Des caméras OGI FLIR sur des drones pour détecter les fuites de gaz depuis les airs

Les usines de transformation du gaz naturel, comme le site d'Al Hosn Shah à Abou Dhabi, purifient le gaz naturel en éliminant certains contaminants. Ces contaminants sont souvent très dangereux pour l'homme et c'est pourquoi les pipelines et autres infrastructures doivent faire l'objet d'une surveillance attentive pour éviter toute fuite. Une combinaison innovante de drones et de technologie d'imagerie des gaz a été testée et s'est avérée un moyen très efficace de surveiller de vastes champs de gaz. 

Le champ de gaz corrosif de Shah se trouve à environ 180 km du sud-ouest d'Abou Dhabi aux EAU. Le nouveau site de transformation du gaz de Shah est conçu pour traiter 1 000 MMSCFD (millions de pieds cubes standards par jour) de gaz corrosif. L'usine est située dans trois régions planes adjacentes du côté Centre-Est du champ de Shah, et s'étend sur 6 km environ d'est en ouest. Le traitement du gaz corrosif présentant une concentration élevée de sulfure d'hydrogène (H2S) dangereux, et qu'on appelle « adoucissement », est confiné à la zone Ouest.

Surveillance des gaz dangereux

En dépit des nombreuses mesures de sécurité mises en place pour le personnel du site Al Hosn Shah, la zone Ouest, signalée comme zone rouge, présente encore des risques importants pour la santé et la sécurité des professionnels de maintenance et autres opérateurs.

« Certains gaz sont très toxiques, corrosifs, inflammables et explosifs, » explique John Rennie, directeur d'exploitation d'Inspectahire, une société leader dans la réalisation d'inspections et les technologies spécialisées d'inspection à distance. « La compagnie utilisait ce qu'on appelle des renifleurs pour détecter les fuites de gaz, mais ce n'est pas un moyen efficace de couvrir un réseau aussi vaste de pipelines, sans compte que c'est très dangereux pour l'opérateur. C'est pour cela que Al Hosn Gas a fait appel à nous pour que nous trouvions un moyen plus efficace de rechercher les fuites sur le site. »

Le renifleur est une sonde manuelle qui produit un signal sonore à proximité d'une fuite. Si cette méthode de détection est relativement abordable, elle impose à l'opérateur de s'approche de la source de la fuite, ce qui peut être dangereux. Les renifleurs ne permettent pas non plus aux opérateurs de voir les fuites, donc elle implique toujours des approximations et des pertes de temps dans la recherche de la source. Inspectahire travaille depuis longtemps avec les caméras infrarouges de FLIR Systems, et la société savait qu'il fallait chercher la solution pour Al Hosn Gas de ce côté-là.

L'imagerie thermique sur un drone

Lors d'une session au Centre de formation à l'infrarouge (ITC) en octobre 2014, Inspectahire a rencontré l'équipe d'intégrateurs de drone suédois Sky Eye Innovations. La société travaille avec FLIR depuis plusieurs années et construit des systèmes de drone spécialisés autour de caméras FLIR comme celles des séries T et GF. En discutant du projet Al Hosn Gas, les deux entreprises ont décidé de joindre leurs expertises dans le domaine de l'imagerie optique des gaz et de l'inspection aérienne. Elles ont ainsi mis au point une solution combinée reposant sur la caméra FLIR G300a.

« Beaucoup de sociétés intègrent des cœurs de caméra FLIR sur leurs drones, » explique Daniel Sällstedt, CEO de Sky Eye Innovations. « Notre approche est différente, parce que nous commençons par examiner le système de caméra dans son ensemble et que nous construisons le système de drone autour d'elle. Nous prenons également soin d'intégrer des fonctionnalités supplémentaires de tolérance aux pannes, comme un contrôle aérien redondant, pour sécuriser l'investissement de nos clients. »

« En présence de certains membres de l'équipe de gestion de l'intégrité d'Al Hosn Gaz, nous avons organisé une démonstration de drone Sky Eye équipé d'une caméra d'imagerie optique des gaz FLIR G300a près des bureaux de FLIR en Suède, » raconte John Rennie. « Le vol de test s'est très bien passé et l'équipe d'Al Hosn Gas a décidé d'en réaliser un autre sur le site d'Abou Dhabi pour finir de convaincre l'équipe de direction de la pertinence de la solution. Une fois encore, le test a donné toutes les preuves attendues. Nous avons placé une bonbonne de gaz présentant une fuite au sol, et nous avons pu la localiser avec une grande précision depuis les airs avec la FLIR G300a. L'opération a convaincu la direction de réaliser un autre vol d'essai, cette fois au-dessus de la zone rouge. Et même si nous n'y avons détecté aucune fuite, on peut dire que ce vol a été un succès. »

Un détecteur refroidi rend visibles les moindres différences de température.

Les caméras pour l'imagerie optique du gaz de FLIR permettent de visualiser et d'identifier les fuites de gaz invisibles à l'œil nu. Avec une caméra d'imagerie optique du gaz, il est facile d’analyser en continu les installations qui se trouvent dans des zones éloignées ou difficiles d’accès.

La caméra d'imagerie optique des gaz FLIR G300a est dotée d'un détecteur refroidi, à l'antimoniure d'indium (InSb), qui produit des images thermiques de 320 × 240 pixels. Grâce à sa faible ouverture et sa sensibilité élevée, la G300a détecte les plus petites fuites. Elle possède également un mode haute sensibilité (HSM) qui améliore encore le niveau de détection de la caméra, afin que les plus petites fuites de gaz puissent être détectées La FLIR G300a est très facile à contrôler par Ethernet depuis une distance de sécurité et s'intègre facilement dans un réseau TCP/IP.

Une caméra d'optique des gaz idéale pour une intégration sur un drone

« L'expertise combinée de FLIR, d'Inspectahire et de Sky Eye est véritablement unique. La FLIR G300a est vraiment idéale pour notre système de drone OGI Sky Eye, » explique Daniel Sällstedt. « La G300a est très légère et compacte, c'est même la première caméra de ce type qui soit aussi légère ; elle est donc idéale pour des vols de drones prolongés. Nous avons fait en sorte que l'opérateur puisse contrôler la caméra à distance depuis le sol avec un joystick et un écran. La connectivité de la caméra FLIR la rend vraiment unique sur le marché. La qualité d'image est celle qu'on peut attendre d'un leader mondial de l'imagerie thermique. Le mode haute sensibilité, en particulier, est très utile pour voir les panaches de fumée. »

« Le marché du gaz pourra vraiment tirer avantage de cette technologie. Les usines de gaz sont généralement immenses et nos solutions UAV permettent de les inspecter de façon très efficace, en offrant une bonne vue d'ensemble. Les drones peuvent vous montrer des zones difficiles d'accès ou nécessitant beaucoup d'efforts. Les sites de traitement du gaz comprennent généralement des zones à risque, comme la zone rouge de l'usine d'Al Hosn Shah. Des caméras d'imagerie optique des gaz comme la FLIR G300a peuvent balayer ces zones dangereuses sans aucun risque pour les opérateurs humains. »