Transporter l’énergie en toute sécurité

Nom:PipeWay Engenharia
Pays / Territoire:Brésil
Droit(s) de P.I.:Brevets, Secrets commerciaux
Date de publication:31 juillet 2014
Dernière mise à jour:3 octobre 2014

PipeWay Engenharia, Brésil

Où que vous soyez, il est fort probable que les installations qui apportent ce qui est essentiel à votre quotidien se trouvent sous vos pieds et fonctionnent constamment sans que vous ne vous en rendiez compte. Le monde souterrain abrite les conduites d’eau, les canalisations d’égouts, les câbles téléphoniques, les lignes électriques et les câbles Internet qui permettent à de nombreuses collectivités de fonctionner sans heurts et qui jouent un rôle important dans le développement économique.

Pour que ces installations soient opérationnelles, il est nécessaire de les alimenter en énergie dont une grande partie vient sous forme de pétrole brut, de produits pétroliers, de gaz naturel, de propane et d’autres matières premières. Les pipelines sont un moyen efficace et d’un bon rapport coût efficacité pour transporter ces matières à travers les champs, les montagnes, les déserts, les océans et les frontières internationales.

Les pipelines font partie intégrante des sociétés et des économies du monde, qu’ils soient enterrés ou construits au dessus du niveau du sol, ou encore qu’ils soient immergés ou à la surface des océans, des mers ou des lacs (Photo: Flickr/73364851@N03).

La longueur de tous les pipelines existant au monde est estimée à près de 4 millions de kilomètres (km); et la demande dans ce domaine augmente parallèlement à la progression du développement économique. Plus de 24 000 km de nouveaux pipelines ont été posés en 2013 et plus de 145 000 km supplémentaires devraient s’y ajouter d’ici 2018. Dans ce contexte, veiller à la sûreté des pipelines est d’une importance capitale.

À l’échelle mondiale, on compte moins de 50 organismes étant en mesure de procéder à des inspections et à des activités d’entretien en vue de prévenir les fuites et la corrosion, et de garantir la sûreté des canalisations. L’un de ces organismes est PipeWay Engenharia (PipeWay), une PME de la République fédérative du Brésil qui fabrique le matériel utilisé pour l’inspection et l’entretien des pipelines.

Partenariats

PipeWay est née d’un partenariat mis en place en 1986 par le Centro de Pesquisas Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES), le centre de recherche de Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras), le plus gros groupe énergétique international d’Amérique du Sud, et le Centro de Estudos em Telecomunicações (CETUC) de l’Université pontificale catholique de Rio de Janeiro (PUC Rio).

Après avoir conçu des technologies d’inspection interne des pipelines, le CENPES a sollicité le CETUC en vue de conclure un partenariat et d’élaborer, à partir de la technologie mise au point par le CENPES, un nouveau dispositif qui permettrait d’améliorer le nettoyage, l’inspection et l’entretien des dizaines de milliers de kilomètres de pipelines qui s’étendaient à travers le Brésil. Cette démarche était notamment motivée par le fait que l’équipement utilisé à cette époque pouvait exclure certaines zones des tubes au cours de l’inspection et du nettoyage, réduisant ainsi l’efficacité des opérations et provoquant des risques potentiels en matière de sécurité.

Obtenant un petit bureau au sein de la pépinière d’entreprises (Genesis Technology Incubator) de la PUC Rio, les ingénieurs du CENPES et du CETUC ont conclu un partenariat en vue de concevoir une nouvelle technologie qui permettrait d’inspecter, de nettoyer et de réparer les pipelines grâce à des capteurs et des dispositifs électromagnétiques.

Recherche développement

Lorsqu’un tronçon de pipeline doit être réparé, inspecté ou entretenu, on recourt à des outils appelés racleurs. Utilisés depuis plus d’un siècle, les racleurs, qui portent bien leur nom, se divisent principalement en deux catégories : les racleurs de nettoyage et les racleurs d’inspection interne. Les racleurs de nettoyage nettoient, isolent ou retirent l’eau d’un pipe line, tandis que les racleurs d’inspection interne permettent d’obtenir des informations sur l’état des tubes ainsi que sur les dimensions et la position des dégradations éventuelles. Depuis la mise en service de ces outils, le “raclage” désigne la méthode consistant à les introduire dans les canalisations et les “racleurs” ou “produits de raclage” renvoient aux outils eux mêmes et à tout l’équipement supplémentaire requis.

