Alain Poincheval, chef de projet Prelude FNLG chez TechnipFMC

2018-02-14T15:13:57+00:00

« Prelude FLNG c’est aussi une aventure d’ingénieurs »

Long de 488 mètres et pesant plus de 660 000 tonnes à plein, le FLNG (Floating Liquefied Natural Gas) de Shell est la plus grande installation flottante offshore jamais construite dans le monde. Mobilisant l’expertise de plusieurs milliers d’ingénieurs et de techniciens, son développement a nécessité la résolution de problématiques techniques nouvelles. Ce « first of a kind » doit être mis en production au deuxième trimestre 2018 pour une durée prévue de 25 ans.

(Note : cet article a fait l’objet d’une publication dans la revue « Pétrole et Gaz Informations » n° 1850, septembre-octobre 2017).

 

Pétrole et Gaz Informations : L’arrivée de Prelude FLNG sur son site d’opérations en juillet 2017 représente une étape majeure d’un projet qui a été initié il y a maintenant une dizaine d’années…

Alain Poincheval : En effet, c’est en 2007 que TechnipFMC et Samsung Heavy Industries (SHI) ont répondu à une demande de la compagnie Shell pour essayer de définir ensemble ce que pourrait être un FLNG dans le cadre d’un champ à développer, tout d’abord générique et ensuite un champ plus spécifique qui s’appelle Prelude, situé à 200 kms au nord-nord ouest des côtes australiennes. TechnipFMC était en charge la conception, du développement et de la fourniture des équipements de la partie ingénierie des topsides de l’usine de liquéfaction, et SHI s’occupait de la construction des topsides et de la coque. Un consortium a été formé entre les deux entités dont TechnipFMC est le leader. La décision finale d’investissement a été prise en 2011, et, après le lancement de la coque, en novembre 2013, toutes les étapes de la construction se sont déroulées en Corée du Sud. Prête à partir en Australie en juin 2017, l’usine a été remorquée sur le site de Prelude où elle a été ancrée au cours du mois d’août. Tout se passe conformément au planning et la mise en production est prévue pour le deuxième trimestre de 2018.


PGI : En quoi Prelude FLNG est-il un projet si particulier ?

AP : C’est un projet très particulier bien évidemment par son ampleur. Pour vous donner un ordre d’idée, le plus gros FPSO développé par TechnipFMC, qui était destiné au projet Akpo, au Nigeria, représentait environ 30 000 tonnes de topsides. Sur Prelude FLNG, plus de 80 000 tonnes de topsides et de piping ont été intégrés dans et sur la coque du navire. Nous avons effectué à ce jour plus de 55 millions d’heures de travail, avec une performance HSE au meilleur niveau. La réalisation de ce projet a nécessité la mise en place, au sein du groupe, d’un réseau de trois centres d’opérations coordonnés par notre Centre d’expertise de Paris : d’une part, le centre de TechnipFMC France, leader pour la partie Engineering et Procurement ; d’autre part, notre centre de Chennai, en Inde, pour la réalisation des études de détail pour la tuyauterie, les structures ou encore l’instrumentation, et enfin notre centre de Kuala Lumpur, en Malaisie. Le projet a été mené avec le logiciel PDMS* qui intègre un modèle 3D ainsi que toutes les disciplines techniques principales comme le piping, l’instrumentation, l’électricité… Les trois centres d’opérations ont travaillé en parallèle sur un modèle numérique unique qui a été transféré en 2014 à nos bureaux implantés sur le yard de Geoje, en Corée, pour la construction. Sur place, entre 150 et 200 personnes du groupe ont continué à travailler et aider SHI a réaliser la construction et préparer le commissioning des unités. Au global, ce projet a mobilisé, en pic d’activité, plus de 1 000 personnes au sein de TechnipFMC et plus de 5 000 au sein de SHI.


PGI : Prelude FLNG est ce que l’on appelle « a first of a kind », c’est-à-dire un tout premier projet du genre. Quel était le principal enjeu technique identifié à l’époque ?

AP : La genèse de ce projet est partie d’une discussion entre Thierry Pilenko, président exécutif du groupe, et Harry Brekelmans, directeur Project & Technologie de Shell, lors d’une rencontre d’échanges sur l’intérêt de développer un nouveau concept d’usine flottante, peut-être dérivé des FPSO. A l’époque, nous en étions donc encore aux balbutiements du FLNG. TechnipFMC, qui dispose d’une quadruple compétence autour de la liquéfaction, de l’onshore-offshore, du subsea pour l’architecture des puits, et des interactions avec une usine flottante, et SHI ont su apporter une solution innovante. Comme il s’agit en effet d’un « first-of-a-kind », l’une des difficultés est, bien que l’on utilise des technologies éprouvées, de réussir l’intégration de ces technologies et leurs interactions dans une usine flottante. A ce titre, il y avait plusieurs sujets nouveaux à traiter.

