Plateforme pétrolière de Long
Beach en Californie (©photo)
Sommaire
- Définition
et catégories
- Fonctionnement
- Enjeux
- Acteurs
majeurs
- Unités
et chiffres clés
- Zone
de présence
- Passé
et présent
- Futur
Définition et catégories
Une plateforme pétrolière est une
unité permettant d’extraire, produire ou stocker le pétrole et/ou le gaz situés en haute mer à des
profondeurs parfois très importantes.
Elle supporte principalement les
dispositifs nécessaires pour la phase de forage ou d'extraction
du pétrole. Elle peut également inclure des équipements destinés à assurer
un hébergement du personnel d’exploitation. Certaines plateformes permettent de
transformer le pétrole extrait pour le rendre plus facile à transporter.
Les plateformes fixes sont
utilisées en mer peu profonde, pour exploiter des gisements situés à moins de
300 m, tandis que les plateformes flottantes servent surtout pour
l'exploitation de champs pétroliers dans les grands fonds.
On distingue 3 types de
plateformes :
- Les MODU (Module Offshore Drilling
Units) servant uniquement au forage et pouvant loger du personnel ;
- Les PP (Production Platforms)
servant à la production et/ou au prétraitement du brut, mais sans
logement ;
- Les LQ (Living Quarters) servant
uniquement au logement, et où tout stockage / transit d'hydrocarbures est
interdit pour des raisons de sécurité.
Fonctionnement technique ou
scientifique
Construction d’une plateforme
Elle commence lorsque des forages
de reconnaissance confirment la présence d’un gisement de pétrole et/ou de gaz
et lorsque les études économiques s’avèrent favorables.
L’assemblage est réalisé sur la
terre ferme, la structure est ensuite transportée sur des barges géantes
jusqu’au site. La conception de la structure porteuse doit tenir compte de
contraintes spécifiques liées au milieu marin (marées, tempêtes, houle,
courants, vent), à la corrosion liée à cet environnement et au risque sismique.
Des milliers de tonnes de
matériaux sont nécessaires, par exemple, 245 000 m³ de béton
et 100 000 tonnes d'acier passif ont été nécessaires à la
construction de la plateforme « Troll A » en Norvège (plus grande
plateforme que l’homme n’ait jamais déplacée). La construction d’une plateforme
nécessite 2 à 3 ans de travail pour des milliers d’ouvriers.
Fonctionnement
Une plateforme pétrolière se
compose de deux parties :
- Les « topsides » :
constitués de modules préfabriqués, ils correspondent à la partie utile
au-dessus de la surface.
- La « structure porteuse » :
en treillis tubulaire métallique (assemblage de tubes métalliques formant
une triangulation), en colonnes de béton ou encore sous la forme de barge
flottante dans le cas d’une FPSO (Floating Production Storage and Offloading),
elle sert à maintenir la partie utile au-dessus de l'eau.
Une unité de traitement sépare et
traite les composants récoltés (pétrole, gaz, eau) avant qu’ils soient
transportés par pipeline ou par tanker vers une raffinerie.
Le derrick est
le point culminant d’une plateforme de forage. Cette tour métallique, dans la
phase de forage, soutient une très longue tige au bout de laquelle se trouve
une mèche de forage, le trépan. Cette tige est rallongée au fur et à mesure que
le trépan broie les différentes couches de roche du sous-sol pour atteindre le
gisement de pétrole.
Les tiges peuvent descendre
jusqu’à des profondeurs de 3 ou 4 kilomètres pour atteindre des réservoirs
de quelques mètres d’épaisseur seulement. La précision de l’impact est donc
exceptionnelle. Lorsqu’il est nécessaire de creuser un autre puits pour
récupérer ou injecter des fluides, le derrick est déplacé sur la plateforme et
un nouveau forage est entrepris.