Un exemple de racleur de nettoyage utilisé à l’intérieur des pipelines (Photo : Flickr/auvet).

L’une des méthodes d’inspection interne les plus fréquemment utilisées est le procédé à fuite de flux magnétique (MFL), qui se fonde sur l’utilisation de puissants aimants pour générer un flux magnétique dans la paroi des tubes. Des capteurs placés sur le racleur détectent les défauts dans les parois (corrosion, pertes de métal) grâce à des “fuites” de flux magnétique. Par exemple, si la paroi d’un tronçon de pipeline présente des enfoncements dus à la corrosion, le flux magnétique va s’échapper ou “fuir” de cette paroi. Les données concernant la fuite sont envoyées à un appareil situé à l’extérieur qui mesure la position exacte de la dégradation.

Malgré son efficacité, le procédé MFL a des limites qui ne lui permettent pas de détecter toutes les zones suspectes et de déterminer les dimensions exactes de ces zones en raison des différences de caractéristiques des pipelines et de l’épaisseur des parois. Parfois, les outils MFL sont donc incapables d’établir une carte précise de la paroi des tubes..

Dans de tels cas, il est possible que les zones problématiques de la paroi échappent à la détection, ce qui peut entraîner des dommages environnementaux causés par des fuites de matière. En outre, si les outils MFL donnent une analyse inexacte de la paroi des tubes, davantage de temps et des équipements supplémentaires, voire un arrêt du pipeline, seront nécessaires pour obtenir les données appropriées. En conséquence, l’entreprise exploitant le pipeline serait exposée à des coûts supplémentaires et les répercussions pourraient toucher le consommateur final par le biais de retards de livraison et de réductions de la quantité des matières livrées telles que l’essence ou le gaz naturel. Afin d’éviter de tels problèmes, le CENPES et le CETUC se sont consacrés à la recherche et au développement de nouveaux racleurs qui seraient efficaces et d’un bon rapport coût efficacité.

Les deux organismes ont précédemment connu une réussite en matière de recherche développement avec une invention qui a été brevetée et qui a été suivie par d’autres innovations : un nouvel accessoire pouvant être fixé sur un outil MFL ou utilisé en complément de celui ci. Appelé Porcupine en raison de son apparence qui rappelle un porc épic, il compense toutes les limites que peut présenter un outil MFL classique. Cette invention a été suivie par la mise au point d’un procédé MFL encore plus performant, reposant sur l’utilisation d’aimants en terres rares (Néodyme Fer Bore) pour générer le flux magnétique. Ce sont les aimants les plus puissants dont peut être équipé un outil MFL. Celui ci offre ainsi une grande précision lorsqu’il s’agit de mesurer l’épaisseur de la paroi des tubes et la dimension des fissures.

Néanmoins, il existe de nombreux pipelines dans lesquels il est impossible d’introduire des racleurs; c’est notamment le cas de ceux utilisés pour les usines chimiques, certaines raffineries et le long des quais. Ces pipelines ne pouvant pas être inspectés de l’intérieur, le risque de fuites est accru. Pour faire face à ce problème, PipeWay a développé un outil d’inspection externe s’appuyant sur la technologie MFL. Appelé racleur de contrôle de géométrie, il offre une solution d’un bon rapport coût efficacité pour situer avec précision les défauts se trouvant à l’intérieur des tubes ou à mi paroi, qui peuvent être détectés par des outils d’inspection interne, mais sans qu’il soit nécessaire d’enlever des tronçons de la canalisation. Une invention similaire est le racleur Caliper qui circule à l’intérieur des canalisations pour effectuer un contrôle de géométrie, localiser les déformations et évaluer l’état général des parois.

