Quels sont les gaz les mieux détectés par la technologie infrarouge et pourquoi ?

Les fuites de gaz sur des installations industrielles représentent des dangers permanents à différents niveaux : pour l’environnement qu’elles sont susceptibles de polluer, pour les risques sanitaires et sécuritaires qu’elles font courir aux personnes en contact plus ou moins proches mais également pour l’économie car elles représentent des pertes financières potentiellement importantes pour leurs exploitations.

C’est pourquoi, la détection de ces fuites de gaz est en enjeu de taille, que l’imagerie infrarouge des gaz (Optical Gas Imaging ou OGI) considère et auquel elle répond grâce à ses caractéristiques et performances spécifiques. Et ces performances sont justement particulièrement remarquables dans la détection de certains gaz dangereux.

Nous vous détaillons ici comment l’OGI détecte ces gaz, quels sont ces gaz dangereux et pour quelles applications cette détection est-elle la plus utile.

Comment fonctionne l’OGI ?

L’OGI, l’imagerie optique des gaz, fonctionne en exploitant la nature « absorbante » du rayonnement dans l’infrarouge de certains gaz pour les visualiser dans leur environnement, grâce aux changements d’intensité lumineuse générés. Pour cela, les systèmes optiques intégrant de l’infrarouge doivent être ajustés sur des plages spectrales très étroites. Ils sont donc très sélectifs et doivent être très sensibles.

Seuls les gaz absorbants dans la région infrarouge configurée sur la caméra (et principalement par le détecteur)  pourront être détectés.

Il est également indispensable que le nuage de gaz présente un contraste radiant avec l’arrière-plan de la scène. Enfin, la température apparente du nuage doit être différente de celle de l’arrière-plan.

C’est à ces conditions que la localisation de la fuite se fait visuellement, en temps réel et à distance de la fuite.

Les 3 gaz les mieux identifié par l’OGI

• Le méthane (CH4)

Les principales émissions de méthane proviennent des sources suivantes : l’agriculture, les mines de charbon, les sites d’enfouissement, les eaux usées et les installations pétrolières et gazières. D’ailleurs, la réduction des émissions de méthane lors de la production de pétrole et de gaz est une des politiques climatiques prioritaires.

Le méthane représente le deuxième gaz à effet de serre d’influence humaine sur les évolutions climatiques, après le dioxyde de carbone (CO2). C’est pourquoi sa détection et la réduction de ces émissions constitue un véritable enjeu écologique, surtout lorsque l’on sait que son pouvoir de réchauffement est 84 fois plus important que celui du CO2 20 ans après. Ainsi, la réduction des émissions de CH4 peut avoir un effet rapide et efficace sur le réchauffement climatique et est donc prise très au sérieux par les agences gouvernementales. Il y a d’ailleurs un sommet européen organisé le 27 mars prochain à Amsterdam, sur la réduction du méthane. (https://www.oilandgasiq.com/events-methane-mitigation-europe)

• L’hexafluorure de soufre (SF6)

Ce gaz est principalement utilisé pour son pouvoir de coupure (100 fois plus rapide que l'air) dans les installations de distribution d'énergie électrique. Il sert d’isolant dans les coupe-circuits à moyenne et haute tension depuis des décennies. Il permet la construction de systèmes plus compacts et économiques, combinée à la capacité de commutation plus haute et à la sécurité de l'installation. Pour avoir un ordre de grandeur : 80 % du SF6 produit dans le monde est utilisé dans les disjoncteurs à haute tension et dans les postes électriques sous enveloppe métallique.

Mais l’hexafluorure de soufre (SF6) est aussi un gaz à effet de serre dont la durée de vie dans l’atmosphère est estimée à 3.200 ans (contre 100 ans pour le CO2). Son potentiel de réchauffement global (PRG) est 22 800 fois supérieur à celui du CO2. Il fait partie de la famille des gaz halogènes, positionnés 4ème dans les sources de réchauffement climatique.

Il s’agit donc d’un gaz très nocif pour l’environnement pour lequel la recherche de fuite et la réduction d’émissions est cruciale.

• Les gaz réfrigérants

Les gaz frigorigènes sont utilisés dans les systèmes de réfrigération industrielle pour la production, le stockage et la vente au détail des aliments. Ils sont également très présents dans les industries chimiques, pharmaceutiques et automobiles ainsi que dans les systèmes de climatisation et pompes à chaleur.

Ils représentent un enjeu majeur dans la lutte contre l’appauvrissement de la couche d’ozone et le réchauffement climatique en raison de leur impact environnemental.

La technologie infrarouge est aujourd’hui une des méthodes les plus adaptées pour détecter les fuites de gaz réfrigérants.

Pour quel marché cette détection est-elle la plus utile ?

L’OGI est aujourd’hui particulièrement pertinente pour le secteur du contrôle de processus industriels des industries comme la chimie, la pharmacie, la biotechnologie, l’énergie, le pétrole et le gaz.

En effet, sur le plan sanitaire, des règlementations sur la prévention du risque d’exposition aux substances dangereuses imposent des contrôles des valeurs d’exposition (VLEP, VLCT) et la mise en œuvre de plans d’actions et de solutions de ventilation, de traitement et de contrôle d’air. Cette dernière partie pouvant être assurée par les performances de l’OGI.

Sur le plan environnemental, en application des classifications ICPE ou d’arrêtés préfectoraux spécifiques à certaines zones ou certaines activités (industries de la pétrochimie, chimique, pharmaceutique, etc), les rejets atmosphériques sont réglementés. La mesure régulière des émissions est alors obligatoire.
Enfin, du point de vue de la productivité, celle-ci peut aussi être impactée par la qualité de l’air et la présence de gaz dangereux.

L’imagerie thermique représente une technologie prometteuse dans la recherche de gaz, notamment par sa capacité à détecter de nombreux gaz particulièrement dangereux pour l’homme et nocifs pour l’environnement, comme ceux évoqués ci-dessus, mais également comme le monoxyde de carbone (CO) et le dioxyde de carbone (CO2).

Pour en savoir plus sur le déploiement de la technologie infrarouge dans la détection de gaz dangereux, téléchargez gratuitement le modèle PESTEL du marché de l’OGI, qui présente, de façon synthétique, les facteurs macro-environnementaux qui peuvent influencer ce développement.