Il permet aussi de forer à
l’horizontale, à l’aide d’une tête de forage rotative permettant d’incliner
progressivement la courbe opérée par la tige. Ce type de forage permet
d’exploiter ainsi des surfaces de plusieurs kilomètres carrés depuis la
plateforme sans avoir à se déplacer à la verticale des gisements.
Au-delà de 300 m de profondeur,
l'exploitation ne se fait plus avec des plateformes fixes mais avec des
installations flottantes.
Les différents types de plateformes
Les plateformes fixes
La plupart des plateformes fixes
sont utilisées en mer peu profonde (<300 m). Ces plateformes s'appuient sur
le fond et peuvent donc être reliées de façon rigide aux têtes de puits et
aux pipelines.
- Jacket-deck : structure en acier
constituée de membrures tubulaires et fixées au sol par des piles en
acier.
- Gravitary platform : tour en béton dont
la stabilité est due uniquement à son propre poids sur le fond océanique
et sur laquelle s'érigent les superstructures.
- Compliant tower : structure souple
constituée d'un pont flottant ancré au plancher océanique au moyen de
longs tuyaux tendus en permanence.
- Jack-up rig : plateformes
autoélévatrices composées d'une coque et de jambes, conçues pour les
exploitations en eaux peu profondes. La structure peut être déplacée mais
aussi élevée ou abaissée. Ainsi ces plateformes peuvent se déployer en de
multiples endroits tout en ayant un appui sur le sol.
Les plateformes mobiles et
unités flottantes
Les plateformes flottantes sont
essentiellement utilisées pour l'exploitation de champs pétroliers dans les
grands fonds (supérieurs à 300 mètres environ). Lorsque la plateforme est
flottante, les installations de tête de puits lui sont reliées par des
conduites flexibles.
- TLP (Tension Leg Platforms) :
plateformes possédant un excès de flottabilité et maintenues en place par
des câbles tendus les reliant au fond.
- SPAR : plateformes plus classiques qui
n'intègrent que la production et sont reliées à des pipelines pour
l'exportation du gaz et/ou du pétrole produit. Les SPAR reposent sur un
énorme flotteur cylindrique.
- Les plateformes semi-submersibles :
plateformes ballastées par remplissage d’eau lorsqu’elles se trouvent en
position, puis ancrées. Cela les rend moins vulnérables à la houle.
- FPSO (Floating Production Storage and
Offloading) : plateformes en forme de coque, qui produisent du
pétrole, le stockent temporairement et chargent les navires pétroliers.
Elles sont ancrées au fond de la mer.
Enjeux par rapport à l'énergie
Adapter la plateforme à
l’environnement et aux conditions offshore
L'ingénierie de la construction
navale doit faire face à de nombreux obstacles (limitation d'espace physique,
conditions météorologiques extrêmes, eaux profondes, sites éloignés, etc.) dans
le respect de la sécurité des personnels et de l’environnement. Ces contraintes
font des plateformes des objets techniques de très haute sophistication.
La maintenance et l'exploitation
dans un environnement sûr requièrent d’avoir accès à des données fiables et
précises.
Acteurs majeurs
Conception
Elle rassemble des groupes
spécialistes, notamment, de l’industrie parapétrolière et paragazière
offshore : Bouygues Offshore, Technip, Delattre Levivier Maroc (DLM),
Derrick Service Limited (DSL), etc.
Exploitation
Afin d’exploiter les gisements
offshores, les compagnies pétrolières comme Total, Exxon Mobile ou BP, louent à des groupes
propriétaires de plateformes et spécialisées dans le forage offshore comme
Transocean.
Unités de mesure
L’exemple d’une plateforme
fixe de type jacket deck en mer du Nord : Alwyn North (Ecosse)
- Date de mise en service : 1987
- Durée de vie : 30 ans
- Longueur des pieds : 126 m sous la mer et
31 m au-dessus
- Poids : 43 000 tonnes d’acier
- Coût : 2,25 milliards d’euros
- Nombre de puits de forage : 47
- Profondeur des puits de forage : environ
4 000 m
- Production : 40 000 barils de
pétrole par jour
Il existe plus de 15 000
plateformes dans le monde. A titre d’exemple, le Golfe du Mexique compte à lui
seul près de 4 000 plateformes pétrolières actives.