 

PGI : Pouvez-vous nous donner quelques exemples de ces thématiques techniques nouvelles ?

AP : L’une des thématiques à traiter concerne le comportement des bateaux, c’est-à-dire du FLNG et du LNG Carrier, lors du chargement de GNL. La contrainte est notamment de maintenir une enveloppe de travail des bras de chargement, dont le poids unitaire est d’environ 130 tonnes, qui soit la plus grande possible afin d’assurer une connexion en haute mer fiabilisée. Il faut bien comprendre que le LNG Carrier est accouplé au FLNG alors que ce dernier a tendance à tourner autour de son ancrage (lire ci-après, ndlr) entraînant ainsi également le tanker. Une fois la production de GNL lancée, une telle connexion aura lieu tous les cinq jours. La première opération de ce type se déroulera néanmoins avant la fin de cette année car Shell a décidé de procéder à l’importation de GNL non seulement pour vérifier l’étanchéité des cuves et commencer à procéder à l’envoi de gaz froid dans les unités, mais également pour démarrer les utilités au fuel gas et arrêter d’utiliser du diesel oil comme c’est le cas actuellement. Pour des questions de fiabilité, le concept d’énergie choisi par Shell est un système qui fonctionne à la vapeur. Une chaudière fonctionnant avec des brûleurs à gaz génère de la vapeur qui entraîne des générateurs électriques et des turbines qui alimentent en énergie les compresseurs du cycle. Un autre sujet technique à traiter concerne le système de pompage de l’eau de mer qui sert à refroidir le cycle.


PGI : C’est-à-dire ?

AP : Sur Prelude FLNG, l’enjeu est de remplir l’équivalent d’une piscine olympique toutes les trois minutes. Il faut donc gérer des débits sous le bateau très importants avec des contraintes dynamiques, dues notamment aux effets de courants sur le site en Australie, et des contraintes de fatigue et de durée de vie sans entretien considérables. Cela nécessite de maîtriser toute à la fois les architectures navales, l’hydrodynamique, les techniques du piping ou encore les technologies multi-matériaux. Ce Water Intake Riser a été un sujet éminemment complexe à mettre au point et a fait l’objet de l’un des développements les plus longs. Cette prise d’eau, composée de 8 conduites de 42 pouces, descend à 150 mètres sous le bateau pour pomper de l’eau froide. Ce développement, a été réalisé par les sociétés Entrepose, à Dunkerque, et Seal Engineering, la filiale de TechnipFMC spécialisée dans les conduites hydrodynamiques.


PGI : Prelude FLNG est équipé du plus gros système d’ancrage par touret réalisé dans le monde…

AP : En effet, ce système d’ancrage, développé par TechnipFMC et SBM Offshore, pèse 12 000 tonnes pour un diamètre de 50 mètres et une hauteur de 93 mètres. Ses spécifications techniques sont assez contraignantes. Cet équipement permet l’ancrage de Prelude dans 250 mètres d’eau et doit permettre au bateau, qui pèsera 660 000 tonnes à plein, de résister à des cyclones de classe 5, avec des vents de plus de 250 km/h, et cela sur une durée de vie de 25 ans. La spécificité d’un tel développement réside dans l’interaction hydrodynamique de la coque avec les efforts à maintenir autour de l’ancrage puisque le bateau est mobile et tourne autour de cet ancrage fixe avec les courants et les vents. Les 16 chaînes d’ancrage, fabriquées par la société Vicinay à Bilbao (Espagne), sont également les plus grandes jamais fabriquées dans le monde.


PGI : Quelles sont les spécificités de la cryogénie dans le contexte du FLNG Prelude ?

AP : Pour ce qui est de la cryogénie, il y a deux spécificités qui sont difficiles à manager. Il s’agit d’une part de la contrainte de compacité. Prelude FLNG est une usine flottante avec une capacité de liquéfaction de 3,5 millions de tonnes, soit l’équivalent d’un train standard. Compte tenu des déformations possibles des structures sous l’effet des accélérations, les calculs de stress pour le piping ont donc été assez contraignants. En conditions météorologiques extrêmes, les grosses lignes de tuyauteries vont devoir subir de 100 à 200 mm d’amplitude aux points hauts et aux points bas. Ces effets d’accélérations impactent également les machines tournantes. Alors que sur un FPSO, les machines tournantes sont de taille, et donc de puissance, réduite, sur Prelude FLNG, les compresseurs de cycle sont des machines de plusieurs dizaines de MW de puissance. Les contraintes sur les arbres et les paliers sont donc très spécifiques et les fournisseurs des systèmes de compression ont du prendre en compte ces effets d’accélération dans la conception de leurs machines. Contrairement à ce qui se passe sur les installations à terre où les structures sont rigides, sur Prelude FLNG, chaque arbre subit les efforts de déformation de la structure générale du module sur lequel il est installé.


