Le méthanier est un navire permettant le transport de gaz naturel sous forme de gaz naturel liquéfié (GNL, ou LNG en anglais pour Liquefied natural gas) entre deux ports équipés de terminaux méthaniers. Le gaz naturel liquéfié et son transport par méthanier occupent une place de plus en plus importante dans le transport du gaz naturel, face aux gazoducs, qui constituent l’autre moyen de transport du gaz naturel sur longue distance. En 2000, on comptait 300 méthaniers à travers le monde, pour une capacité moyenne de 165000 mètres cubes de gaz naturel liquéfié (GNL). Les plus grands méthaniers (desservant notamment le Qatar) atteignent une capacité de 215000 mètres cubes (Q-Flex) à 260000 mètres cubes (Q-Max).
Les avantages de la chaîne du gaz naturel liquéfié (GNL) et des méthaniers
La chaîne du gaz naturel liquéfié comprend la liquéfaction du gaz naturel dans le terminal méthanier d’un port, son transport par méthanier sous forme de gaz naturel liquéfié et sa regazéification au terminal méthanier d’arrivée. La chaîne du gaz naturel liquéfié représente aujourd’hui un peu moins de 10% des volumes de gaz transportés (principalement sur les route Moyen-Orient – Japon, Moyen-Orient – Europe, Moyen-Orient – Etats-Unis, Nigéria – Europe, Algérie – Europe et Indonésie – Japon). Plus les champs d’extraction de gaz naturel sont éloignés des lieux de consommation, et plus la chaîne du gaz naturel liquéfié gagne en compétitivité face aux gazoducs. Lorsqu’il s’agit de traverser un océan, la chaîne du gaz naturel liquéfié devient la seule solution pour transporter le gaz naturel.
Le principal avantage de la chaîne du gaz naturel liquéfié est la flexibilité de l’approvisionnement qui vient améliorer la sécurité énergétique du pays destinataire du gaz naturel. Par exemple, si des troubles politiques viennent stopper la production de gaz naturel d’un pays approvisionneur, le pays destinataire pourra toujours renforcer ses approvisionnements en gaz naturel via l’importation de gaz naturel liquéfié en provenance d’autres pays. Au contraire, avec un gazoduc, toute rupture dans la production de gaz naturel est susceptible d’entraîner l’arrêt de l’approvisionnement en gaz naturel du pays destinataire.
Le concept du transport du gaz naturel liquéfié par méthanier
Le gaz naturel se caractérise à pression et température ambiante par une masse volumique très faible. Autrement dit, le gaz naturel occupe trop d’espace dans des conditions normales pour pouvoir être transporté par bateau dans des conditions économiques satisfaisantes. Il faut donc augmenter la masse volumique du gaz naturel (augmenter la quantité de gaz pour un volume donné) pour transporter le gaz naturel par méthanier.
La chaîne du gaz naturel liquéfié augmente la masse volumique du gaz naturel en faisant baisser sa température à -162°C. Les méthaniers sont équipés de citernes spécialement équipées d’isolants thermiques permettant le maintien du gaz naturel à cette température. Toutefois, l’isolation est insuffisante pour empêcher qu’une part du volume de gaz naturel ne se réchauffe et s’évapore lors du trajet. On estime que le méthanier perd ainsi 0,15% du volume de gaz transporté chaque jour, en raison de cette évaporation.
Les méthaniers sont différemment équipés pour tirer profit de cette évaporation du gaz naturel. Certains méthaniers sont capables d’utiliser la combustion du gaz évaporé pour la propulsion du navire. D’autres méthaniers récents peuvent reliquéfier le gaz naturel évaporé, et réduisent ainsi les pertes sur le trajet. Les méthaniers les moins aboutis laissent s’échapper le gaz naturel évaporé dans l’atmosphère.
Les caractéristiques des méthaniers
La faible densité du méthane (442 kilogramme par mètre cubes) explique que, pour un même tonnage, un méthanier soit équipé de cuves nettement plus volumineuses qu’un pétrolier. Le méthanier est ainsi typiquement équipé de quatre à cinq cuves et ses dimensions peuvent être gigantesques. GDF Suez s’est vu livrer en 2006 le plus grand méthanier du monde, le Provalys, dont les dimensions sont impressionnantes : 290 mètres de longueur, 43 mètres de largeur et une capacité de transport de gaz de 154500 mètres cubes.