Certaines plateformes ont la
superficie d’un terrain de football (5 000 m²).
Zone de présence ou d'application
On trouve des plateformes
pétrolières dans les régions suivantes :
- Mer du Nord, réparties en Grande Bretagne, Norvège,
Pays-Bas, Danemark (plus de 450 plateformes) ;
- Golfe Persique ;
- Golfe de Guinée notamment au Gabon, en Angola et au
Nigéria ;
- Mer de Chine dans les eaux territoriales du
Vietnam, de la Malaisie et de la Chine ;
- Mer Méditerranée, principalement au large des côtes
d’Afrique du Nord (au nombre de 16) ;
- Mer Caspienne ;
- Côtes du Brésil dont l’immense gisement de
Tupi découvert en 2007 ;
- Golfe du Mexique, le long des côtes américaines et
en baie de Campêche (Mexique) ;
- Côtes nord-ouest et sud-est de l'Australie ;
- Côtes de la Malaisie, Brunei et
certaines parties de l'archipel indonésien ;
- Littoral atlantique canadien, au large de
Terre-Neuve (Hibernia, White Rose).
Passé et présent
Au début des années 1930, la
première plateforme a été développée dans le Golfe du Mexique sur les côtes du
Texas, à une très faible profondeur d'eau. Elle servait alors de tête de
puits, dans le prolongement des installations se trouvant à terre.
Après le premier choc pétrolier
de 1973, les gouvernements européens décident de développer l'exploitation
des champs pétroliers et gazéifères de la Mer du Nord. Le
Royaume-Uni et la Norvège développent alors des techniques de forage et de
production offshore et construisent les premières plateformes pétrolières dans
cette mer particulièrement hostile. Pour la première fois, ces
plateformes doivent abriter des hommes pour assurer l'exploitation des
gisements.
Les normes de sécurité liées à la
fabrication et l'installation de plateformes pétrolières ont été mises en place
dans les années 1970-1980 suite à des accidents.
Futur
La durée de vie moyenne d’une
plateforme est approximativement la même que celle d’un gisement pétrolier
offshore soit environ une trentaine d’années. Selon les législations nationales
et internationales, les compagnies pétrolières ont l'obligation de démanteler les plateformes pétrolières lorsqu'elles ne
sont plus utilisées.
Certaines plateformes ne sont pas
démantelées et restent en l'état, les compagnies pouvant les revendre à des
tiers. De telles plateformes, lorsqu'elles sont dans les eaux
internationales, intéressent les acheteurs parce qu'elles constituent des îles
artificielles. Certains nouveaux propriétaires de telles installations en ont
fait ou tentent d'en faire des paradis fiscaux ou des micro-états
indépendants dont la législation peut se montrer laxiste à de nombreux égards.
Plus insolites, des projets
architecturaux visant à transformer des plateformes offshore en hôtel de luxe
sont en cours de développement (ex : Agence d’architecture Mooris – Rig ressort).
Concrètement
La vie en plateforme
Des centaines de personnes
peuvent travailler sur une plateforme. Dans les périodes de forte activité,
jusqu’à 300 personnes peuvent y cohabiter. Une bonne organisation de cette
microsociété et des règles de sécurité strictes sont donc indispensables au bon
déroulement de la vie offshore.
L’isolement et le rythme de
travail soutenu rendent difficile les conditions de travail sur une plateforme.
Pour ces raisons, les équipes se relaient en permanence. Elles travaillent
pendant 15 jours, en alternant 12 heures de
travail /12 heures de repos, puis retournent à terre pour une même
durée.
SOURCE: CONNAISSANCE DES ENERGIES
