Energie

Simulation d'installations pétrolières offshore

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Les installations pétrolières sont des systèmes industriels complexes : elles sont constituées de nombreux composants et font intervenir des phénomènes physiques de natures variées (hydraulique, thermique, transfert énergétique), Pour étudier le comportement d'une installation sur toute sa durée de vie, il  faut également introduire d'autres aspects, liés aux aléas, tels que l'évolution des prix des matériaux ou les défaillances des équipements,

Problème

Comment construire un outil de simulation, au niveau système, d'installations pétrolières offshore, capable de simuler le comportement global de l'installation sur plusieurs années dans des délais raisonnables ?

Solution

En collaboration avec les ingénieurs métier de son client, Eurobios a proposé une architecture de simulation, qui combine une couche de simulation physique, basée sur la résolution numérique des équations de la physique, avec une couche d’évaluations des risques industriels, basée sur des modèles statistiques et des calculs de probabilité.

Voir l'article sur FASTPROOF

 

Simulation au sein d'un procédé de raffinage

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Le raffinage du pétrole consiste en une suite de traitements appliqués au pétrole brut pour le transformer en différents produits utilisables dans les moteurs, comme l'essence. Un équipement commun à certaines unités de raffinage est le riser, qui est une canalisation verticale d'une dizaine de mètres de haut pour un diamètre de deux à trois mètres. Le pétrole lourd est vaporisé et injecté à la base du riser et un catalyseur sous forme de poudre est également introduit à forte température (environ 700°C) dans le riser. Le procédé casse les longues chaînes des molécules d'hydrocarbure et on récupère en haut du riser un mélange d'hydrocarbures légers et de catalyseur pollué.

 
  simulation au sein d'un procédé de raffinage

De nombreuses  réactions chimiques clefs ont lieu dans le riser

mais celui-ci étant opaque il n'est pas possible d'observer ce qui s'y passe de façon précise.

 La simulation est un des rares outils disponibles pour "imaginer" ce qui se passe réellement dans ce dispositif.

Les outils de simulation disponibles étaient cependant trop lents (environ six mois pour simuler un process qui prend neuf secondes dans le riser) pour un usage quotidien par les experts du métier.

En six semaines de travail et après conception d'un modèle physique simplifié et adapté aux différentes contraintes, Eurobios a livré un logiciel de calcul, avec une interface utilisateur qui permet de modifier les paramètres physiques en cours de simulation. Le logiciel a été adopté par les ingénieurs et calcule les phénomènes souhaités en quelques minutes au lieu des six mois nécessaires précédemment.

 

FASTPROOF

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Fin 2013, nous vous avions exposé les enjeux du projet FASTPROOF qui a pour but la modélisation au niveau système et la simulation du comportement d'une installation pétrolière offshore. Les résultats obtenus lors de la première phase ont été présentés lors d'une conférence scientifique qui s'est tenue à Lund en Suède en mars dernier, https://modelica.org/events/modelica2014.

La collaboration entre eni, saipem et Eurobios se poursuit et de nombreux résultats ont récemment vu le jour. Si la première phase consistait à établir une preuve de concept de la faisabilité du projet, les nouveaux développements qui sont actuellement réalisés permettent de généraliser les concepts précédemment proposés. On s'intéresse aujourd'hui à la création d'une installation quelconque obtenue par assemblage de composants élémentaires et on souhaite en étudier le comportement sur le plan de la production, des risques opérationnels et du coût de fonctionnement. Le temps de retour souhaité pour un calcul étant de l'ordre de quelques minutes, les difficultés de modélisation sont multiples. En effet il est nécessaire de réaliser un compromis entre la précision des résultats et la durée des simulations ; on souhaite de plus évaluer les risques et les coûts associés à l'exploitation de la plate-forme à partir du schéma de l'installation et de données statistiques concernant les pannes des divers composants.

Pour réaliser ces objectifs, Eurobios utilise des résultats issus de travaux de recherche récents qui ont fait leurs preuves dans le domaine industriel. L'implémentation de ces méthodes est réalisée dans une approche modulaire et utilise divers langages de programmation orientée objet.

Les résultats de cette deuxième phase feront l'objet d'une communication dans le cadre de la conférence Complex Systems Design & Management qui se tiendra à Paris en novembre 2014, http://www.csdm2014.csdm.fr/

simulation d'une installation pétrolière

Optimisation de tournées de techniciens

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Optimiser les prises de rendez-vous et les tournées de remplacement de compteur à l'échelle d'un Pays.

Dans le cadre de ce projet, notre client a entrepris de remplacer sur le territoire Français l'ensemble des compteurs électriques existants par de nouveaux compteurs technologiquement plus avancés. Ce remplacement à grande échelle nécessite la mise en oeuvre d'un système d'aide à la planification et d'optimisation des tournées des techniciens.

Eurobios a créé les algorithmes de calcul requis au cours des différentes phases du processus de constitution des tournées, notamment :

  • L'optimisation de prise de rendez-vous avec la mise en place d'une méthode d'évaluation des créneaux de rendez-vous avec un indicateur statistique définissant la qualité du créneau.
  • La complétion des tournées avec les interventions sans rendez-vous.
  • L'optimisation globale des tournées par le développement d'un moteur d'optimisation multi-contraintes, spécifique au projet.

 Optimisation du planning de techniciens

Les temps de traitement requis étant devenus une composante importante de la problématique, le tuning de l’enchaînement des différents algorithmes a permis d'obtenir des gains suffisants pour traiter le volume de données.

Détection de fuites

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Disposer, en quantité suffisante, d'une eau de bonne qualité est l'un des grands enjeux du XXIe siècle, car si rien n’est fait pour protéger cette ressource, l’impact des activités humaines sur le cycle naturel de l’eau et sur les écosystèmes aquatiques pourrait avoir des conséquences irrémédiables.

Il est possible d’agir de deux manières, aussi indispensables l’une que l’autre et complémentaires, en économisant l’eau, grâce à une bonne maîtrise de la consommation, et en protégeant les écosystèmes des déséquilibres de tous ordres, qu’ils soient induits par des perturbations physiques (barrages, extraction de granulats …) ou chimiques (rejets polluants).

Économiser l'eau signifie aussi détecter les fuites le plus tôt possible afin de pouvoir réparer et arrêter l'eau de s'écouler inutilement.

Eurobios a développé pour Ista et Véolia Eau une solution permettant de détecter les fuites d’eau depuis les informations issues des relevés de compteur.

L’analyse fine des consommations permet de détecter les compteurs présentant des anomalies (grande disparité d’un relevé à l’autre, augmentation brutale de la consommation…). Dans 80% des cas les fuites sont détectées avant même que l'usager ne s'en aperçoive.