Réalisation · Géoscience & étude du sous-sol
Mesurer la perméabilité en milieu corrosif HP/HT : banc d'essai multi-échantillons 140 bar sur mesure
Pour un centre de recherche d'un acteur mondial de l'énergie, IRIAN Mecatronics a conçu et fabriqué un banc d'essai capable de mesurer la perméabilité de six échantillons en parallèle. L'équipement garantit des mesures de pression différentielle de haute précision (0.05%) en conditions corrosives extrêmes, sous 140 bar et à 130°C.
En bref
- Client
- Centre de recherche d'un acteur mondial de l'énergie
- Domaine
- Géosciences, Captage et stockage de CO2 (CCUS)
- Technique
- Mesure de perméabilité en milieu corrosif HP/HT
01 — La question de recherche
Comment mesurer une très faible chute de pression quand le fluide et les conditions dégradent le circuit de mesure ?
Caractériser la perméabilité d'un matériau poreux en conditions représentatives d'un réservoir géologique (haute pression, haute température) impose de maîtriser l'écoulement d'un fluide sur une longue durée. La fiabilité de l'expérience dépend de la capacité du système à maintenir son intégrité matérielle. Toute corrosion du circuit introduit en effet des particules, contamine le fluide et crée des dérives de mesure qui masquent les phénomènes physiques étudiés. Dans ce projet, l'objectif était d'étudier les phénomènes de carbonatation en injectant de l'eau salée chargée en CO2 à 140 bar et 130°C. À ces conditions, le fluide devient un acide carbonique agressif. Les solutions standards, généralement en acier inoxydable, se corroderaient rapidement.
Garantir la stabilité et la fidélité d'une mesure de pression différentielle de haute précision alors que les conditions opératoires (fluide corrosif, HP/HT) dégradent activement les matériaux du circuit et les capteurs eux-mêmes.
02 — Notre démarche
Une conception guidée par l'intégrité de la mesure
Supprimer la corrosion à la source
Le fluide du procédé (eau salée + CO2 à 130°C) attaque agressivement les aciers inoxydables. Nous avons donc construit toutes les parties en contact avec le fluide dans un matériau intrinsèquement inerte dans ces conditions, l'Hastelloy C-276. Ce choix assure l'intégrité à long terme de l'équipement et la non-contamination du fluide, garantissant la répétabilité des mesures.
Assurer une mesure de pression directe et stable
Pour mesurer une très faible chute de pression, nous avons sélectionné des capteurs dont la membrane est elle-même en alliage résistant à la corrosion. Cette approche évite les systèmes de séparation de fluide complexes, sources de fuites et d'artefacts de mesure. La sortie numérique préserve l'intégrité du signal jusqu'à l'automate, pour une mesure directe, fiable et précise.
Fiabiliser l'automatisation du circuit
Les particules issues de l'échantillon ou de la corrosion peuvent endommager les sièges des vannes à pointeau classiques et causer des fuites. Nous avons adopté une technologie de vanne dont le principe de fonctionnement est moins sensible aux particules solides. Ce choix augmente la fiabilité du système automatisé et prévient l'échec d'essais de longue durée.
03 — Caractéristiques techniques
| Pression d'utilisation maximale | 140 bar |
|---|---|
| Température d'utilisation maximale | 130°C |
| Capacité | Jusqu'à 6 slim tubes en simultané |
| Précision de la mesure de pression | 0.05% |
| Résolution de la mesure de pression | 0.01 bar |
| Matériaux en contact avec le fluide | Hastelloy C-276 (version décrite) ou Acier inoxydable (version de base) |
04 — Autres applications
Votre projet ressemble-t-il à l'un de ces cas ?
Géosciences et stockage de CO2 (CCUS)
Pour caractériser l'interaction roche-fluide (perméabilité, réactivité) en conditions de réservoir avec des saumures, du CO2 ou de l'H2S. Le principe d'un circuit HP/HT entièrement inerte, la mesure de pression de haute précision et l'automatisation seraient conservés.
Chimie fine et science des matériaux
Pour qualifier la résistance de matériaux (alliages, polymères) au vieillissement en présence de fluides critiques (H2 humide, saumures géothermales). L'architecture de contrôle HP/HT, l'usage de matériaux nobles et l'acquisition de données resteraient identiques, en adaptant le type d'enceinte.
Développement de procédés chimiques
Pour mettre au point des synthèses avec des réactifs ou solvants très corrosifs en conditions extrêmes. La maîtrise de l'étanchéité, l'inertie chimique du circuit et le pilotage précis des paramètres (pression, débit) sont directement transposables à des réacteurs ou des pilotes de procédé.
Un ingénieur de notre bureau d’études vous répond dans les meilleurs délais.