NI CompactRIO aide le Spider, système de dragage de Nexans, à niveler les fonds marins pour la prospection de gaz et de pétrole

Author(s):
Halvor Snellingen - CAPJET

Industry:
Life Science, Energy/Power

Products:
LabVIEW, CompactRIO

The Challenge:
Préparer le fond océanique pour la pose d’un pipeline afin d’extraire le gaz naturel de l’immense champ gazier d’Ormen Lange au large de la Norvège, en mer du Nord.

The Solution:
Utiliser du matériel CompactRIO avec le logiciel LabVIEW de National Instruments afin de contrôler les systèmes hydrauliques du Spider, le robot téléguidé (ROV) de Nexans, à mesure qu’il nivelle les fonds marins et fraie un passage pour le pipeline.

En 1997, le champ gazier d’Ormen Lange a été découvert au large de la côte ouest de la Norvège. De par sa capacité de production, près de 20 milliards de mètres cubes par an, il s’agit du deuxième plus grand gisement de gaz naturel découvert sur le plateau continental norvégien. Ormen Lange, qui signifie “le long serpent,” s’étend sur environ 40 kilomètres de long et huit kilomètres de large et se trouve approximativement à 3 000 mètres au-dessous du niveau de la mer.

Le champ gazier sera opérationnel en 2007 et sera équipé d’installations sous-marines à des profondeurs allant de 800 à 1 100 mètres. Le gaz sera acheminé par un pipeline depuis les plates-formes de production jusqu’à une usine de traitement située à Nyhamna, Norvège, puis exporté via un gazoduc sous-marin d’une longueur de 1 200 kilomètres vers Easington sur la côte est du Royaume-Uni et vers d’autres villes côtières du continent européen, via un centre de distribution installé sur l’île de Sleipner en mer du Nord.

Les conditions extrêmes auxquelles est soumis le site, telles que des températures largement négatives, une mer démontée et de forts courants sous-marins, mettent à rude épreuve les outils nécessaires à l’aboutissement du projet. Du fait de ces conditions, le champ gazier d’Ormen Lange n’aura pas recours à des plates-formes offshore conventionnelles. À la place, des têtes de puits installées sur le fond océanique seront raccordées directement, au moyen de conduites, à l’usine de traitement à terre de Nyhamna.

Outre des conditions environnementales très difficiles, la topographie du fond océanique est très accidentée. Les pipelines doivent être enfouis à travers la zone rocheuse de façon à ce que les sections qui n’ont pas de support soient protégées des risques d’avaries. Pour résoudre ce problème, Nexans a développé le Spider, un excavateur sous-marin téléguidé conçu pour préparer les fonds marins à la pose de conduites sur des pentes escarpées et des zones rocheuses à de grandes profondeurs. Le Spider est inspiré d’un engin forestier suisse qui a été équipé de façon à fonctionner sur des pentes escarpées situées sous l’eau. Il sera utilisé afin de niveler les fonds marins en vue de l’installation du pipeline.

Le Spider est commandé à l’aide d’un logiciel 3D développé récemment, de capteurs disposés sur toutes ses parties mobiles, et d’un ensemble de transmetteurs acoustiques placés sur le fond océanique. La représentation informatique en trois dimensions des fonds marins est actualisée en temps réel au moyen d’une interface homme-machine (IHM) de LabVIEW pour montrer les évolutions du terrain. De plus, un engin sous-marin téléguidé équipé d’un échosondeur procède à une inspection quotidienne détaillée. Le Spider peut être commandé avec une précision de 10 à 20 centimètres, et ce, même par 1 000 mètres de fond.

LabVIEW permet de représenter et de commander le Spider, qui est actionné depuis une salle de commande à bord d’un navire. L’opérateur a une vue d’ensemble du Spider grâce à un bon nombre d’écrans LabVIEW différents. Une vidéo en direct est également présentée depuis plusieurs caméras fixées sur le Spider. Le processus d’excavation est affiché dans un contrôle ActiveX en 3D sur la face-avant de LabVIEW. L’affichage en trois dimensions montre une représentation des fonds marins et, grâce à plusieurs capteurs sur le Spider, une image temps réel de la position de l’engin. Le Spider et son grabber sont pilotés à l’aide d’une manette standard. LabVIEW lit les commandes provenant de cette manette grâce aux “VIs manette de jeu” et envoie les signaux de commande via une liaison par fibre optique au Spider, à des profondeurs pouvant atteindre 1 000 mètres.

Trois systèmes de contrôle et d’acquisition industriels distribués NI CompactRIO, disposés dans des boîtiers IP62, sont exposés pendant de longues périodes dans cet environnement maritime hostile à bord de nos navires en mer du Nord. Ils sont soumis à une large gamme de température, à l’air marin salé ainsi qu’à une forte humidité. Ils remplissent les fonctions de compensation de houle, de treuil et de contrôle de la puissance, et communiquent avec l’application principale faite en LabVIEW. Ces algorithmes s’exécutent en temps réel sur CompactRIO. La plate-forme LabVIEW a aidé Nexans à développer un système facile à maintenir grâce à un mode de programmation cohérent aussi bien pour l’interface homme-machine que pour le contrôle embarqué, et ce, même dans des conditions extrêmes.

Octobre 2006

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Halvor Snellingen
CAPJET
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halvor.snellingen@nexans.com

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