août/septembre

Technologie et innovation - La force de l’industrie pétrolière

Dans le monde entier, les prix du pétrole brut ne montrent aucun signe de redressement, aussi les esprits entrepreneuriaux et créatifs attaquent de front ces difficultés en se tournant vers l’innovation afin de préserver les marges d’exploitation dans le secteur des sables bitumineux.

Par Graham Chandler | Illustrations par Katy Lemay

« Si l’[innovation] paraissait logique il y a trois ans, c’est une approche encore plus naturelle aujourd’hui », expliquait Dan Wicklum, directeur général de la Canada’s Oil Sands Innovation Alliance (COSIA, l’alliance canadienne de l’innovation dans le secteur des sables bitumineux) alors qu’il évoquait la chute des prix du pétrole brut et de la profitabilité dans le secteur. En effet, peu d’analystes prévoient un redressement sain de l’industrie dans un avenir proche ; ainsi, on observe une montée du dynamisme envers l’innovation et la technologie, une nouvelle forme d’énergie puissante qui émerge du secteur des sables bitumineux. Bien que l’extraction du bitume ait, de par sa nature, toujours requis une certaine innovation, la chute des prix porte les efforts déployés dans ce domaine vers de nouveaux sommets. Lors de la conférence internationale 2015 sur l’énergie de RBC Marchés des capitaux, les principaux acteurs de l’industrie ont soutenu cet élan de dynamisme. « À partir de maintenant, nous nous concentrerons sur les développements technologiques », déclarait Paul Masschelin, vice-président directeur des finances et de l’administration chez Imperial Oil Ltd. « Nous aurons à l’avenir besoin de beaucoup d’aide sur le plan technologique », ajoutait Doug Proll, vice-président directeur de Canadian Natural Resources Ltd. Le mois suivant, Steve Williams, président et directeur général de Suncor Énergie, expliquait dans l’émission Web consacrée aux résultats du deuxième trimestre (T2) que « la société étudie la prochaine génération de technologies. »

Beaucoup d’énergie est consacrée à cette cause, qu’il s’agisse de renforcer l’efficacité de la main-d’œuvre, de réduire la consommation d’eau ou de résoudre l’énigme des résidus fins mûrs. De nombreuses innovations avaient commencé bien avant l’effondrement des prix, mais elles sont scrutées à la loupe depuis la chute drastique des marges d’exploitation. « [L’effondrement des prix] accentue le besoin d’innover », expliquait Michael Singleton, conseiller exécutif chez Kinetica, qui fait partie d’Innovate Calgary, le centre de transfert de technologies et d’incubation d’entreprises de l’université de Calgary.

Cependant, il peut s’avérer complexe de transformer cette motivation en résultats. M. Singleton, qui travaille dans le secteur des sables bitumineux chez Suncor depuis 1978, expliquait qu’une grande partie des innovations sont le résultat d’une amélioration continue et non d’un moment de génie. « L’industrie n’a cessé d’innover », expliquait-il, citant deux moments historiques en exemple, à savoir l’évolution de l’exploitation des sables bitumineux avec des camions et des pelles géantes et non plus des roues pelleteuses (ce qui a rendu l’exploitation bien plus économique), et l’avènement de la méthode de drainage par gravité au moyen de vapeur (DGMV), qui a permis de libérer des milliards de barils de ressources profondément enfouies sous la surface. « Chacun de ces exemples ont été rendus possible grâce à de plus petites technologies. Dans le cas des camions et des pelles, c’est la technologie des pneus et des aciers que l’on utilisait pour ses derniers. » Le DGMV est très similaire, indiquait-il. « Tout a commencé à l’installation d’essai de l’Alberta Oil Sands Technology and Research Authority (AOSTRA, le bureau de recherche et de technologie des sables bitumineux de l’Alberta), où un puits de mine a été foncé et une galerie d’accès creusée sous le calcaire, avant de forer dans les sables bitumineux. Ainsi, on a découvert que le bitume pouvait être liquéfié et s’écouler plus facilement. » Mais on ne disposait pas encore de la structure de coûts. « Puis le forage horizontal a fait son apparition. Et c’est cette technique qui a fait du DGMV un procédé rentable. »

