Repérer les dégagements de méthane est une nécessité pour la planète selon le Giec (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat). Bien plus dangereux que le CO2, ce gaz possède un effet de réchauffement 80 fois supérieur à celui du CO2 sur vingt ans. Mi-novembre, le Conseil et le Parlement européens ont conclu un accord politique provisoire pour durcir l'inventaire et la prise en charge des fuites de méthanes sur les sites industriels et les puits d'hydrocarbures abandonnés.
Au plus près du terrain, les fuites peuvent actuellement être détectées à l’aide d’une caméra infrarouge, manipulable par une seule personne. «Les gaz absorbent des radiations électromagnétiques, explique Arnaud Chotel, le responsable biogaz de Wessling France, une société d’analyse et de conseil. Un filtre spécial avec un plan focal permet d’identifier la gamme voulue, comme le CH4 [formule chimique du méthane, ndlr].» Tuyauteries mal fixées, câble d’agitateur à resserrer, pot à charbon à refermer… Les fuites de ses clients – des unités de méthanisation agricole – sont en général facilement repérables à l’aide de la caméra Flir. Elles sont en revanche difficiles à lire en extérieur : «Nous dépendons des conditions météo. De la pluie, du vent, du soleil qui se reflète sur les vaches, également émettrices de ce gaz…», liste-t-il. Le débit de la fuite est également compliqué à estimer.
L'arrivée prochaine de l'intelligence artificielle
Sur de plus grands sites, le drone permet de couvrir davantage de surface. La société Azur Drones, qui surveille quatre sites de TotalEnergies, embarque deux technologies : des capteurs infrarouges NDIR, qui relèvent les émissions de méthane, et une caméra thermique OGI, qui visualise les fuites. « Sur un grand site, avec beaucoup de stockage de gaz, il est vraiment intéressant d’avoir un drone pour balayer l’installation de façon automatisée », illustre Lucie Lecestre, la directrice de l’offre d’Azur Drones.
Le groupe pétrolier a également lancé un partenariat en 2017 avec le Groupe de spectrométrie moléculaire et atmosphérique (GSMA), rattaché au CNRS et à l’université de Reims. S’il s’agit toujours de spectroscopie, le drone est ici ultraléger et ultrarapide. « Quand TotalEnergies est venu nous voir, nous travaillions déjà sur des technologies très compactes, des ballons-sondes pour les prévisions météo », résume Lilian Joly, chercheur spécialiste en spectroscopie au GSMA. Le drone, qui ne dépasse pas 8 kg, peut réaliser entre 50 et 100 points de mesure par seconde et dispose d’algorithmes de traitement élaborés spécialement. « La prochaine étape, c’est l’intelligence artificielle, pour qu’il puisse adapter son plan de vol et obtenir une meilleure stabilité », précise le chercheur. La solution est aujourd’hui déployée sur plus d’une centaine de sites de TotalEnergies.
24 nanosatellites en 2025
Une autre méthode, développée par le spécialiste français de la cryogénie Absolut Sensing, présente une précision et une fiabilité inédites. Un interféromètre identifie toujours les bandes d’absorption du méthane, mais un spectre entier est mesuré, grâce à un jeu de miroirs, à un étage d’augmentation du nombre de photons et à un capteur Swir, capable de détecter des longueurs d’ondes de 900 à 1700 nanomètres. Il en résulte un «cube de données hyperspectrales», plus dense et plus complet que la spectroscopie classique.
Cette technologie, déployable sur un site, sur un drone et même dans l’espace, ne s’utilise pas de la même manière selon le milieu. «La surface de réflexion est plus faible sur les sites pétroliers offshore, décrit Tristan Laurent, le directeur général d’Absolut Sensing. Les photons ne rebondissent quasiment pas sur la mer, c’est comme si vous regardiez un abysse.» Pour pallier ce problème, le satellite et la caméra associée vont pivoter jusqu’à la fin de la mesure afin d’augmenter le temps d’exposition, de détecter la géométrie des vagues et de capter davantage de photons. À partir de 2025, une constellation de 24 nanosatellites, à 550 kilomètres d’altitude, fournira grâce à ce type d’instrument des données et des cartes des émissions de méthane des pays les plus pollueurs.
Une start-up française utilise des images satellites
La start-up française Kayrros est elle aussi en discussion avec Bruxelles, à qui elle fournit déjà des données grâce aux images du satellite Sentinel-5P de l’Agence spatiale européenne. Les bandes de fréquence et les bandes spectrales de chaque image sont analysées, puis un algorithme calcule la quantité de méthane absorbée. «Le satellite envoie une image tous les jours à midi, sa fréquence est donc beaucoup plus élevée que des images au sol, souligne Alexandre d’Aspremont, l’un des cinq cofondateurs de Kayrros. Ce qu’on perd en mauvaises conditions météo, on le gagne en fréquence de passage et en accessibilité.» Selon une étude de l’université de Stanford publiée en mars dans Scientific Reports, le taux d’erreurs (d’environ 30 %) est similaire à celui des technologies de télédétection des avions.
L’efficacité de la méthode a déjà fait des victimes : les majors pétrolières, qui «ont longtemps nié la capacité des satellites à détecter le méthane de manière aussi précise que les drones», témoigne le cofondateur de Kayrros. Une étude du CNRS, du CEA et de la start-up, parue dans la revue Science en février, a permis de repérer au niveau mondial 1 200 fuites de méthane liées à l’exploitation d’hydrocarbures, soit 10 % des émissions estimées du secteur et l’équivalent de celles de 20 millions de véhicules par an. En réalité, la bataille entre drones et satellites n’a plus lieu d’être alors que les émissions de méthane doivent être réduites en urgence. «Toutes les méthodes sont complémentaires», martèle Alexandre d’Aspremont.
Des fuites de plus en plus réglementées
La disposition est passée quelque peu inaperçue dans la batterie de mesures de l’Inflation reduction act, adopté aux États-Unis à l’été 2022 : le Programme de réduction des émissions de méthane (MERP) imposera des taxes aux opérateurs pour toute émission au-dessus d’un certain seuil. Une taxe à 900 dollars par tonne pour celles déclarées en 2024, qui passera à 1 200 dollars en 2025 et à 1 500 dollars à partir de 2026. « C’est la première fois que le gouvernement fédéral impose directement un droit, une redevance ou une taxe sur les émissions de gaz à effet de serre », écrit le Congressional research service, un organisme américain de recherche sur les politiques publiques. En Europe, les États membres se sont accordés en décembre dernier sur une série de nouvelles mesures. La disposition a été validée par un accord entre le Conseil européen et le Parlement européen. Les exploitants devront détecter et réparer les fuites de méthane dans un délai de cinq jours pour la première intervention d’urgence et de trente jours pour la réparation complète. Les pratiques d’éventage et de torchage seront interdites, sauf dans des circonstances exceptionnelles. Les eurodéputés ont encore renforcé ces règles en avril, qui concernent désormais également les importateurs. Le texte doit à nouveau obtenir l’aval des États.
Vous lisez un article de L'Usine Nouvelle 3723 - Octobre 2023
