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Données lidar et infrarouge pour détecter les rejets de pétrole

Données lidar et infrarouge pour détecter les rejets de pétrole


Ce combo détecterait-il les différences de température du sol à proximité du rejet en raison de la température plus élevée des fluides du pipeline ou les températures de surface seraient-elles affectées par la volatilisation des fluides rejetés ?

Je sais que cette technique est actuellement utilisée et je suis simplement curieux de savoir par quel processus elle serait en mesure de déterminer un point de sortie.


L'utilisation de données infrarouges (vraisemblablement recueillies par une caméra FLIR) peut être utilisée pour détecter les rejets de pétrole, mais l'approche FLIR présente plusieurs problèmes… Principalement, le bruit de fond. Deux approches sont couramment utilisées :

  • Un différentiel de température entre le sol environnant et les hydrocarbures libérés est visible sur la caméra FLIR
  • Une source éclairante (laser, soleil, etc.)… Avec un spectre qui inclut la bande d'absorption de l'hydrocarbure libéré. En utilisant un FLIR, une différence de contraste peut être observée en raison du fait que l'hydrocarbure absorbe les longueurs d'onde dans sa bande d'absorption.

Certains des problèmes liés à l'approche FLIR sont les suivants : L'angle de vue entre la source d'éclairage et le FLIR doit être juste « correct » pour voir tout contraste. Si la caméra est montée sur une plate-forme aéroportée, il est très facile de rater un dégagement d'hydrocarbure. Avec un rejet important, vu au sol, avec le temps de faire le tour du site de fuite… un rejet d'hydrocarbures peut être observé. En utilisant la méthode différentielle de température, il faut vérifier un bon contraste entre l'endroit où une fuite se produit et la terre environnante. Pour le pétrole brut (normalement chaud), les observations tôt le matin (avant que le sol environnant ne se réchauffe) sont les meilleures. Pour le gaz naturel, le début d'après-midi pourrait être préférable (après que le sol environnant se soit réchauffé).

L'utilisation de DIAL LIDAR présente de nombreux avantages par rapport à l'approche FLIR (précision, sensibilité et vitesse). Le LIDAR ne nécessite pas de températures au sol spécifiques, et comme le système utilise un laser, le problème d'angle de vision disparaît. De plus, si la cadence de tir du LIDAR est suffisante, il peut être placé sur une plate-forme aéroportée et volé très rapidement.

Une approche combinée possible pourrait consister à utiliser un LIDAR pour la détection initiale des fuites, puis à effectuer un suivi avec un FLIR (au sol) pour identifier où exposer le pipeline pour réparation.

-Marque


Le LiDAR à absorption différentielle (DIAL) peut évaluer la libération de gaz en balayant la cible avec (au moins) deux longueurs d'onde dans le spectre d'énergie électromagnétique :

  • une longueur d'onde qui est absorbée par le gaz d'intérêt et
  • celui qui ne l'est pas.

Par la différence d'absorption de ces deux longueurs d'onde, il est possible de rendre compte des profils de concentration de gaz 2D et 3D. Tant que le système LiDAR dispose d'un GPS, il est possible de cartographier des points de fuite spécifiques.

Voici une brève explication sur le fonctionnement du système DIAL de Chambers et al. (2006)*.

DIAL est une méthode optique basée sur le laser qui peut mesurer la concentration d'une espèce de gaz à un point éloigné de l'atmosphère. La méthode DIAL utilise un laser pulsé fonctionnant à deux longueurs d'onde, l'une fortement absorbée par l'espèce gazeuse d'intérêt et l'autre faiblement absorbée.

Le temps d'impulsion et les informations d'absorption de lumière provenant des signaux de retour permettent le calcul d'une distribution de concentration de gaz le long du trajet lumineux.

*Référence

Chambers et al. Mesures DIAL des émissions fugitives des usines de gaz naturel et comparaison avec les estimations des facteurs d'émission. 15e Conférence annuelle sur l'inventaire des émissions. 2006.

Voici la présentation en pdf.