Stations GNL et L-CNG pour le bioLNG : construction, éléments et exploitation

Une station GNL est une installation de ravitaillement des véhicules en gaz liquéfié, dont la base est un réservoir sous vide contenant un liquide cryogénique (environ −162 °C), une pompe cryogénique, un distributeur ainsi que des systèmes de sécurité et de récupération du gaz d’évaporation. Une station L-CNG comprend en outre une pompe haute pression et un vaporiseur, qui transforment le GNL en gaz comprimé à haute pression, ce qui permet aussi de ravitailler les véhicules CNG. Si le fournisseur est du bioLNG d’origine certifiée, le carburant peut être vendu comme renouvelable, ce qui exige une documentation sur toute la chaîne de livraison.

Éléments de la station

1. Réservoir cryogénique – réservoir à isolation sous vide, généralement en configuration verticale ou horizontale, d’une capacité allant d’une dizaine à plusieurs dizaines de mètres cubes ou plus ; équipé de soupapes de sécurité, d’indicateurs de niveau, d’un système de régulation de la pression.
2. Déchargement du camion-citerne – flexibles cryogéniques, vannes, contrôle de la mise à la terre et de la pression.
3. Pompe cryogénique – refoule le GNL vers le distributeur ; des pompes immergées sont utilisées pour limiter l’évaporation.
4. Distributeur – avec un système de mesure massique (à effet Coriolis), un flexible de remplissage et un flexible de retour du gaz ainsi qu’un raccord à poignée, qui empêche les fuites.
5. Système de récupération du boil-off – collecte du gaz évaporé et sa valorisation (par exemple compression en CNG, alimentation d’un consommateur local, évacuation vers la torchère).
6. L-CNG : pompe haute pression, vaporiseur (réchauffeur) et tampons CNG, distributeur CNG.
7. Sécurité : détection de gaz et de flamme, vannes d’arrêt, boutons d’urgence, éclairage et signalisation, zones à risque d’explosion (ATEX).
8. Systèmes de mesure et surveillance : niveau, pression, température, débit.

Ravitaillement d’un camion

Le véhicule GNL a un réservoir cryogénique pour le carburant (généralement un ou deux), et le ravitaillement s’effectue en raccordant le flexible de remplissage et le flexible de retour. Après le raccordement, la pompe refoule le GNL, et le gaz du véhicule revient par le flexible de retour pour équilibrer la pression. Tout le processus dure de quelques minutes à une quinzaine de minutes, selon le distributeur et les températures. L’opérateur du véhicule porte des équipements de protection (gants, protection du visage) en raison du contact avec le liquide cryogénique.

Autonomie et consommation

Un camion GNL consomme, à titre indicatif, plusieurs dizaines de kg de GNL aux 100 km (selon la masse, le trajet et le moteur). Par exemple : une consommation de 28 kg de GNL/100 km signifie qu’un réservoir contenant 400 kg de carburant suffit pour environ 1430 km. L’autonomie dépend des conditions et peut varier. L’énergie de 400 kg de GNL représente environ 5,6 MWh (400 × 13,9 kWh/kg).

Exemple : échelle de la station

Hypothèses : la station dessert 20 camions par jour à 250 kg de GNL chacun, soit 5 t/jour. Les livraisons par camion-citerne d’une charge utile de 18 t ont lieu tous les 3–4 jours. Un réservoir d’une capacité de 60 m³ (environ 26 t, à une masse volumique de 0,43 t/m³) contient une réserve pour environ 5 jours. La station doit disposer d’un tampon qui couvre les retards de livraison et les pertes par évaporation, et le volume annuel est d’environ 1800 t de GNL ≈ 25 GWh. Chiffres illustratifs.

Boil-off et pertes

Le réservoir cryogénique s’évapore, en particulier à faible remplissage et par temps chaud. Ce gaz doit être valorisé afin d’éviter les émissions de méthane. Les solutions sont la reliquéfaction (coûteuse), la compression et la vente en CNG (L-CNG), l’alimentation de consommateurs locaux ou la combustion à la torchère. Le projet de la station doit prévoir une telle solution dès le départ.

Réglementation et surveillance

Les réservoirs sous pression et les installations de gaz sont soumis à la réglementation sur les équipements techniques et la surveillance technique, et les stations – à la réglementation relative à la protection contre l’incendie, à la construction et aux zones Ex. Les contrôles sont menés notamment par l’Office de surveillance technique (Urząd Dozoru Technicznego, UDT). Pour le transport du GNL, la réglementation ADR s’applique. Les exigences détaillées dépendent de la taille de la station et du classement de l’établissement au regard du risque d’accidents majeurs.

Exploitation et formations

Le personnel de la station doit suivre des formations en matière de sécurité du travail avec des liquides cryogéniques, de secours et de conduite à tenir en cas d’urgence. Les procédures comprennent le déchargement du camion-citerne, le contrôle de l’étanchéité après chaque livraison, les contrôles périodiques des soupapes de sécurité ainsi que les tests des détecteurs de gaz. Les conducteurs des flottes utilisant la station doivent connaître les règles de ravitaillement, et l’établissement – disposer de consignes pour les clients. Une bonne pratique est un registre des événements, qui permet d’analyser les pannes et d’éviter leur répétition.

Synthèse

Une station GNL ou L-CNG est un investissement associant la technique cryogénique et la logistique. La rentabilité dépend d’une demande stable en carburant, de la disponibilité des livraisons et de la valorisation du gaz d’évaporation, et le statut de bioLNG – de la documentation de l’origine.