Que sont les navires-citernes à gaz

Les méthaniers sont des navires spécialisés conçus pour transporter des substances gazeuses. Cependant, contrairement à son nom, le contenu d'un navire méthanier est transporté sous forme liquéfiée.

Ainsi, les navires-citernes à gaz sont tous les navires conçus et construits pour arrimer, stocker et transporter du pétrole gazeux ou des substances chimiques sous forme liquéfiée d'un endroit à un autre.

Du point de vue du transport de carburant, les transporteurs de gaz occupent un enjeu tout aussi important au même titre que les pétroliers réputés transporter des substances à base de pétrole sous forme liquide.

Alors, qu'est-ce qui les différencie des pétroliers conventionnels ?

Le contenu du pétrolier sont des substances qui sont à l'origine sous forme liquéfiée comme le pétrole brut, l'essence, le diesel, les huiles végétales, le kérosène, etc. D'autre part, les transporteurs de gaz transportent des substances à l'origine à l'état gazeux mais sont transportées sous forme moyens particuliers. Nous verrons plus loin ces moyens spéciaux.

Les pétroliers sont de différents types en fonction de la taille, du type et du type de contenu qu'ils transportent. Sur la base du contenu qu'ils transportent, les pétroliers sont généralement désignés comme transporteurs de pétrole brut et de pétrole raffiné.

Alors que les pétroliers transportent des substances pétrolières sous forme brute, non raffinée ou extraite naturellement, les transporteurs de pétrole raffiné transportent principalement des produits pétroliers raffinés ou transformés pour des utilisations prêtes comme l'essence ou le diesel. B

En fonction de la taille des navires, les pétroliers sont classés en différents types, tels que les pétroliers de petite taille, les très grands transporteurs de pétrole brut (VLCC), les très grands transporteurs de pétrole brut (ULCC), etc.

Cependant, pour mieux comprendre la conception et la construction des méthaniers, il est indispensable de mieux connaître les types de contenus qu'ils transportent et la nature de leur chimie au préalable.

Table des matières

Les gaz liquéfiés sont des substances qui existent sous forme de gaz dans des conditions ambiantes ou atmosphériques mais, dans des conditions contrôlées ou spécialement conçues, peuvent être converties en gaz. Ils sont riches en hydrocarbures et ont un pouvoir calorifique élevé, indispensable pour qualifier une substance de carburant. Bien que nous n'entrions pas beaucoup dans la chimie extensive des gaz liquéfiés, il est impératif de connaître la pression de vapeur.

La pression de vapeur est la pression d'équilibre exercée par une substance sous sa forme gazeuse au-dessus de son liquide dans un système fermé à une température donnée. De manière équivalente, c'est aussi la mesure de la tendance d'une substance liquide à s'évaporer sous forme gazeuse et est directement proportionnelle à la température.

La température à laquelle la pression de vapeur d'une substance devient égale à la pression atmosphérique s'appelle le point d'ébullition d'une substance. Par exemple, dans un récipient fermé à moitié rempli d'eau à température ambiante, la pression de vapeur d'eau est la pression exercée par les vapeurs d'eau dans l'espace supérieur sur la surface liquide inférieure. Lorsque la température augmente, cette pression de vapeur augmente proportionnellement. À 100 degrés centigrades, l'eau commence à se transformer en vapeurs d'eau ; c'est donc le point d'ébullition de l'eau.

À ce stade, la pression de vapeur de l'eau devient égale à la pression atmosphérique. Ainsi, simplement, il se peut qu'une substance gazeuse n'existe sous forme liquide qu'en dessous d'une certaine température et pression de vapeur. Conformément aux réglementations de l'OMI (Organisation maritime internationale), les substances qualifiées de gaz liquéfiés doivent avoir une pression de vapeur supérieure à un minimum de 2,8 bars à une température de 37,8 degrés centigrades à toutes fins pratiques.

Ainsi, ce n'est que dans ces situations que la substance donnée peut exister à l'origine sous forme gazeuse et nécessiter des moyens spéciaux pour la maintenir sous forme liquide. Sinon, il passera lui-même pour une substance liquide ! Par exemple, la pression de vapeur du propane est d'environ 13 bars, alors que celle de l'ammoniac est d'environ 14,7 bars. Ainsi, ils ont tendance à exister sous forme gazeuse et ne nécessitent que des moyens spéciaux pour être stockés sous forme liquide d'un volume fini.

