Les hydrocarbures sous-marins

L'Ifremer en tant qu'institut de recherche intervient en amont de l'exploration production offshore dans les différentes disciplines des sciences et techniques marines. Ce sont des travaux de recherche et développement en partenariat avec des sociétés pétrolières et parapétrolières, mais aussi des activités de conseil et des prestations de service de manière plus limitée. Cela est rendu possible grâce aux compétences et au savoir-faire des équipes et à la mise à disposition de navires océanographiques et de leurs équipements, ou de moyens d'essais dans les différents centres de l'Ifremer.

Etudes des marges

Le pétrole profond est trouvé à la jonction entre la croûte océanique et la croûte continentale : c'est la marge où, au cours des âges, se sont accumulés des sédiments (organiques et inorganiques). L'apport de chaleur depuis le centre de la terre permet la formation du pétrole qui peut se trouver piégé dans un réservoir. Toute la compréhension de ces mécanismes est primordiale pour les géologues des compagnies pétrolières. Dans ce secteur, l'Ifremer apporte ses connaissances et réalise des études sur la compréhension de la formation de la marge, les dépôts sédimentaires.

Les fonds sur lesquels des installations sont posées sont susceptibles d'être le siège de glissement de terrains sous-marins, d'éruption de gaz comme le méthane. Ce sont les risques géologiques sur lesquels l'institut conduit de nombreux travaux. Dans les sols, la dissociation d'hydrates de gaz (cristaux de glace enserrant des molécules de gaz) peut générer ces glissements. Ces hydrates peuvent être trouvés en grande quantité et être exploités en tant que réserve de gaz.

Pour mener ces études, des équipements sont développés ou approvisionnés pour équiper les navires océanographiques (sondeur multifaisceaux, sondeurs de sédiments), être déployés en surface (sismique haute résolution) ou près du fond par engins remorqués de type ROV (sismique prés du fond, sondeurs, micro bathymétrie). Pour Victor, le ROV profond (6000 m) de l'Ifremer, des outils spécifiques ont été réalisés pour faire des prélèvements et des prises de vues. Des outils comme le pénétromètre Penfeld pour mesures des propriétés mécaniques des sols sont aussi développés. Enfin, il convient de citer les développements en cours sur les stations de fonds automatisées permettant de faire des observations sur le long terme (1 an) et les engins autonomes comme les AUV qui n'ont pas de lien matériel avec le navire de surface.

Comportement des installations en mer

Les installations en mer doivent être correctement dimensionnées pour tenir en place 20 ans et plus. Pour cela il convient de connaître les efforts auxquels ces structures seront soumises et de prévoir leur comportement à long terme, les conditions de leur installation et de leur abandon. L'Ifremer contribue à l'acquisition des connaissances et des données dans différentes disciplines :

- Les états de mer (vague, vent courant marins) doivent être prévus et traduits en valeur pour le concepteur (hauteur de vague, historique…) afin de fixer la hauteur d'un pont ou de déterminer les efforts mécaniques par sollicitations répétées (fatigue des matériaux). Pour cela différentes sources de données sont analysées (satellites, mesures sur site,..) pour en déduire les valeurs des paramètres dimensionnants.

- Pour valider le comportement hydrodynamique de nouveaux concepts d'installation de surface ou de liaisons fond surface, des calculs numériques sont réalisés ainsi que des essais en bassin sur des maquettes. L'Ifremer assure ces essais grâce aux installations de Brest (bassin de Génie Océanique) et de Boulogne (veine d'essais hydrodynamiques).

- Les sols "grands fonds" dans lesquels sont ancrées les installations, sont des matériaux mi-solides/ mi-liquides. Des études sont entreprises afin d'avoir une connaissance précise de leurs propriétés.

- La tenue dans le temps des matériaux de structure est essentielle. De nombreuses études sont conduites sur de nouveaux matériaux aux hautes propriétés mécaniques, offrant une meilleure résistance à la corrosion. Actuellement, les études portent sur la tenue des câbles d'ancrage synthétiques (polyester, polyéthylène), la résistance à la fatigue d'aciers à hautes propriétés mécaniques (900 MPa) sous protection cathodique, le vieillissement des matériaux d'isolation thermique des pipelines. Ces études permettent de fixer les conditions d'utilisation (données pour la conception).

- Ifremer contribue aussi au développement des techniques sous-marines pour le contrôle, la commande et l'inspection d'installation sous-marine. Cela fera appel pour une grande part à l'acoustique sous-marine et aux engins de type ROV et AUV.

Protection de l'environnement

La protection de l'environnement est essentielle. Des réglementations doivent être suivies fixant les taux de rejets en mer et dans l'atmosphère selon les zones considérées. Les activités d'exploration (sismique) peuvent avoir un effet sur des mammifères marins. Après abandon, les sites de production doivent être rendus sans risques pour l'environnement. De nombreuses études sont conduites par différentes instances internationales, des autorités gouvernementales, des compagnies privées.

L'Ifremer participe à cet effort par des avis aux autorités nationales. Des études sont aussi conduites avec des opérateurs pétroliers. Un important projet consiste à étudier en Afrique de l'Ouest les communautés d'organismes marins vivants sur le fond et dans les sédiments superficiels (projet Biozaïre). Des études d'écotoxicité sont aussi entreprises pour connaître l'impact sur l'environnement des débris de forage. Ces études permettent d'élaborer des méthodes pour un suivi de l'impact potentiel de la production pétrolière sur le milieu.

(*) ROV : Remotely Operated Vehicle et AUV : Autonomous Underwater Vehicle