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mai 2011

L’ingénierie, un défi au quotidien

Docteur Centre des Matériaux P.M. FOURT, (P Mat 02) 

Chef de service ingénierie des matériaux SAIPEM-sa


Au sens littéral du terme, l’ingénierie se définit comme étant l’ensemble des activités qui encadrent la concep­tion et la réalisation d’un projet industriel.

Chez SAIPEM, un des leaders mondiaux des grands projets clé en main du secteur parapétrolier, cette définition prend tout son sens lorsqu’on sait que nous réalisons des études et des projets industriels de grande envergure, à la fois dans les domaines onshore et offshore, upstream (exploration/production) et downstream (raffinage/marketing), à l’international, pour des Clients nationaux et pour les grandes “majors” de ce secteur.

Chaque nouveau projet est donc un challenge qu’il faut relever avec ingéniosité et pertinence en s’appuyant sur les compétences de chacun, tant sur le plan de l’ingénierie que du management de projet, des achats ou de la construction.

Depuis ses débuts, SAIPEM a fait le choix de se doter d’une ingénierie puissante, aux compétences pointues, travaillant en étroite collaboration avec les achats et la construction. L’organigramme ci-dessous décrit les disciplines qui consti­tuent le pôle d’ingénierie parisien de SAIPEM.

Plus concrètement, l’activité d’ingénierie s’organise suivant le type d’études que nous devons réaliser. Ces études seront bien évidemment spécifiques suivant que l’on se trouve en phase d’appel d’offres ou en phase de réalisation après l’obtention d’un contrat. Essayons de distinguer les spécificités des études propres à ces deux processus.

Les phases d’appel d’offres

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Figure n°1 : Frédérique COEUILLE (Doct P02)



justify;">Deux types d’études peuvent être réalisés en phase d’appel d’offres :

  • Des études d’avant projet, de type FEED (Front End Engineering Design), très en amont dans le projet.
  • Des études de conception, ou encore BASIC Engineering, plus appliquées.

Dans le cas du FEED, l’objectif sera de définir des concepts globaux qui seront applicables au pro­jet, toujours en gardant à l’esprit que l’objet devra être réalisable lors d’une construction future. Cette phase du projet reste toutefois assez conceptuelle et il ne s’agit pas d’entrer dans les détails à ce stade de l’étude. Elle est néanmoins très importante car elle permet de définir les moyens et outils nécessaires aux futures productions (caractéristiques des équipements, matériaux, maté­riels, etc.), de façon à répondre aux spécifications fonction­nelles du client.

Les études de BASIC Engineering sont différentes de la phase de FEED. Elles permettent de traduire concrètement les objectifs et les attentes plus clairement définies par les clients, afin de dégager les possibilités techniques les mieux adaptées au besoin de l’étude. C’est un cadre d’étude plus précis et plus détaillé que pour le FEED.

À terme, l’objectif de ces deux types d’études sera d’émettre des documents majeurs tels que des spécifications tech­niques (définition des exigences en termes de matériaux, d’équipements, de structures, etc.), des plans, des dia­grammes procédés, qui permettront par la suite à nos clients de pouvoir établir des critères précis de design néces­saires



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Figure n°2 :


aux études de détails d’ingénierie. Elles permettront aussi de donner à notre client une vision concrète du projet en termes de planning, ressources et budget d’investissement pour lui permettre de s’engager dans le projet.

Cette phase de conception est donc cruciale car elle permet de définir les caractéristiques majeures d’un projet. C’est certainement aussi l’une des plus difficiles à mener car elle doit se réaliser dans un planning court en faisant appel à la meilleure compétence et expérience technique dans toutes les disciplines, l’objectif étant de produire un concept opti­misé et réaliste qui trouvera son aboutissement dans la construction. Il est donc très important de garder cet esprit réaliste quant à la constructibilité de l’objet. C’est un chal­lenge extrêmement motivant qui suscite parfois beaucoup de débats avant de pouvoir se mettre d’accord sur l’un des concepts produit. Un peu de stress aussi, toutefois nécessai­re à l’aboutissement du projet.

Un exemple de FEED : Le projet Shtokman

Le projet Shtokman sur lequel nous travaillons maintenant depuis 2009 en est une très belle illustration. Le but de ce projet est de développer un FEED au cours d’une compéti­tion de design, pour la fourniture d’une offre complète (ingénierie, fourniture & achat, construction et démarrage) pour une Unité Flottante de Production (FPU).