Le GNL, ou Gaz Naturel Liquéfié, est une substance gazeuse principale qui occupe une part importante de l'économie de carburant. Le GNL est un gaz universel utilisé à de nombreuses fins, du domestique à l'industriel en passant par le commercial. Il est principalement exploité dans les réserves souterraines, les champs pétrolifères et parfois sous les fonds marins.

Ainsi, avant le transport par mer, il doit être liquéfié, et cela se fait par divers moyens tels que le processus en cascade ou le processus de réfrigérant, dont nous n'abordons pas les détails ici. Le contenu principal des méthaniers est le méthane, qui peut varier de 70 à près de 99 %. Selon les rapports, les transporteurs de GNL transportent près de 80 millions de tonnes de fret chaque année, en augmentation en raison de la demande mondiale croissante. Il y a plus de 200 méthaniers enregistrés à ce jour.

Ils constituent la majorité de la flotte de navires méthaniers. Plus de 800 navires sont actuellement immatriculés comme transporteurs de GPL ou de Gaz de Pétrole Liquéfié. Il s'agit principalement du propane, du butane, du butadiène, du propylène et de l'ammoniac anhydre. Près de 45 millions de tonnes de gaz GPL sont transportées par voie maritime chaque année.

Ces navires transportent des gaz liquides comme le méthane, l'éthane, le GPL, l'essence et le pétrole brut.

Il s'agit principalement d'ammoniac, d'éthylène et de chlorure de vinyle.

Ammoniac: Il s'agit d'un composant agricole majeur et est principalement utilisé comme engrais. Il est également souvent utilisé comme réfrigérant pour la production d'explosifs et à d'autres fins industrielles.

Éthylène: L'éthylène a de nombreuses utilisations, principalement dans l'industrie synthétique pour la production de produits en plastique, d'alcool éthylique et de produits antigel. Selon les rapports, environ 3 millions de tonnes sont transportées chaque année par voie maritime.

Propylène : Comme l'éthylène, il est également largement utilisé dans l'industrie du plastique et pour la consommation industrielle. Environ 1,5 million de tonnes de propylène occupent le secteur du transport maritime lié à un transport de gaz liquéfié.

Chlorure de vinyle : Il s'agit d'une race chlorée de gaz liquéfié largement utilisé pour produire des thermoplastiques, principalement du PVC, un marché mondial massif pour tous les secteurs. Ils ont une densité plus élevée que les autres types de gaz liquéfiés. Environ 2 millions de tonnes sont transportées par voie maritime.

La plupart des produits liquéfiés à bord des méthaniers présentent divers degrés de danger. Ainsi, en fonction de l'aléa, les codes de conception des navires méthaniers les classent comme suit :

Tapez 1G : Ils sont désignés pour transporter le type de fret le plus dangereux. Le GNL et le GPL entrent principalement dans cette catégorie.

Type 2G et Type 2PG : Ils présentent un moindre degré de danger que le type précédent. La plupart des transporteurs de produits chimiques entrent dans cette catégorie.

Tapez 3Gest réputé transporter la moins dangereuse de toutes les substances gazeuses liquéfiées.

Il s'agit du mode de classification le plus important, et une discussion à ce sujet donne un aperçu détaillé de l'aperçu de la conception des navires-citernes à gaz. La capacité de charge des navires-citernes à gaz en termes de volume varie de 500 à 100 000 mètres cubes selon le navire. Les méthaniers modernes peuvent mesurer jusqu'à 150 000 mètres cubes. Les plus grands navires sont utilisés pour le transport de GNL et de GPL en vrac.

Le GNL et le GPL comprennent plus de 1000 navires dans la flotte mondiale. L'essentiel de la conception des navires-citernes à gaz, étant des transporteurs dangereux, est de loger leur contenu dans de grands réservoirs centraux fermés. Ceci est conforme à la conception des pétroliers modernes, qui stockent également la cargaison dans leurs réservoirs centraux et ont les réservoirs latéraux et les réservoirs inférieurs de la structure de la coque pour l'eau de ballast et d'autres services publics.

Cependant, contrairement aux pétroliers traditionnels, les navires transporteurs de gaz ont un système complexe pour maintenir la cargaison aux pressions souhaitées. Ils restent à l'état liquide et sont à l'abri de tous les modes d'interférence de l'air ambiant. En termes plus simples, ils doivent être étroitement enfermés et maintenus dans des conditions appropriées au plus haut niveau. De plus, ils ne disposent d'aucun type de système de ventilation ou de ventilation à aucun endroit pour éviter l'inflammabilité et d'autres dangers.

