de 1 t sous 10 bar environ. Il peut servir aux mêmes usages domestiques que le butane, mais la pression plus élevée impose un matériel de raccordement plus onéreux, qui ne se justifie que pour des installations importantes.
Les gaz liquéfiés constituent une branche particulière de l’industrie du pétrole, dépassant 75 . 106 t/an, dont la moitié aux États-Unis. En France, la consommation n’était que de 2,5 . 106 t en 1971, mais elle s’accroît de 10 p. 100 chaque année. La demande comme matière première pour la pétrochimie est également pressante, afin de compenser la pénurie de naphta, et tend vers la moitié des besoins mondiaux. À l’heure actuelle, il existe plus de 300 butaniers et propaniers, navires de haute mer, dont la capacité de transport totalise 2 500 000 m3. La taille des unités croît sans cesse et atteint maintenant 100 000 m3 pour les plus grosses. Le stockage des gaz liquéfiés s’effectue dans des sphères d’acier, caractéristiques des raffineries de pétrole, dont le volume peut dépasser 2 000 m3. Devant l’augmentation des besoins, il devient intéressant de recourir à la technique du stockage en cavernes souterraines. Quant à l’emplissage des bouteilles et des conteneurs, il s’effectue dans des usines presque entièrement automatisées.
Utilisations du gaz
Généralités
D’une façon générale, le gaz est surtout utilisé pour produire de la chaleur. Il a été employé, et l’est encore parfois, pour produire de la force motrice avec les moteurs à gaz. Exceptionnellement, il sert de matière première pour certaines productions. Avec le gaz naturel, cet emploi s’est étendu, et certaines usines de productions chimiques font appel à de grosses quantités.