Katy Lemay oil sands illustrationKinetica aide à réaliser des découvertes capitales plus rapidement. « Rien n’est aussi simple qu’il y paraît », expliquait M. Singleton. « Les moyennes et grandes sociétés minières disposent d’une série de technologies qu’elles testent parfois depuis des décennies. » Elles définissent les efficacités qu’elles souhaitent atteindre mais n’ont souvent pas accès aux solutions technologiques dont elles ont besoin pour y parvenir. Il en va de même pour les plus petites sociétés innovantes qui disposent des solutions, mais pas des relations nécessaires pour les mettre en œuvre. C’est là que Kinetica entre en scène et trouve certains de ces chaînons manquants pour les intégrer à la chaîne de l’innovation, expliquait M. Singleton. « Les innovations peuvent être le fruit d’un seul inventeur dans son garage, d’une société de services ou d’une grande société. »

Les grandes découvertes sont souvent des développements sur le long terme, mais M. Singleton a observé une tendance particulière ces 12 derniers mois. « On insiste beaucoup sur l’efficacité énergétique, qui [inclut] également la question des émissions de dioxyde de carbone. » L’un des domaines en pleine expansion consiste à s’éloigner de l’utilisation de l’eau dans les installations d’extraction. « Les technologies d’extraction par solvants font l’objet de nombreuses initiatives ; mais elles n’ont rien de nouveau. On les étudie depuis 20 ou 25 ans. Cependant, le fait que nous progressions jour après jour fait que nous pourrions être en mesure de parvenir au résultat escompté. »

En effet, M. Williams de Suncor expliquait dans l’émission Web consacrée au T2 que « la société est très confortée par ce qu’offre la technologie des solvants. Nous espérons parvenir à une extraction essentiellement dépourvue d’eau. C’est la raison pour laquelle nous travaillons si dur sur cette nouvelle technologie. »

Plus important encore, de nombreuses technologies ont besoin d’aide pour être acceptées par le marché. Kinetica essaie de s’assurer que les innovateurs sont prêts. La technologie doit fonctionner, être fondamentalement solide. « On constate que nombre des petites sociétés ne disposent pas d’une bonne structure de gestion ni de l’expérience requise », indiquait M. Singleton. « Il leur manque les conditions nécessaires généralement requises telles que la force financière ou une bonne gouvernance. Ainsi, on leur fait passer toute une série d’étapes de sélection de manière à assurer leur succès lorsqu’elles arrivent sur le marché avec leur technologie. » Kinetica a déjà en main deux ou trois petites innovations prêtes à subir des essais de terrain, déclarait M. Singleton. Pour des raisons de confidentialité, il a refusé de donner davantage de détails, mais il a tout de même déclaré qu’« actuellement, 12 ou 13 technologies sont soumises à notre processus en étapes. »

La Petroleum Technology Alliance of Canada (PTAC, l’alliance des technologies pétrolières du Canada) a également observé l’influence de l’effondrement des prix sur le rythme auquel sont développées les innovations et la direction qu’elles prennent. « Il est indéniable que ce déclin a incité à réduire les coûts », déclarait Soheil Asgarpour, président de la PTAC. « L’innovation joue un rôle important dans la compétitivité avec des pays tels que l’Arabie Saoudite et [ceux] du Moyen-Orient. Ainsi, l’industrie accorde davantage d’attention à la réduction des coûts et à la découverte de technologies qui donneront lieu à un développement durable tout en réduisant l’empreinte environnementale et les conséquences sociales négatives, et ce, en augmentant parallèlement l’efficacité et la profitabilité de la production. »

katy lemay oil sands mining truck illustrationPour ce faire, la PTAC dispose du Phoenix Network (le réseau Phoenix), un groupe de six sociétés d’exploitation des sables bitumineux qui se concentre sur la réduction des coûts depuis l’avènement de la chute des prix des marchandises. Initialement baptisé l’Oil Sands Leadership Initiative (OSLI, l’initiative de leadership en matière de sables bitumineux), le réseau Phoenix porte sur le développement de technologies liées à des domaines non environnementaux du DGMV. « L’objectif premier est de réduire les coûts tout en augmentant les taux de production et les réserves », expliquait M. Asgarpour.

Chaque année, Phoenix organise plusieurs ateliers visant à énoncer les enjeux et à trouver des technologies pour le développement et la production du procédé de DGMV. « Nous définissons clairement les difficultés lors des ateliers puis menons nos recherches afin de trouver des solutions technologiques », expliquait M. Asgarpour. « Ces recherches peuvent être menées à l’échelle internationale afin de déterminer si une autre organisation ou industrie dispose d’une technologie qui peut nous aider. » Une fois que l’on a identifié une solution potentielle, un consortium est formé par les membres du réseau Phoenix. Ce consortium façonne les solutions du concept jusqu’à la commercialisation, laquelle comprend des essais de terrain ainsi que le financement.

