Réservoirs de gaz naturel liquéfié

Après un premier chantier de la filiale Terre Armée au Qatar en 1982, Campenon Bernard SGE (futur VINCI) a marqué le retour du Groupe dans ce pays avec l'attribution le 17 octobre 1995 de la réalisation en conception-construction de 3 réservoirs de 140 000 m3 pour le stockage de gaz naturel liquéfié. Ces réservoirs sont constitués d’une enceinte en béton armé et précontraint protégeant de l’environnement extérieur une cuve autoportante en acier au nickel où est stocké le GNL. L’enceinte en béton est dimensionnée pour pouvoir contenir le gaz liquéfié en cas de fuite accidentelle de la cuve intérieure. Chaque enceinte est constituée d’un radier en béton armé porté par des pieux fondés au niveau du rocher et supportant une jupe circulaire en béton précontraint. Un dôme sphérique en béton armé ferme cette enceinte.

CONTEXTE

À 80 kilomètres de la capitale qatarienne se situe l’un des plus importants gisement de gaz du monde : le gisement de North Field. Découvert par Shell dans les années 1970, les premières réalisations ont été orientées vers les besoins du pays. Par la suite, le Qatar a négocié des contrats de longue durée avec des pays consommateurs. 2 sociétés contrôlées par l’Etat Qatari ont été créées à cet effet et développent aujourd’hui leurs propres installations sur le même site de Ras Laffan situé à 80 kilomètres au nord de Doha, la capitale. Le Qatar est devenu en décembre 2010 le premier exportateur au monde de gaz naturel liquéfié avec 77 millions de tonnes produites chaque année.

TECHNIQUE

Les enceintes sont constituées de 409 pieux en béton armé de 1 mètre de diamètre et de 10 mètres de long qui vont chercher le rocher sain à 7 mètres de profondeur, au-delà du remblai gagné sur la mer. Sur ces pieux est encastrée une dalle en béton armé qui porte la cuve intérieure en métal. Afin d’éviter le gel au sol et la formation des poches de glace qui risqueraient d’endommager la structure des réservoirs, le radier est isolé de cette cuve par une double couche de verre expansé et un anneau de béton de perlite servant de support à la jupe de la cuve interne. Ce radier supporte une jupe en béton précontraint, dont la face interne est revêtue d’un chemisage en acier au carbone qui assure l’étanchéité vis-à-vis des vapeurs de méthane.
L’inter-espace de 1 mètre entre l’enceinte et la cuve métallique est rempli de perlite, un matériau d’isolation thermique. Les 5 mètres inférieurs de la jupe et le réservoir sont protégés par une seconde barrière isolante permettant, en cas de fuite du réservoir intérieur, d’empêcher que le GNL n’entre en contact avec l’encastrement du voile dans le radier. Les aciers installés le long de la face interne de la jupe dans les parties en contact avec le GNL sont des acier cryogéniques enrichis en nickel de manière à ce qu’ils conservent leur propriétés de ductilité même en cas de fuite du GNL et de chute brutale de leur température.
L’enveloppe est conçue pour assurer l’étanchéité du réservoir et résister aux effets d’une surpression ou d’une dépression intérieure. Ces réservoirs sont situés en bord de mer dans un atmosphère chaude, humide et saline et sont donc exposés à un environnement particulièrement agressif. Afin de garantir leur pérennité dans un tel environnement, le béton contient de la fumée de silice destinée à réduire sa porosité. Les pieux de fondation, qui sont situées en partie sous la nappe, sont protégés contre la corrosion par un système de protection cathodique. Un film plastique a été installé sous le radier pour protèger le réservoir des remontées d’eau salée. Enfin les murs et le toit ont été recouverts d’une peinture acrylique destinée à les protéger de l’humidité ambiante.

Les calculs et le choix des matériaux ont pris en compte les événements accidentels qui pourraient se produire. Ainsi l’enveloppe extérieure est conçue pour résister à un incendie extérieur pendant 5 heures, à l’impact d’un objet de 110 kg ayant une vitesse de 160 km/h, à un séisme, à un vent soufflant en rafale à 150 km/h ainsi qu’à une fuite du réservoir intérieur.

IMPACT

Avec environ 15 % des réserves mondiales, le Qatar constitue le troisième gisement de gaz naturel au monde après la Russie et l’Iran. Les investissements énormes faits très tôt par le Qatar dans le secteur du gaz naturel ainsi que la position géographique très favorable sur les routes de navigation du Golfe ont permis au Qatar de devenir en 2010 le plus grand fournisseur de gaz naturel au monde.
Ainsi, aujourd’hui le site de Ras Laffan produit 77 millions de tonnes de GNL par an, soit plus de 300 000 barils par jour, et par conséquent dépasse de plus de 2 fois le 2ème producteur mondial (l’Indonésie). Le site est aujourd’hui la plus grande usine de liquéfaction de gaz du monde, produisant ¼ des besoins mondiaux de GNL qui est exporté principalement aux États-Unis, mais aussi en Asie et en Europe.

Experts du projet

Maître d’ouvrage
Ras Laffan Liquefied Natural Gas Company Limited

Maître d’œuvre
Jgc Corporation / The M.W. Kellog Company Joint Venture (Epc Contractor)

Chiffres clés

Dates d’exécution
octobre 1995 à mars 2000

Béton
39 707 m3

Coffrage
60 214 m2

Armatures
4 659   t