Ml’éthane, en tant que gaz à effet de serre (GES), emprisonne la chaleur dans l’atmosphère et réchauffe la planète. Capable de rester en l’air pendant environ 12 ans, il accélère le changement climatique et agit comme un précurseur de l’ozone nocif pour la santé au niveau du sol.
Les États-Unis sont l’un des six premiers émetteurs de méthane au monde. Plus de 300 000 puits de pétrole et de gaz américains et d’autres sites émettent à eux seuls du méthane. Ensuite, il y a les pipelines. Les installations énergétiques et les opérations connexes représentent 30% des émissions de méthane du pays.
Alors que les sociétés pétrolières et gazières font face à une pression croissante sur la gouvernance environnementale et sociale (ESG) pour être plus soucieuses de l’environnement dans leurs opérations, beaucoup se sont tournées vers les drones pour leur solution complète de méthane.
UN LARGE PANACHE D’EXIGENCES LÉGALES
En 1970, le Congrès a adopté le Clean Air Act (CAA) (Chapitre 85 du Code 42 des États-Unis). La législation chargeait l’Agence de protection de l’environnement (EPA) d’établir des normes nationales de qualité de l’air ambiant pour les polluants courants. Des modifications ultérieures, en 1977 et en 1990, ont étendu la couverture du CAA à la couche d’ozone stratosphérique.
La CAA a chargé l’EPA d’établir de Nouvelles Normes de rendement à la source (NSPS) pour le secteur du pétrole et du gaz naturel pour les catégories industrielles qui causent ou contribuent de manière significative à la pollution atmosphérique. En réponse, en 2016, l’EPA a publié les “Normes nationales de performance pour les Installations de Pétrole brut et de Gaz Naturel pour lesquelles la Construction, la Modification ou la Reconstruction ont commencé après le 18 septembre 2015“ (40 CFR, Partie 60, Sous-partie OOOOa), communément appelées OOOOa (ou ”QuadOa »).
Pour l’industrie du pétrole et du gaz naturel, OOOOa établit des normes de contrôle des émissions pour la production, le traitement, le transport et le stockage des sources construites, modifiées ou reconstruites après cette date de 2015. Elle exige également que lesdites entreprises soumettent des rapports annuels de conformité (via l’Interface de Déclaration des données de conformité et d’émissions (CEDRI)), ainsi que de tenir certains registres.
Ce règlement de grande envergure s’applique à diverses installations, y compris l’achèvement des puits (pour la fracturation hydraulique et la réfraction), les compresseurs centrifuges à joint humide, les compresseurs alternatifs, les pompes entraînées par le gaz naturel, les réservoirs de stockage, les collectes de composants d’émissions fugitives sur les sites de puits et les stations de compression, les fuites d’équipement dans les usines de traitement du gaz naturel et les unités d’adoucissement dans les usines de traitement du gaz naturel.
Le règlement (et plusieurs autres) exige que certaines installations mettent en œuvre un programme de détection et de quantification des fuites (LDAR) pour identifier les fuites grâce à des tests de performance, à une surveillance et à des rapports cohérents. Selon l’EPA, les programmes LDAR pourraient réduire les émissions de fuites d’équipement de 63% dans certains cas.
Quelques États ont également leur propre réglementation sur le méthane. La directive de 2014 du Colorado a précédé la NSPS de l’EPA; elle a une portée plus large, couvrant tous les puits de pétrole et de gaz, pas seulement ceux créés après 2015. Depuis la création de la réglementation de l’État, l’industrie du gaz naturel a effectué des millions d’inspections LDAR.
Le non-respect de ces règles peut coûter cher aux entreprises. Les mesures d’application de la loi peuvent aller de lourdes condamnations civiles à des poursuites pénales. Par exemple, en mai 2020, Sprague Resources LP, propriétaire / exploitant de plusieurs installations de stockage et de distribution de pétrole de la Nouvelle-Angleterre, a payé 350 000 penalties de pénalités civiles à l’EPA et aux autorités de l’État pour des “violations présumées” concernant les émissions des réservoirs de stockage de pétrole.
Peu de temps après le règlement Sprague, en septembre 2020, l’EPA de l’ère Trump a publié des règles de courte durée pour annuler le méthane et d’autres normes d’émissions (voir analyse juridique sur ces changements au Programme de droit de l’environnement et de l’énergie de Harvard).
Dans un renversement complet, en novembre 2021, l’EPA de Biden a proposé de nouvelles réglementations visant à étendre les contrôles des émissions de méthane pour les nouvelles installations pétrolières et gazières, dans le but de réduire ces émissions d’environ 75%. Ces règlements obligeront également les États à élaborer pour la première fois des plans de réduction du méthane.
Parallèlement à cette réglementation de l’EPA, l’administration a dévoilé son Plan d’action pour la Réduction des émissions de méthane aux États-Unis. Conformément à l’engagement mondial en faveur du méthane de réduire les émissions mondiales de méthane de 30% par rapport aux niveaux de 2020 d’ici 2030, il double les normes d’émissions et promeut l’innovation et les nouvelles technologies pour faciliter la conformité.
Entrez les drones.
RENIFLER, SENTIR ET RÉFLÉCHIR
En plus des inspections portatives traditionnelles, une gamme de technologies aéroportées prend en charge la détection des fuites de méthane. Les avions traditionnels équipés de capteurs peuvent repérer des émetteurs élevés sur de vastes zones spatiales. Les satellites peuvent être utilisés pour des émetteurs plus importants, régulièrement, à travers les biens communs mondiaux. Les drones, cependant, sont idéaux pour une détection de fuite complète et haute fidélité en proximité.