Un méthanier se déplace à une vitesse moyenne assez rapide de 19 nœuds, contre 13-14 nœuds pour les pétroliers traditionnels. La différence de vitesse s’explique par la légèreté du méthanier, qui profite de la faible densité du gaz naturel liquéfié (GNL).
Les méthaniers sont des navires sur lesquels il existe un risque important d’incendie. Si le gaz naturel liquéfié (GNL) s’échappe d’une coque et rencontre la moindre étincelle, un gigantesque incendie est susceptible de se produire, bien que le risque d’explosion soit inexistant. C’est pourquoi les méthaniers disposent d’une double coque, permettant de réduire le risque que le gaz naturel liquéfié (GNL) ne s’échappe de la cuve en cas d’accident du méthanier. Les cuves du méthanier sont également conçues pour limiter le risque d’accident en comprenant une barrière d’azote gazeux, permettant d’éviter toute réactive du gaz naturel liquéfié (GNL) avec l’oxygène de l’air.
De nombreux pays incluent une réglementation de sécurité spécifique concernant l’accès des méthaniers au niveau des chenaux. Lorsqu’un méthanier est engagé dans un chenal, l’accès du chenal est interdit aux autres navires venant en sens inverse (pour éviter tout croisement dans le chenal entre le méthanier et l’autre navire).
Enfin, de multiples mesurent de sécurité permettent de réduire les risques de transport de gaz naturel liquéfié (GNL) par méthaniers : contrôles de température, de pression, vérification d’absence d’oxygène, inspection des cuves…
Les méthaniers présentent différents types de propulsion. Si la majorité des méthaniers sont propulsés à la vapeur, les méthaniers sont de plus en plus propulsés au diesel, avec possibilité de récupérer le gaz naturel évaporé des cubes pour contribuer à la propulsion du méthanier. Certains méthaniers son propulsés par un système hybride électricité-diesel qui offre des rendements particulièrement intéressants.
L’économie de la construction des méthaniers
La Corée du Sud est le plus grand producteur de méthaniers, en concentrant trois géants du secteur : Daewoo, Samsung et Hyundai. Le Japon est le second producteur mondial de méthaniers. La France produit également des méthaniers avec ses Chantiers de l’Atlantique à Saint-Nazaire, d’où sont sortis deux des plus grands méthaniers du monde : le Provalys, livré à GDF Suez en novembre 2006 et le Gaselys, sister-ship du Provalys, livré en mars 2007. Ces navires sont les premiers à intégrer la technologie de la membrane CS1, conçue par Gaz Transport & Technigaz (GTT). Cette technologie avait auparavant connu auparavant des problèmes d’étanchéité sur le méthanier Gaz de France Energy, qui avait dû faire l’objet d’importants travaux complémentaires.
La société française Gaz Transport & Technigaz (GTT) est spécialisée dans la conception et l’ingénierie des cuves cryogéniques à membranes. Les deux tiers des méthaniers en circulation, et la plupart des méthaniers en construction étaient, en 2008, conçus avec des cuves sous licence de Gaz Transport & Technigaz. L’ingénierie française est donc particulièrement reconnue pour la conception des méthaniers.
Les trois types de méthaniers
Les méthaniers peuvent être répartis en trois catégories différentes :
- les méthaniers à membrane comprennent une cuve intégrée à la coque du navire et représentent en 2009 60% de la capacité de transport mondiale de gaz naturel liquéfié (GNL). Ce type de méthanier devrait continuer à voir sa part de marché croître, notamment parce qu’il permet la construction de méthanier de très grande dimension.
- les méthaniers à sphères comprennent quatre à cinq cuves de forme sphérique, construites en aluminium recouvert d’un matériau isolant. Les méthaniers à sphères sont reconnaissables à leurs grandes sphères qui dépassent largement sur le dessus de la coque du navire. L’inconvénient des méthaniers à sphères réside dans leur volume et leur poids supérieurs aux méthaniers à membranes pour une même capacité de gaz naturel liquéfié (GNL) transporté.
- les méthaniers prismatiques transportent du gaz naturel liquéfié (GNL) à -163°C dans des conteneurs en aluminium indépendants de la coque du méthanier. Les méthaniers prismatiques ont l’avantage de réduire le besoin en matériaux isolants et sont issus de technologies japonaises et coréennes.