Glide
l'exploration offshore par détection des suintements d'hydrocarbures

Un projet présenté par Damien Dhont, Philippe Lattes, Denis Levaché et Arnaud Vidal

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Damien Dhont

Best Innovators

Une grande partie des ressources d’hydrocarbures restant à découvrir se trouvent en mer. Bien que stratégique, l’exploration offshore n’est pas sans poser d’importants défis : elle reste difficile à mener notamment pour ses coûts élevés. D’où l’importance de développer des technologies agiles et sélectives pour localiser plus efficacement les bassins émergents prometteurs et ainsi conquérir ces nouveaux domaines de façon rentable. C’est le cas du « Glider », un planeur sous-marin équipé de capteurs spécifiques et dédiés à la détection de suintements naturels d’hydrocarbures dans la colonne d’eau. En première mondiale pour un déploiement dans l’offshore profond, cette innovation renforce notre efficacité dans l’exploration, tout en réduisant ses coûts et ses risques HSE.

Si les hydrocarbures sont normalement piégés dans une roche imperméable, de faibles quantités arrivent malgré tout à migrer vers le fond marin en remontant à travers les strates. Ces suintements en surface représentent un indice de premier ordre pour la présence d’un éventuel système pétrolier actif.

Une approche disruptive

Jusqu’à présent, les images de satellites radar sont traditionnellement utilisées pour identifier les nappes d’hydrocarbures à la surface de l’eau. Cependant, les satellites radar ne sont pas capables de détecter le gaz et le pétrole dissous en profondeur, dans la tranche d’eau. Une donne bouleversée par le déploiement d’un glider dont les capteurs ont été adaptés à l’exploration pétrolière et que nous avons développé en partenariat avec la société française ALSEAMAR.

Ces sous-marins autonomes et légers planent sous l’effet de leur simple variation de densité régulée par un ballast. Evoluant sans propulsion motorisée, ils oscillent dans la colonne d’eau de façon lente et continue comme un planeur, entre la surface et 1000 mètres de profondeur. Très légers et non habités, ils sont pilotés par un opérateur basé à terre qui leur transmet leurs paramètres de navigation. Très économes en énergie, les gliders peuvent rester en mission autonome plusieurs semaines, sans navire de surveillance, refaisant surface uniquement pour transmettre par satellite leur position GPS et les données scientifiques récoltées.

Beaucoup plus économique, rapide et sûre que les techniques traditionnelles d'échantillonnage à bord des navires, ce type d’acquisition de données réinvente le format des campagnes d'exploration offshore.

Des capteurs spécialement conçus

La rupture technologique du Glider tient en ses capteurs sensibles embarqués. Ils permettent la détection in situ, l'évaluation et l'observation en temps réel de suintements naturels d’hydrocarbures émanant des fonds marins :

  • Développé par Franatech, le capteur METS peut détecter le méthane avec une sensibilité et un temps de réaction élevés : jusqu'à 20nmol/l, en quelques secondes.
  • Conçu par le laboratoire MIO du CNRS, à Marseille, le capteur MiniFluo détecte les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) avec une grande précision allant jusqu’à 0,1 μg/l pour le phénanthrène.

L’intégration de nouveaux capteurs sur le Glider fait actuellement l’objet de recherche, comme le capteur de CO2 pour des applications d’exploration (différentiation de gaz thermogénique et biogénique) ou de contrôle de réservoir de stockage de CO2 offshore, le capteur acoustique qui devrait permettre de détecter le bruit des panaches d’hydrocarbures dans la colonne d’eau ou encore le capteur basé sur la technologie doppler pour la mesure des courants marins. Sans oublier la possibilité à terme d’aller échantillonner directement à la source de ces suintements.

  • Préparation et calibration des gliders avant déploiement - Exploration Production - Total
    Préparation et calibration des gliders avant déploiement
  • Déploiement du glider - Exploration Production - Total
    Déploiement du glider
  • En attente des instructions après transmission des données - Glide - Exploration Production - Total
    En attente des instructions après transmission des données
  • En plongée pour détecter les hydrocarbures naturels - Glide - Exploration Production - Total
    En plongée pour détecter les hydrocarbures naturels
  • Détection d'hydrocarbures naturels en cours - Glide - Exploration Production - Total
    Détection d'hydrocarbures naturels en cours
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Un avenir prometteur

Plusieurs tests du Glider en conditions réelles ont d’ores et déjà permis de valider sa capacité à détecter des suintements naturels d’hydrocarbures dans l’eau. Après une première campagne d’évaluation effectuée au large de Chypre en 2015, un pilote de démonstration a été réalisé en novembre 2017 en Angola, en offshore profond sur le bloc 32. D’une durée de 20 jours, cet essai a été combiné à l’acquisition simultanée d’images de satellites radar. Un véritable succès à la clé, puisque les remontées verticales de fluides hydrocarbonés détectées par le Glider correspondaient parfaitement aux emplacements des sites actifs de suintement visibles par satellites. A la même période et en partenariat avec ALSEAMAR, nous avons validé dans le Golfe de Gascogne la détection de méthane dont les panaches avaient auparavant été identifiés à partir de sondeurs multi-faisceaux par l’IFREMER.

Pour autant, ce n’est que le début de l’aventure : de nouveaux planeurs sous-marins sont actuellement en cours de développement pour atteindre 2 500, puis 6 000 mètres de profondeur au cours de la prochaine décennie. Sans oublier les potentielles applications environnementales liées à nos activités.

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