Inspection des pipelines : suivre des centaines de kilomètres depuis les airs, chaque jour

Les défaillances de pipelines se répartissent en quelques familles : dommages causés par des tiers (terrassements et engins lourds heurtant la conduite), corrosion (externe, due à des revêtements endommagés et à une protection cathodique défaillante ; interne, due à l’eau, au sulfure d’hydrogène, etc.), mouvements de terrain (glissements, affaissements, gel ou dégel du pergélisol, affouillement des rivières mettant la conduite à nu) et défauts de matériau ou de soudure, comme la fissuration par corrosion sous contrainte. La difficulté est que chacune peut survenir n’importe où sur des centaines de kilomètres.

L’inspection des pipelines se joue sur deux fronts : depuis l’intérieur de la conduite et depuis le dessus. À l’intérieur, des outils d’inspection en ligne (ILI), les « racleurs instrumentés », circulent avec le flux et mesurent pertes d’épaisseur et enfoncements par voie magnétique ou ultrasonore. Au-dessus, des rondes au sol et aériennes recherchent les changements sur l’emprise, des contrôles de protection cathodique vérifient que le courant anticorrosion circule correctement, et des recherches de fuites détectent les gaz qui s’échappent.

La difficulté tient à la fréquence face à la distance. Une activité sur l’emprise peut commencer et se terminer dans la journée, mais plus la ligne est longue, plus les intervalles entre les rondes s’allongent. En Amérique du Nord, les patrouilles aériennes avec pilote sont courantes, mais voler à basse altitude pendant des heures est en soi un travail dangereux pour les pilotes.

Les drones pour pipelines se répartissent entre aéronefs longue distance et aéronefs de contrôle ponctuel. Les aéronefs longue distance suivent la ligne hors vue à la recherche de changements. Les aéronefs de contrôle ponctuel se rendent aux traversées de rivières, aux postes de vannes ou sur les anomalies signalées et regardent de près.

La surveillance d’une ligne ne doit pas reposer sur les seuls drones. Les satellites voient large et superficiel (affaissements, grands changements), les drones étroit et approfondi (identification des équipements, concentration de méthane), et les personnes font la confirmation finale. Superposer leurs points forts est aujourd’hui la conception la plus réaliste.

Pour les pipelines, les obstacles ne sont ni l’exiguïté ni l’obscurité, mais la distance et la météo. Les longs vols au-dessus de terrains dégagés et de crêtes subissent le vent de plein fouet ; les tronçons arctiques apportent givrage et batteries affaiblies ; les déserts, chaleur et sable. Au Japon, de nombreux pipelines passent sous les routes, si bien que les vols se font au-dessus de personnes et de la circulation.

• Vent et turbulence : le vent de face change radicalement le rayon d'action d'une voilure fixe. Prévoyez une marge de batterie pour l'aller et le retour. Vent et turbulence
• Froid et givrage : la capacité des batteries chute et la glace s'accumule sur les hélices et les ailes. Utilisez des aéronefs qualifiés pour le froid et décidez du go/no-go d'après les prévisions de givrage. Froid et givrage
• Chaleur : dans le désert, batteries et moteurs chauffent. Choisissez le moment de la journée et protégez-vous du sable. Chaleur
• Zones urbaines et personnes au sol : inspecter des conduites de gaz sous les routes implique de survoler des personnes et des véhicules ; planifiez les autorisations et les mesures de sécurité en conséquence. Zones urbaines et personnes au sol

Photographier des centaines de kilomètres chaque jour produit plus d’images que quiconque ne peut en examiner : la détection de changements est donc la principale tâche de l’IA sur les pipelines : un engin est apparu près de la conduite, le sol a été remué, le méthane a augmenté. Seuls ces changements à signaler parviennent aux personnes. Décider d’arrêter les travaux, de creuser pour vérifier ou de réduire la pression reste de la responsabilité de l’exploitant.

Le Japon compte relativement peu de pipelines de grande longueur. Les conduites principales de gaz de ville relèvent de la loi sur les activités gazières (Gas Business Act) et les oléoducs de la loi sur les activités de pipelines pétroliers (Petroleum Pipeline Business Act) (la ligne de carburéacteur vers l’aéroport de Narita en est un exemple connu), chacune fixant un cadre de sécurité dans lequel les exploitants réalisent rondes et inspections. Comme la plupart des lignes japonaises passent sous les routes et à travers les villes, la coordination avec les travaux de terrassement compte davantage que la patrouille aérienne.

Les vols qui suivent une ligne sont presque toujours hors vue (BVLOS). Le Japon a mis en place en décembre 2022 un cadre pour le vol hors vue au-dessus de zones habitées (niveau 4) et, en décembre 2023, une procédure simplifiée dite « niveau 3.5 » pour le vol hors vue au-dessus de zones non habitées. Ce sont les fondements des patrouilles le long des grandes lignes.

À l’étranger, la Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) américaine impose des rondes sur l’emprise en vertu de la réglementation fédérale, tandis que des règles aériennes visant à banaliser le vol hors vue sont en cours d’élaboration. Le Canada s’appuie sur la Régie de l’énergie du Canada (CER) et la norme CSA Z662 ; en Europe, les vols font l’objet d’une évaluation des risques dans la catégorie spécifique de l’AESA. Comparez les pays dans réglementations mondiales.

La façon dont un long vol hors vue partage le ciel avec d’autres aéronefs est expliquée dans comment l’UTM permet aux opérateurs de partager l’espace aérien à basse altitude (Airffic Flight Institute).

• Corrosion sur canalisation enterrée : la perte de paroi en souterrain est invisible depuis les airs. Elle requiert une inspection en ligne, des relevés de protection cathodique ou une excavation.
• Détecter de façon fiable les petites fuites : un gaz dispersé par le vent, ou un liquide caché par la neige ou le sol, peut échapper à la détection aérienne.
• Arrêter la pelleteuse : un drone peut la repérer, mais des personnes doivent s'y rendre pour l'arrêter. Sans processus de signalement et de dépêche, la détection n'a aucun sens.
• Rondes par mauvais temps : vent fort, givrage et mauvaise visibilité clouent l'aéronef au sol. Décidez à l'avance comment ces journées sont couvertes.
• Ronde longue distance sans autorisation BVLOS : sans le processus réglementaire et une organisation d'exploitation en place, les longues lignes ne peuvent pas être survolées.
• Décisions et responsabilité : l'évaluation de l'intégrité, la baisse de pression ou la mise à l'arrêt, et la déclaration réglementaire restent entre les mains des personnes.

Des stations de drones jalonnent la ligne tous les quelques dizaines de kilomètres. À l’aube, un aéronef décolle, suit la conduite jusqu’à la station suivante et atterrit. Lorsqu’une pelleteuse apparaît à quelques mètres de la conduite, l’image parvient à l’exploitant et à l’entreprise de travaux en quelques minutes, et le téléphone sonne avant que le godet ne touche le sol.

Les teneurs en méthane deviennent une carte quotidienne, superposée aux résultats d’inspection en ligne sur le même écran, et les données indiquent où creuser. C’est notre point de vue éditorial, et nous pensons que la mesure des parois des conduites enterrées reviendra encore aux racleurs et aux mains humaines.