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L'expérimentation à IFP Energies nouvelles : du laboratoire à l'industrie

L'expérimentation à IFP Energies nouvelles : du laboratoire à l'industrie
juillet 2007

Au service du progrès, IFP Energies nouvelles favorise le passage de l'invention à l'innovation, du brevet au produit, de la recherche à l'industrie. A cette fin, il dispose de moyens d'expérimentation adaptés.

Pierre-Henri Bigeard, Directeur de l'établissement de Lyon nous les présente.

Pierre-Henri Bigeard
  • Quel type d'expérimentation conduisez-vous à IFP Energies nouvelles ?

P-H.B. : L'innovation nécessite une étape indispensable d'expérimentation dans le processus qui conduit à l'industrialisation. L'expérimentation démarre une fois que la décision de développement d'une technologie a été prise. Cette décision n'est pas le fruit du hasard. Elle s'appuie sur une analyse de fond conduite en amont, notamment sur le contexte technico-économique et l'état des brevets existants. En principe, l'expérimentation comprend 3 étapes : les études complémentaires en laboratoire, les études en unités pilotes *  et les études d'extrapolation. Ces étapes ont une importance différente en fonction des projets : elles seront plus ou moins lourdes relativement aux informations que nous aurons recueillies en amont.

Le développement s'appuie sur 3 sciences fondamentales : chimie, physique et mathématiques. Ces métiers sont aujourd'hui en pleine évolution avec l'introduction de nouveaux concepts comme l'intensification des procédés, l'expérimentation haut débit et la modélisation multi-échelle.

* Une unité pilote est un dispositif expérimental dont une partie au moins a un fonctionnement représentatif de la partie qui lui correspondra dans l'unité industrielle.

  • Quels sont les moyens d'expérimentation d'IFP Energies nouvelles ?

P-H.B. : Ils sont adaptés à nos différents domaines d'activité : production pétrolière, procédés de raffinage ou de pétrochimie, biocarburants, captage et stockage du CO 2 et moteurs.

Dans le domaine du raffinage, nous développons des procédés de transformation du pétrole brut en carburants répondant aux normes environnementales en vigueur. Une fois ces procédés conçus en laboratoire, ils sont testés sur ce qu'on appelle des "unités pilotes". Leur faisabilité technique et leurs performances industrielles peuvent ainsi être évaluées. Plus d'une cinquantaine d'unités fonctionnent en continu, 24h/24 sur notre site de Lyon. Ces unités pilotes sont opérées en conditions réelles, c'est à dire dans les mêmes conditions de température et de pression que les unités industrielles et avec un rapport identique entre le volume de catalyseur et la quantité de matières premières à traiter. L'échelle des unités pilotes par rapport à la réalité industrielle est de l'ordre du 1/100 000ème.

Dans le domaine de l'exploration et de la production, certains moyens expérimentaux permettent d'étudier les verrous technologiques posés par les conditions extrêmes de production de certains pétroles, notamment les pétroles situés en mer à très grande profondeur. Nous reproduisons, dans ce qu'on appelle une "boucle d'essai", les écoulements dans les conduites et les équipements pétroliers (pompes, séparateurs ou flexibles). Ces essais se déroulent avec les mêmes fluides et dans les mêmes conditions de débit, de pression et de température que celles rencontrées sur un site de production pétrolière. Ces installations d'essais permettent notamment de tester les solutions qui faciliteront l'écoulement sans problème de l'effluent pétrolier sur de longues distances. Nous venons de concevoir à Lyon une nouvelle plate forme d'essai de taille industrielle dénommée GOwSP, en collaboration avec Total. Elle permet l'étude d'équipements de séparation de l'eau, du gaz et du pétrole brut, dans les conditions rencontrées dans les installations de production pétrolière.

  • De quels moyens d'essai disposez-vous pour vos travaux sur les moteurs et les carburants ?

P-H.B. : Dans le domaine des moteurs, IFP Energies nouvelles a aussi de puissants moyens d'essais mais d'une autre nature. Ce sont des bancs d'essais – nous en avons 35 au total - qui permettent de tester toutes sortes de moteurs pour véhicules, du cyclomoteur au poids lourds. Dans les bancs d'essai moteur, nous développons et nous mettons au point les nouvelles motorisations et les nouveaux carburants sur les plans technologique, thermodynamique, combustion, et post-traitement, dans le cadre de travaux de recherche. Il y a aussi des bancs à rouleaux pour véhicules équipés pour la mesure des émissions de polluants et de dioxyde de carbone : on simule la conduite sur des cycles normalisés (vitesse du véhicule en fonction du temps) et on obtient les émissions correspondantes du véhicule. C'est ainsi qu'IFP Energies nouvelles est en train d'analyser, sur ses bancs d'essais, les émissions de polluants et la consommation des véhicules Flex Fuel qui circulent dans la Marne dans le cadre de la première expérimentation nationale sur le biocarburant E85 (85 % éthanol, 15 % essence).

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