Invention

Le Porcupine était la première invention majeure issue du partenariat entre le CENPES et le CETUC, et sa conception a été suivie par la création de PipeWay en tant qu’entreprise en 1998. Des capteurs de déplacement magnétiques sont utilisés pour mesurer la distance entre le centre de cet outil et la paroi des tubes, ce qui permet d’enregistrer avec précision les données relatives aussi bien aux pertes de métal dans la paroi qu’aux dépôts, notamment de paraffine dure, s’accumulant à l’intérieur des tubes. Les capteurs qui partent du centre de l’outil et rappellent les épines d’un porc épic sont calibrés individuellement et ont un niveau de sensibilité très élevé, pouvant détecter la moindre altération de la paroi des tubes. En outre, le Porcupine fait appel à des algorithmes sophistiqués pour capter toutes les variations de l’épaisseur de la paroi, ce qui constitue une méthode à haute définition pour la détection des défauts et la mesure des altérations mineures et majeures. De plus, l’outil offre le même niveau de sensibilité aussi bien en milieu gazeux qu’en milieu aqueux et il est compatible avec les outils MFL fabriqués aussi bien par PipeWay que par d’autres entreprises.

Les inventions de PipeWay contribuent à réduire au minimum le risque de fissuration et d’autres dégradations sur des pipelines d’une importance majeure (Photo : Flickr/grand_canyon_nps).

Brevets

Conscients de l’importance de leur invention, les chercheurs du CENPES et du CETUC, dirigés par M. Jose Augusto Pereira da Silva, avaient décidé qu’il était essentiel de se servir du système de propriété intellectuelle pour l’utilisation future de leur technologie. Peu après la mise au point de Porcupine, les chercheurs l’ont breveté auprès de l’Institut national de la propriété intellectuelle rattaché au Ministère du développement, de l’industrie et du commerce extérieur du Brésil. Le brevet a permis au CENPES et au CETUC de céder leur technologie sous licence à PipeWay en vue de sa commercialisation et de la conception de nouveaux produits et services. Soucieuse de son expansion internationale, l’entreprise a également déposé des demandes de brevet dans d’autres pays, notamment aux États Unis d’Amérique. Une fois les brevets obtenus, PipeWay a pu protéger sa technologie et ses stratégies commerciales en vue d’une croissance aux niveaux national et international.

Transfert de technologie et secrets d’affaires

Après la création de PipeWay, le transfert de technologie a permis à la PME de se développer rapidement et de devenir un chef de file dans le domaine de l’approvisionnement en équipements et services de raclage en Amérique latine. Petrobras, CENPES, CETUC et PUC Rio étaient les titulaires des brevets et des secrets d’affaires qui ont rendu possible l’innovation représentée par Porcupine. Afin de faciliter la commercialisation, Petrobras a transféré la technologie et les secrets d’affaires nécessaires à la production du racleur Caliper et de l’équipement de raclage MFL à l’équipe de recherche développement initiale du CENPES et du CETUC (puis à l’entreprise PipeWay après sa création), qui les a utilisés pour mettre au point l’outil Porcupine et la technologie d’inspection des pipelines. En retour, PipeWay paie des redevances à Petrobras et à PUC Rio pour l’utilisation des brevets de cette technologie, ce qui permet à la PME de poursuivre le développement et la commercialisation de ses produits.

Commercialisation

Avec plus de 20 000 km de pipelines à travers le pays, il existe au Brésil une forte demande d’équipement de raclage et de services connexes. Peu après sa création, PipeWay a commercialisé ses équipements au niveau national et a obtenu son premier contrat avec Petrobras en 1999, se chargeant d’utiliser ses produits d’inspection interne MFL et le Porcupine pour inspecter le gazoduc reliant les villes de Paulinia et de Porto Alegre. Ce premier contrat a été rempli avec succès et rapidement, l’existence d’une entreprise nationale offrant des services d’un meilleur rapport coût efficacité que ceux des entreprises internationales a été connue au Brésil. En 2014, PipeWay commercialisait quatre produits principaux : l’équipement d’inspection interne MFL, le Porcupine, les racleurs de contrôle de géométrie pour l’inspection externe et le Caliper, racleur de contrôle de géométrie pour l’inspection interne. Outre cet équipement principal, l’entreprise propose des accessoires qui sont nécessaires à l’inspection et au nettoyage des canalisations ou qui permettent d’améliorer les résultats de ces opérations.