C'est exactement le contraire de celui des pétroliers, où il doit nécessairement y avoir des systèmes de ventilation appropriés pour permettre aux vapeurs d'huile piégées de s'échapper et ainsi empêcher l'inflammabilité due à la pression inerte de plus en plus élevée des vapeurs à l'intérieur de leurs enceintes.

Tous les navires-citernes de gaz sont conçus et construits sur la base de l'ensemble de règles de l'Organisation maritime internationale appelés les codes de gaz de l'OMI, qui prennent en compte tous les aspects du danger, de la sécurité et du stockage approprié de la cargaison.

Ils transportent principalement du GPL, la première cargaison de gaz liquéfié transportée par voie maritime. Dans un environnement entièrement pressurisé et à basse température maintenue à un niveau constant spécifique, la cargaison reste sous forme liquide sans risque de s'évaporer en gaz en raison des fluctuations. Ils ont généralement des récipients sous pression sphériques ou cylindriques ou des dômes d'une certaine capacité qui sont des réservoirs pour stocker la cargaison. En règle générale, la capacité de chaque réservoir reste dans la plage de 5 000 à 6 000 mètres cubes, mais certaines conceptions modernes ont également des tailles plus grandes allant jusqu'à 10 000 mètres cubes.

Ces types de navires se sont développés après l'avènement des navires entièrement pressurisés pour surmonter la limitation des coûts élevés et la disponibilité de matériaux appropriés pour maintenir les températures idéales pour les gaz liquéfiés. Ces navires ont des usines de reliquification et d'autres systèmes d'isolation et n'ont donc pas d'exigences strictes pour être continuellement pressurisés dans un certain état. Ainsi, si le liquide se transforme en gaz, les systèmes de re-liquéfaction peuvent remettre le contenu sous forme liquide. De plus, les systèmes d'isolation aident à maintenir les températures à des niveaux bas. Du point de vue de la construction, ils sont similaires aux navires entièrement pressurisés et ont généralement des capacités de réservoir de l'ordre de 5 000 à 20 000 mètres cubes.

Après l'avancement de la technologie de réfrigération vers la seconde moitié du 20e siècle, les navires entièrement réfrigérés ont gagné en popularité. Ils disposent de technologies très avancées pour maintenir la température des réservoirs à des niveaux ultra-bas, permettant le transport d'autres types de gaz liquéfiés, dont le GNL et le GPL, en vrac. Les navires frigorifiques sont caractérisés par des citernes qui augmentent la capacité de charge des cargaisons liquides, et les conceptions modernes ont une capacité de charge allant jusqu'à 100 000 à 150 000 mètres cubes. Ils utilisent également des technologies d'isolation de pointe.

Bien que la construction des citernes varie fortement en fonction du navire et du type de cargaison à transporter, la conception de base des citernes à gaz liquéfié comprend l'espace interne pour la cargaison, les isolations et les parois membranaires, les espaces marginaux à l'extérieur des limites de la citerne et les supports structurels associés. qui sont à leur tour reliés à la structure principale de la coque.

Ils ressemblent en apparence aux pétroliers traditionnels et même, dans une certaine mesure, aux vraquiers. Les parois entières du réservoir sont constituées de surfaces planes sans aucune courbure. Ce sont essentiellement les réservoirs prismatiques caractéristiques des transporteurs entièrement réfrigérés. Le bord extérieur des parois est en outre isolé par des matériaux appropriés, et l'espace ou les réservoirs entre le ou les réservoirs et l'enveloppe extérieure sont souvent utilisés à des fins de ballast.

Ceux-ci sont généralement sphériques ou en forme de dôme et sont principalement utilisés pour le transport du GNL.

Ces réservoirs sont de type entièrement pressurisé ou semi-pressurisé. Ils sont généralement sphériques ou cylindriques. Ils sont capables de transporter des gaz liquéfiés à très basse température selon les besoins.

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Subhodeep est diplômé en architecture navale et en génie océanique. Intéressé par les subtilités des structures marines et les aspects de conception axée sur les objectifs, il se consacre au partage et à la propagation des connaissances techniques communes au sein de ce secteur qui, en ce moment même, nécessite un revirement pour retrouver son ancienne gloire.