EoW March 2010

article technique

Utilisation d’élastomères haute performance dans les câbles conçus pour plate-formes offshore dans les régions arctiques Manuel La Rosa et Andreas Roos, Lanxess Deutschland GmbH Technical Rubber Products, Leverkusen, Allemagne

Résumé L’ile de Sakhalin et le champ pétrolier de Shtokman en mer de Barents sont parmi les régions potentiellement les plus intéressantes du point de vue de l’exploitation des ressources environnementales au niveau mondial. plates-formes offshore doivent répondre à des exigences extrêmement rigoureuses, surtout en ce qui concerne les câbles pour panneaux de contrôle et pour instruments. Une flexibilité élevée aux basses températures (-50°C), une résistance exceptionnelle à l’huile, et des propriétés ignifuges et de résistance à la corrosion ne sont que quelques-unes parmi les caractéristiques requises. L’éthylène-acétate de vinyle EVM (copoly- mères) (Levapren ® ) et le caoutchouc nitrile hydrogéné HNBR (Therban ® ) sont des produits particulièrement indiqués pour relever ce genre de défis. L’absence d’halogènes, une bonne résistance à l’huile, la résistance à l’ozone et aux rayons UV, associées à des performances mécaniques satisfaisantes dans une ample gamme de températures (de –40°C à 175°C) en font un matériau idéal pour les câbles utilisés dans les plates-formes offshore installées dans les régions arctiques. Le présent article illustre de nombreux composés à base de mélanges de HNBR et EVM, essayés conformément aux normes internationales telles que IEEE 1580, NEK 606 et BS 6883. La résistance aux fluides agressifs comme l’huile et les boues de forage à base d’eau a été également essayée, et les performances des propriétés mécaniques ont été essayées à –50°C. Dans ces régions, les

1 Introduction 1.1 Le défi arctique

Situé à 550km au large, ce gisement pétrolifère ne peut pas être atteint par hélicoptère des bases continentales. Des vents glacés, des températures extrême- ment basses et six mois d’obscurité hivernale rendent encore plus difficile le développement de ce champ pétrolier [2] . Le forage en eaux profondes exige l’utilisation de navires de forage équipés d’une structure avec des dispositifs de protection contre la glace ainsi que le révolutionnaire navire à huit côtés. D’autres innovations consistent en la réalisation de pistes d’atterrissage de glace épaissie, de nouvelles conceptions de bateaux brise-glace, des navires ravitailleurs brise-glace et des cales sèches flottantes pour l’entretien d’autres navires sur le site. Sans ces développements, l’exploration et la production dans la région arctique ne seraient pas possible [3] . Normes pour les câbles des plates-formes pétrolières La norme NEK 606 représente le standard industriel international pour l’industrie pétrolière et du gaz offshore, ainsi que et pour les secteurs de la construction navale e maritime. Les câbles en question sont pourvus de certification ISO 9001 et 14001 délivrée par Det Norske Veritas (DNV). La structure des câbles NEK 606 pour les plates-formes pétrolières offshore est similaire à d’autres normes telles que BS 6883 et IEEE 1580 type P [4] . 1.2 Élastomères à performances élevées pour câbles utilisés dans des climats rigides 1.2.1 Copolymères d’acétate de vinyle-éthylène Levapren ® (EVM) Les copolymères d’acétate de vinyle-éthylène caractérisés par une teneur en acétate de vinyle (VA) de 40% à 90% sont connus comme des matériaux caoutchouteux.

Exploration et production de pétrole dans la région arctique La Russie, le Canada, la Norvège et les États-Unis sont parmi les pays engagés dans l’exploration et dans le développement des ressources d’hydrocarbures dans la région arctique. La fonte de la calotte glaciaire du pôle Nord est prévue dans les 50 prochaines années, ce qui rendra possible la navigation ainsi que l’exploration et l’extraction du pétrole dans la mer arctique. Les défis liés à cette opération sont nombreux: installation à distance de sites offshore, des conditions environnementales extrêmement rigoureuses et un scénario géopolitique délicat. Des exemples typiques des rigoureuses conditions environnementales de la région arctique sont les champs pétroliers de Shtokman et de la mer de Barents ( Figure 1 ). Ce projet prévoit une production annuelle de 70 000 millions de mètres cubes de gaz naturel et de 0,6 millions de tonnes de gaz à condensat, comparable à la production annuelle de gaz de la Norvège, l’un des principaux fournisseurs de gaz européens [1] . Figure 1 ▼ ▼ : Plates-formes en service dans des conditions extrêmes dans la région arctique

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EuroWire – Mars 2010