Pour cette raison, la détection du méthane est le cas d’utilisation numéro 1 des drones dans l’industrie pétrolière et gazière. Ils sont efficaces pour effectuer des enquêtes régulières et cohérentes sur les installations et les équipements de détection, de localisation et de quantification des émissions. Et ils éliminent le risque humain de l’équation.
Andrew Aubrey, Ph.D., ancien ingénieur de la NASA, cofondateur et vice-président principal des partenariats stratégiques de SeekOps basé à Austin – créateurs de la technologie primée de capteurs de drones SeekIR® – note que les drones détectent généralement les émissions de l’une des trois manières suivantes:
• CAPTEUR DE POINTS: Un capteur très sensible de type renifleur fournit des mesures directes. Il doit être dans le panache, mais peut cibler des gaz spécifiques et quantifier les émissions.Ces capteurs peuvent fournir une quantification précise des fuites petites et grandes à proximité ou à de longues distances d’une source.
• IMAGERIE OPTIQUE DES GAZ (OGI): Cela implique une télédétection passive d’un gaz signature, ce qui est utile pour les fuites plus importantes. Il dépend du contraste thermique et fournit une analyse quantitative qui s’appuie sur la forme du panache. Cette technologie est très bonne pour détecter la source de la fuite et est efficace lorsqu’elle est utilisée à proximité des sources.
• RÉFLECTIVITÉ LASER: Il s’agit de la télédétection active. Il nécessite une surface réfléchissante et se concentre sur les fuites plus importantes, qu’il peut localiser sur de longues distances.
FLOGISTIX SUR LE TERRAIN
Flogistix, une entreprise qui fournit des solutions de gestion des émissions et de l’environnement de bout en bout depuis plus d’une décennie, a récemment intégré des drones à son modèle opérationnel pour identifier les fuites. Il utilise les trois méthodes ci-dessus via un DJI Matrice 300 RTK.
Selon Zachariah Roppel, chef de produit principal chez Flogistix, l’utilisation par la société d’Oklahoma City du dispositif de cartographie des polluants atmosphériques Sniffer 4DV2 était sa première entreprise mettant un capteur sur un drone. Les utilisateurs devaient conduire le drone directement à travers le panache, les différentes nuances le long de la trajectoire de vol étant corrélées aux parties par million (ppm) d’émissions. “Le drone et ses capteurs ont visualisé les émissions qui se produisaient tout autour de nous et auxquelles nous étions par ailleurs inconscients”, a-t-il déclaré.
Flogistix utilise également la caméra Sierra-Olympic Ventus OGI (imagerie optique des gaz) certifiée OOOOa pour capturer les émissions. L’unité dispose d’un réseau de plans focaux de plus de 20 gaz différents à une résolution de 640 x 512 et d’un zoom optique 4X de 25 millimètres. Il fournit des sorties analogiques et numériques ainsi que le marquage de localisation GPS. L’équipe utilise également le détecteur de fuite de méthane laser UAV U10, capable de détecter jusqu’à 5 parties par million jusqu’à 100 mètres de distance. Cette société utilise également des capteurs LiDAR, thermiques, photogrammétriques et autres, selon les besoins.
« Le drone est une chose. Ce que vous en faites en est un autre ”, a déclaré Roppel. La solution holistique de Flogstix, appelée AirMethane, comprend non seulement le drone et divers capteurs plug-and-play, mais également un tableau de bord de performance basé sur l’IoT appelé Flux.
Flux peut diffuser en direct des données, y compris des images et des vidéos, en temps réel, aux emplacements des clients ou au centre d’opérations de Flogstix. Les pilotes à distance et les thermographes certifiés de l’entreprise peuvent également télécharger toutes leurs données de vol dans le système pour les regrouper ultérieurement dans un rapport. Flux utilise également l’apprentissage automatique par rapport aux données historiques pour obtenir des informations plus approfondies sur les performances des équipements à long terme et les profils d’émissions complets.
LES VENTS DU CHANGEMENT
Alors que les entreprises se concentrent davantage sur les facteurs ESG, la détection des fuites et la quantification précise des émissions de méthane sont des efforts clés. Les drones font déjà une différence.
Roppel a expliqué: « Avec les données des drones, nous pouvons collaborer avec les clients sur place et obtenir des commentaires immédiats. Ensemble, nous pouvons vraiment trouver la solution dont ils ont besoin.”
Le Dr Thomas Fox, président de Highwood Emissions Management, une société d’experts-conseils de Calgary, en Alberta, qui évalue, élabore et déploie des stratégies novatrices et intelligentes en matière de méthane, est du même avis. ” Nous sommes au début de la révolution « , a-t-il déclaré. « Nous sommes au carrefour de l’innovation rapide dans la mesure et la réduction des émissions de méthane et d’une révolution de la numérisation et des données qui nous éloigne des presse-papiers vers des moyens plus avancés de stockage et d’analyse des informations.
Quelle est la prochaine étape ? Aubrey pense que les opérations de BVLOS vont faire monter les choses d’un cran. “À mesure que les drones dureront plus longtemps et gagneront en endurance, ils captureront de plus en plus de cas d’utilisation du méthane”, a-t-il expliqué. « Pensez à la détection des fuites de pipeline. BVLOS s’ouvrira à l’aide de drones pour ce que font actuellement les avions habités.”
D’ici là, le SAMU reniflera, nous protégeant tout le temps.