La PTAC couvre le financement jusqu’à 15 % sans prétendre à des droits de propriété intellectuelle (PI). « Nous nous trouvons donc dans une position idéale en tant qu’intermédiaire neutre pour négocier les droits de PI entre le bailleur de fonds et le prestataire de recherche », expliquait M. Asgarpour. Le financement provient des propres fonds de la PTAC, de subventions du gouvernement ou d’autres sources telles que le conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG).

Établir le lien

Un grand nombre d’événements portant sur l’innovation ont récemment été organisés à Calgary, lesquels visaient à mettre en relation les petites sociétés et les détenteurs des fonds dont elles avaient besoin.

Cette année, à l’occasion du Global Petroleum Show (le salon commercial international sur le pétrole), les prix dédiés à l’innovation et aux technologies ont présenté certaines des nouvelles innovations atteignant le stade de la commercialisation. L’une des sociétés récompensées, QS Energy Inc., est spécialisée dans la nouvelle technologie de réduction de la viscosité. En exploitant les principes de l’électrorhéologie, à savoir l’application d’un champ électrique à haute résistance et haute intensité pour changer le comportement mécanique des fluides, le système réduit la viscosité du pétrole brut en provoquant l’agglomération des particules. Des centaines d’échantillons, allant du bitume aux condensés superlégers, ont été testés en laboratoire. D’après la société, une réduction de 20 à 25 % de la viscosité pourrait se traduire par un profit brut pour l’exploitant de 560 000 $ à 700 000 $, soit entre 6,7 millions $ et 8,4 millions $ annuellement.

Comme l’expliquait Gregg Bigger, président et directeur général de QS Energy, les tests les plus récents ont été menés sur du dilbit (ou bitume dilué), qui est généralement la forme que prennent les produits issus des sables bitumineux alors qu’ils sont transportés dans les pipelines jusqu’au marché.

À l’occasion d’une réunion dédiée aux grandes innovations récentes juste avant le Global Petroleum Show, COSIA a organisé son premier sommet sur l’innovation à Banff, en Alberta. Des délégué(e)s, dont beaucoup sont venu(e)s du monde entier, ont participé aux sessions consacrées aux quatre domaines de priorité environnementale de COSIA, à savoir la terre, l’eau, les résidus et les gaz à effet de serre (GES). L’une des présentations lors du sommet comprenait une innovation par InLine Dewatering Ltd. Le principe de cette innovation est que la déshydratation de tous les résidus de l’extraction des sables bitumineux lors de leur transfert dans un pipeline de l’extraction au dépôt (tout en retenant les fines et le sable) permettra de réduire l’empreinte environnementale et d’immédiatement recycler l’eau chaude pour la réutiliser durant le procédé d’extraction. Les résidus déshydratés élimineront la formation de résidus fluides des fines et permettront la remise en état rapide des gisements, ce qui représente un grand avantage en termes d’environnement et de coûts.

Le drainage au moyen de vapeur générée écologiquement (SEGD, de l’anglais Steam Environmentally Generated Drainage) est une invention personnelle de l’expert de longue date en sables bitumineux Bernard Chung, président et propriétaire de VALENCE Energy Corp. Il s’agit d’une innovation plus récente en phase initiale qui a vu le jour en raison des avantages importants qu’elle présente en termes de coûts et d’environnement. Cette solution par SEGD requiert la présence de trois puits horizontaux et vient de recevoir l’homologation de son brevet canadien. L’eau générée injectée dans le puits supérieur s’écoule vers le deuxième puits situé plus bas, où elle est vaporisée par les gaz de combustion d’un brûleur interne in situ. La chaleur et les gaz sont diffusés vers l’extérieur, chauffant et mobilisant ainsi le bitume. Le bitume et l’eau (principalement sous forme de condensat) sont récupérés dans le puits de production situé en aval ; l’eau générée est réinjectée, et le CO2 issu de la combustion est automatiquement isolé. Cette année et jusqu’en 2016, le concept est mis à l’épreuve à l’aide d’une simulation numérique du réservoir et d’une modélisation physique en laboratoire, expliquait M. Chung. La conception et le contrôle en usine du brûleur du fond sont prévus pour 2017, et l’essai pilote sur le terrain afin de déterminer son caractère commercial est prévu entre 2018 et 2020. M. Chung cherche actuellement à attirer l’attention de l’industrie et à trouver des partenaires pour le financement de ces dernières étapes. « La méthode du SEGD peut être adaptée aux projets existants de traitement du pétrole lourd et utilisant la méthode de DGMV sous forme de puits de SEGD et de plateformes d’exploitation », indiquait-il.