PGI : La digitalisation est un élément déterminant pour l’efficacité opérationnelle. Qu’en est-il pour les installations de Prelude FLNG ?

AP : Shell a fait le choix de gérer son unité offshore à travers une fibre optique qui relie le bateau à Darwin puis à Perth, et au-delà au monde entier. La compagnie dispose sur son site de Perth d’une réplication totale de la salle de commande du FLNG avec notamment la possibilité d’accéder à des informations critiques concernant la maintenance préventive et de faire de l’auto-diagnostique à distance. Nous avons beaucoup travaillé sur ce sujet avec le client, qui a défini un mode de gestion des données, mais aussi avec Emerson, en charge du control system, et l’ensemble des fournisseurs d’équipements. Une importante partie de ce travail concerne bien sûr les problématiques de cyber sécurité des équipements comme des données.


PGI : Quels sont les apports de ce projet en termes de savoir-faire et d’expérience pour TechnipFMC ?

AP : Pour Shell comme pour TechnipFMC, Prelude FLNG est un projet iconique car jamais fait auparavant. C’est aussi une aventure d’ingénieurs. Il se situe aux frontières des capabilités d’une société d’ingénierie mondiale qui possède une expertise multi-domaines et multi-segments. Nous avons démontré que nous étions capables de conjuguer nos différentes expertises pour mener à bien un projet d’une telle envergure. Nous avons appris énormément sur différents domaines, par exemple la façon de gérer la construction modulaire. Quand vous avez pu démontrer que vous étiez capable de réaliser une construction modulaire et qu’elle fonctionne, que vos études sont capables d’intégrer tous les paramètres et les contraintes, vous avez acquis une expertise que bien d’autres ne possèdent pas. C’est bien évidemment notamment grâce à ce savoir-faire acquis sur le projet Prelude FLNG que nous avons remporté le projet Coral FLNG qui sera développé par ENI au Mozambique.


PGI : Prelude FLNG est désormais ancré sur son site. Quel va être votre rôle dans les prochains mois ?

AP : Je vais bien évidemment continuer à accompagner le projet. L’un de mes collaborateurs est présent actuellement sur le bateau auprès du client et de ses représentants, et le bureau de TechnipFMC à Perth, qui mobilise aujourd’hui 150 personnes sur le projet, va continuer d’assurer un soutien aux opérations. Nous venons de tirer les premiers risers pour la prise d’eau. Tout se passe comme prévu et nous sommes prêts à mener à bien les futures étapes. Nous serons particulièrement attentifs lors des prochains mois de décembre et de janvier sont la période des cyclones en Australie. Dans tous les cas, tous ceux qui ont travaillé sur ce projet sont très fiers, car avant d’être un projet de construction d’une usine de liquéfaction à l’autre bout du monde, Prelude FLNG représente un extraordinaire parcours technique avec différentes problématiques nouvelles à traiter. Dès l’année prochaine, près de 200 personnes vont vivre et travailler sur un bateau de liquéfaction pendant 25 ans et à 200 km de la côte la plus proche. Le premier grand arrêt n’est pas prévu avant dix ans, pour cinq ans sur une usine de liquéfaction à terre, et ne durera pas plus d’une semaine.

*Aveva Plant Design Management System

Propos recueillis par Eric Saudemont

Images : Shell, TechnipFMC

Prelude FLNG en chiffres
– 488 mètres de long et 74 mètres de large
– une surface équivalente à quatre terrains de football
– 260.000 tonnes à vide et 660 000 tonnes à plein
– 5,3 millions de tonnes par an (mtpa) de capacité de production (3,6 mtpa de gaz naturel liquéfié, 1,3 mtpa de condensat et 0,4 mtpa de GPL).
– douze cuves
– deux pistes d’atterrissage pour les hélicoptères
– 4 bras de chargement de GNL pour un poids unitaire de 130 tonnes
– une torchère de 120 mètres de haut

Prelude FLNG est opérée par Shell en co-entreprise avec Inpex (17,5 %), Kogas (10 %) et OPIC (5 %)

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