PipeWay a également commercialisé le logiciel de gestion des données PipeScan qui va de pair avec ses produits et qui permet de collecter, de manipuler et d’interpréter les données. L’entreprise propose aussi à ses clients des rapports de données standards ou personnalisés qui montrent visuellement et avec précision toutes les anomalies trouvées dans les canalisations ayant fait l’objet d’une inspection. Dans un souci de diversification, l’entreprise offre des produits et des services supplémentaires. Elle produit, par exemple, des revêtements et des isolants pour pipelines. Le succès de la diversification en matière de produits a permis à l’entreprise d’être à l’écoute de ses clients et de mettre au point des produits et des services taillés sur mesure pour répondre à leurs besoins particuliers aussi bien au Brésil qu’à l’étranger.

Environnement

Les outils d’inspection interne MFL et le Porcupine présentent des avantages considérables sur le plan environnemental. Les pipelines, qui jouent un rôle important dans le développement économique et dans le quotidien d’une grande partie de la population mondiale, peuvent porter préjudice à l’environnement s’ils ne sont pas correctement entretenus. Une fuite qui passe inaperçue peut nuire aux écosystèmes fragiles tels que les forêts tropicales, les déserts, les rivières, les mers et les océans. Des fuites dans les canalisations traversant des zones peuplées peuvent également être nuisibles pour la santé si elles contaminent l’eau destinée à la consommation humaine ou les ressources alimentaires. En mettant au point et en commercialisant des équipements disponibles sur place et d’un bon rapport coût efficacité qui garantissent une inspection et une maintenance efficace des pipelines, PipeWay, par le biais de sa technologie, peut contribuer à rendre l’environnement plus sûr et plus propre pour tous ceux dont la survie en dépend.

Les inventions de PipeWay, telles que le racleur Porcupine, peuvent contribuer à protéger les écosystèmes fragiles, notamment les forêts tropicales (Photo : Flickr/ciat).

Résultats d’activité

Quelques années à peine après la mise au point de Porcupine et des autres équipements de raclage, PipeWay est devenue l’une des PME du Brésil les plus connues dans son secteur. Entre 1999 et 2007, l’entreprise a mobilisé ses produits et services pour effectuer 270 inspections sur plus de 15 000 km des pipelines. Grâce à un tel succès, l’entreprise est devenue le plus gros fournisseur d’équipements et de services de raclage dans la région et, en 2010, elle avait conquis le marché d’autres pays d’Amérique latine, notamment au Chili, en Argentine, au Mexique et en Uruguay, et d’Amérique du Nord, par exemple aux États Unis d’Amérique. En outre, les activités de l’entreprise ont été récompensées par un prix : en 2003, M. Pereira da Silva, PDG de PipeWay a reçu le Prix de l’Entrepreneur de l’Année décerné par Enrst & Young. Depuis sa création, l’entreprise a vu sa clientèle croître de 260% et emploie près de 100 personnes.

Favoriser l’innovation

Les pipelines qui acheminent l’énergie vers les collectivités, qu’elles soient grandes ou petites, ne se font pas remarquer et pourtant leur rôle est vital pour le développement économique et la prospérité. Parcourant océans, forêts, déserts et villes, ces ouvrages de transport doivent impérativement être entretenus pour le bien de notre planète et de son environnement, de sa flore, de sa faune et de ses habitants. En mettant au point et en commercialisant une invention unique en son genre par le biais du transfert de technologie et de la protection dans le cadre du système de la propriété intellectuelle, PipeWay est non seulement devenue une PME prospère, mais elle a également fait en sorte que les sociétés puissent se développer grâce à un accès stable à l’énergie et aux milliers de kilomètres de pipelines qui restent sûrs et discrets.