katy-lemay-oil-sands-investment-illustrationD’après M. Chung, le procédé de SEGD permettra de réaliser des économies par rapport au DGMV car il donnera lieu à une réduction des coûts d’investissements initiaux de l’ordre de 10 000 $ par barils de pétrole par jour (bpj) en raison d’une baisse considérable des coûts de transformation à l’usine et de ceux liés aux conduites de vapeur pour le traitement de l’eau, la génération de vapeur et le traitement en pipeline. En d’autres termes, la production de 1 000 bpj de pétrole permettrait d’économiser jusqu’à 10 millions $ en coûts initiaux d’investissements. En outre, les coûts d’exploitation seront comparables, voire inférieurs, en raison de la baisse des besoins énergétiques, de l’absence de taxes liées aux émissions de dioxyde de carbone, du traitement de l’eau moins important, de l’élimination de la génération de vapeur en surface et des coûts d’entretien réduits.

La recherche de sables bitumineux ne cesse de croître dans le monde entier. En juillet 2014, General Electric (GE) a lancé le défi GHG ecomagination Innovation Challenge: Energy Efficiency Solutions for Canada’s Oil Sands, un défi visant à trouver des innovations imaginatives et écologiques pour réduire les émissions de GES et à proposer des solutions écoénergétiques pour le secteur des sables bitumineux au Canada. Des prix ont été décernés dans deux catégories, à savoir les applications à valeur ajoutée de la chaleur à basse température ; et l’amélioration de l’efficacité de la génération de vapeur. En plus des participants du Canada et des États-Unis, les huit vainqueurs étaient des innovateurs originaires d’Inde, des Pays-Bas, du Royaume-Uni, de France et d’Italie, ce qui montre bien la nature internationale de l’innovation dans le domaine des sables bitumineux. Les prix totalisaient un million $ CA en subventions pour le développement et en récompenses en espèces.

COSIA fait également preuve d’initiative dans l’identification et l’exploitation des sources internationales à la recherche de bonnes idées. À l’automne 2014 par exemple, COSIA a envoyé une équipe en Israël afin d’examiner les systèmes d’innovation du pays dans les secteurs public et privé et au sein d’organisations (petites et grandes), et de déterminer leur capacité d’innovation, expliquait M. Wicklum. « L’équipe a organisé plusieurs réunions de cadrage avec toute une série d’organismes de soutien à l’innovation. » C’est un exemple de ce que COSIA appelle des « centres d’innovation », lesquels comptent déjà 40 membres associés. « C’est un moyen très efficace de développer la portée de nos sociétés spécialisées dans les sables bitumineux partout dans le monde », indiquait-il.

Ainsi, la volonté de découvrir de nouvelles idées innovantes a explosé l’année dernière, mais elle est encore confrontée à de nombreux obstacles. Même lorsque les nouvelles innovations sont prouvées et financées, leur adoption peut présenter de grands risques. « On effectue une évaluation ciblée quant aux avantages que l’on obtiendra », déclarait Allan Fogwill, président et directeur général du Canadian Energy Research Institute (CERI, l’institut canadien dédié à la recherche sur l’énergie). « Chaque fois que l’on change un procédé, il y a un risque que l’opération tourne mal. Personne ne souhaite se retrouver dans une position où, pour améliorer l’efficacité, par exemple une baisse de 10 % de l’utilisation de l’énergie ou une hausse de 10 % du taux de récupération, la mise en œuvre de ce changement vous empêche de produire pendant des semaines, voire des mois. » Au vu des marges actuelles déjà très faibles, la situation est encore plus critique car la possibilité de récupérer est réduite.

D’après M. Fogwill, le succès est souvent lié à l’expérience d’une société en matière de gestion. « Si la direction parvient à mettre en œuvre de nouveaux projets dans de bonnes conditions, le risque de voir apparaître un problème est moindre. »

Que réserve donc l’avenir pour les innovations dans le secteur des sables bitumineux ? « Ce n’est pas un secteur dans lequel la vision des sociétés se cantonne à trois ou cinq années », expliquait M. Singleton. « Il faut envisager les 10, 15 ou 20 années à venir. » Selon lui, le ralentissement économique actuel sera plus long que les précédents. « On ne peut se permettre d’être indifférents à cette situation. C’est une véritable révolution dans nos méthodes de travail que nous devons envisager. »

Traduit par Karen Rolland


Retour à la table des matières |  Profil de Projet: la mine HollingerVoyage : Elko, Nevada 

Publier un commentaire

Commentaires

Version PDF