Ruée vers L’innovation et la Technologie dans Les Sables Bitumineux

Oil Sands
Les exploitants et les fournisseurs de sables bitumineux tentent de trouver des moyens de réduire les coûts d’exploitation et les émissions Par Alexandra Lopez-Pacheco

Des dizaines de technologies émergentes pour presque toutes les facettes de la production de sables bitumineux pourraient ouvrir la voie à des solutions aux plus importants défis environnementaux et opérationnels auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui. En fait, selon une étude du Canadian Energy Research Institute (CERI), ces technologies émergentes permettent à l’industrie de réduire ses coûts d’exploitation de 40 % et ses émissions de 80 %. Il y a une ruée vers l’innovation dans les sables bitumineux de l’Alberta et les impacts pourraient être considérables.

Un environnement innovant

« La plupart d’entre nous pensent à l’innovation en termes de technologie, mais l’innovation peut se produire de nombreuses façons différentes », a déclaré Dan Wicklum, directeur général de l’Alliance pour l’innovation dans les sables bitumineux du Canada (COSIA), formée en 2012 par 10 compagnies pétrolières qui représentent 90 % de la production de sables bitumineux. « Le modèle COSIA lui-même est probablement l’une des plus grandes innovations dans le secteur pétrolier ».

Au lieu de traiter l’innovation comme un moyen d’obtenir un avantage concurrentiel, les sociétés de la COSIA collaborent au développement de nouvelles technologies pour améliorer leur performance environnementale et opérationnelle, a déclaré M. Wicklum. Elles ont déjà partagé 1,4 milliard de dollars de propriété intellectuelle pour quelque 985 technologies et innovations. Il y a deux ans, COSIA a également lancé le projet international NRG COSIA Carbon XPRIZE, d’une valeur de 20 millions de dollars, pour les technologies de réduction des émissions de CO2 qui peuvent convertir le CO2 en produits utilisables.

« Un bon système d’innovation a besoin de bonnes personnes, de bonnes idées et d’un bon financement, mais il a aussi besoin de l’infrastructure d’essai », a déclaré M. Wicklum. À cette fin, COSIA s’est associée aux gouvernements fédéral et albertain pour créer l’Alberta Carbon Conversion Technology Centre (ACCTC) à Calgary, qui a ouvert ses portes en mai. Construite à côté du Shepard Energy Centre, qui fournit les émissions de gaz de combustion d’une centrale électrique au gaz naturel, la nouvelle installation permet aux innovateurs ayant les capacités de tester, d’affiner et de mettre à l’échelle des technologies de commercialisation qui convertissent le CO2 en produits utilisables.

En avril, COSIA a annoncé les 10 finalistes du Carbon XPRIZE. Chacun recevra un prix de 500 000 dollars US pour amener ses technologies à un stade prêt pour la commercialisation. Cinq des finalistes se concentrent sur la conversion du CO2 à base de gaz et seront les premiers locataires de l’ACCTC. (Les équipes qui se concentrent sur la conversion du CO2 à base de charbon iront au Centre d’essai intégré du Wyoming). Grâce au CO2, Carbicrete transforme les déchets industriels de scories d’acier en béton sans ciment, le CERT crée des combustibles et des matières premières à valeur ajoutée, Newlight fabrique des bioplastiques, Carbon Upcycling Technologies fabrique des nanoparticules de graphite et des dérivés du graphène, et C2CNT fabrique des nanotubes. Avec les finalistes du Wyoming, ils vont mettre à l’échelle leurs technologies en vue de leur commercialisation alors qu’ils sont en compétition pour l’un des deux grands prix de 7,5 millions de dollars, qui seront décernés en 2020.

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Systèmes de Transport Autonomes

Avec des flottes de transport de sables bitumineux aussi importantes qu’elles le sont, le potentiel d’automatisation est évident, mais sa mise en œuvre a exigé une réflexion créative pour faire face aux conditions difficiles de la région.

Pour Komatsu, qui travaille avec Suncor depuis 2013 sur l’adaptation des systèmes de transport autonomes (AHS) de l’OEM qu’elle a mis en place dans la zone ferrifère de Pilbara, en Australie occidentale, les sables bitumineux ont posé des défis uniques, à savoir les hivers froids et la souplesse du sous-sol des gisements. L’hivernage et le développement d’un système multi-trajet pour éviter que les camions n’endommagent les routes ont permis de résoudre ces problèmes.

Suncor prévoit d’ajouter 150 unités AHS à ses mines de sables bitumineux au cours des six prochaines années, en commençant par la mine de North Steepbank. Elle n’est pas la seule société d’exploitation des sables bitumineux à envisager cette nouvelle technologie. Canadian Natural Resources prévoit un petit projet pilote pour 2019.

L’AHS de Komatsu combine des camions autonomes avec du matériel de soutien et des pelles. « Nous avons cinq niveaux de sécurité pour permettre aux humains d’interagir avec les camions autonomes », a déclaré Brian Yureskes, directeur du développement commercial de Komatsu pour les sables bitumineux. « Certaines de ces couches de sécurité sont virtuelles, de sorte que le système est capable de voir et d’anticiper ce que les humains font autour des camions. D’autres sont des couches physiques, comme les lasers et les radars. La dernière couche est que chaque équipement utilisé dans la région est doté d’un gros bouton rouge qui, lorsqu’on appuie dessus, arrête tous les camions autonomes.

Selon Scott Schellenberg, directeur d’AHS for SMS Equipment, le distributeur canadien de Komatsu, la technologie autonome elle-même a augmenté la sécurité. « Les personnes travaillant autour des transporteurs autonomes peuvent voir sur leurs écrans où se trouvent les camions et savoir où ils se dirigent par rapport à un humain conduisant le camion », a-t-il déclaré.

Les sables bitumineux numériques

Les sables bitumineux adoptent de plus en plus les technologies d’apprentissage machine et d’intelligence artificielle, a déclaré Dinara Millington, vice-présidente de la recherche au CERI. « Je remarque que cela va plus vite maintenant que ces technologies sont commercialisées depuis un certain temps », a-t-elle ajouté.

Marty Reed, PDG d’Evok Innovations, un partenariat entre les compagnies pétrolières et gazières canadiennes et la BC Cleantech CEO Alliance, pointe du doigt deux entreprises innovantes dont les technologies présentent de puissants avantages pour le secteur du pétrole et du gaz ainsi que pour les sables bitumineux. La première est Kelvin, qui dispose d’un système d’intelligence artificielle qui a été déployé dans les champs de pétrole et de gaz de BP à Wamsutter, dans le Wyoming. Là, des centaines de capteurs peu coûteux ont été installés dans les puits où ils recueillent des données qui sont transmises via le nuage à de puissants ordinateurs. Ces derniers identifient des modèles et font des prévisions, qui sont utilisées pour créer des ajustements d’optimisation qui sont renvoyés aux contrôles sur le terrain.

« Les jours où une équipe de travail arrivait et ajustait tous les cadrans vont disparaître », a déclaré M. Reed. « Les ordinateurs le font mieux ».

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