Cette étude de FEED semble indispensable quand on évoque les conditions particulières auxquelles l’unité flot­tante devra faire face :

  • Elle sera ancrée au cœur d’un champ pétrolier situé en mer de Barents à 650 kilomètres


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Figure n°3 : Vue d’artiste du FPU de Shtokman


au nord de Murmansk et devra rester opérationnelle malgré la banquise pouvant parfois atteindre jusqu’à deux mètres d’épaisseur par endroits.
  • Elle devra aussi pouvoir opérer à des températures allant jusqu’à -45°C, tout en étant susceptible d’être déconnec­tée pour éviter les plus gros icebergs n’ayant pu être détournés.
  • Affronter un milieu aussi hostile nécessite de redoubler d’ingéniosité pour identifier et mettre en œuvre des sys­tèmes novateurs et surtout fonctionnels. L’étude de la pro­tection contre les conditions extrêmes en fait partie : c’est ce que l’on appelle la winterisation. Qu’il s’agisse du person­nel, ou des équipe­ments présents à bord, il faudra trou­ver des idées, des dispositifs probable­ment nouveaux qui permettront de minimiser l’effet du vent et de limiter les dépôts de neige et le gel.

    Cette étude est un vrai défi pour l’ensemble des ingénieurs qui travaillent sur le projet : outre les conditions extrêmes dont on ne peut s’affranchir, le concept de l’unité flottante en elle-même doit aussi être revu. En effet, la capacité de production de ce bateau devra être deux fois supérieure à celle des bateaux traditionnellement utilisés.

    Estimée à environ 200 000 heures d’ingénierie, cette étude nécessite l’intervention des meilleurs spécialistes des diffé­rentes disciplines d’ingénierie. Au-delà des difficultés tech­niques à surmonter, c’est aussi une réelle aventure humaine et l’esprit d’équipe est indispensable à ce stade pour aller vers un objectif



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    Figure n°4 : Vue d’une unité flottante en conditions extrêmes


    commun avec le client.

    Les phases de réalisation de projet

    La situation est relativement différente en phase de réalisa­tion de projet. Des critères plus précis sont déjà fixés par le client et il est alors nécessaire de réaliser ce que l’on appelle une étude d’ingénierie de détails, ou Detail Design.

    Cette étude, plus fine, va permettre de définir plus avant les solutions techniques retenues par le client pour aboutir à la construction de l’ouvrage et à sa mise en route. Cette phase donne lieu à la production de documents de projet assez détaillés, alliant des spécifications techniques, des notes de calcul, des plans de construction des installations qui per­mettent de consulter des fournisseurs puis d’acheter les équipements et matériaux nécessaires à la réalisation de l’ouvrage.

    Chaque expert devient un maillon de la chaîne et contribue à la fabrication concrète de l’objet.

    Là encore, les interfaces sont nombreuses et on ne peut concevoir qu’en communiquant avec les autres disciplines en ayant un cadre strict de coordination et de gestion des interfaces. Cet échange entre les différents experts s’avère indispensable et il doit permettre de tenir compte des impératifs de chacune des spécialités afin de converger vers un objectif commun, cohérent et satisfaisant pour tous.

    La forte expertise en ingénierie chez SAIPEM permet de favoriser des échanges techniques riches qui se traduiront par des solutions bien souvent astucieuses, économiques et fiables qui seront directement applicables au projet et qui permettront une construction et une opération de l’ouvrage en



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    Figure n°5 : Vue 3D de la future jetée Gorgon


    toute sécurité.

    Un exemple de projet en réalisation : le projet Gorgon LNG

    Dans un contexte complètement différent du précédent et bien moins classique que les usines traditionnelles de pétrole ou de gaz que l’on trouve à terre ou en mer, SAIPEM réali­se actuellement en Australie un projet qui aboutira à la construction d’une jetée de deux kilo­mètres dédiée à l’exportation du gaz naturel liquéfié. Il s’agit du projet Gorgon LNG.

    Ce contrat a été obtenu en novembre 2009, grâce à une solution alternative fondée sur des caissons au lieu de pieux, recevant une superstructure modularisée et fabriquée en Asie du sud-est.

    Les conditions particulières de pose rencontrées ont obligé conjointement les équipes d’ingénierie et de construction à totalement repenser les schémas d’exécution du projet. L’ensemble des structures métalliques de la jetée Gorgon seront réalisées sur un yard indonésien, tandis que l’ensemble de la tuyauterie (piping) sera réalisé en Malaisie. Cela représente un peu plus de 22 000 tonnes de métal ! Les caissons en béton seront fabriqués en Australie pour une installation finale offshore sur le site de Gorgon.

    De ce fait, les disciplines d’ingénierie ont dû s’adapter aux contraintes techniques et de supervision imposées par ce séquençage très particulier. Dans un contexte comme celui-ci, le travail de l’ingénierie consiste évidemment à anticiper les problèmes nombreux qui peuvent se poser lors des phases de préfabrication, de construction mais aussi d’intégration



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    Figure n°6 :


    avec une gestion extrême des interfaces. Bien qu’en phase d’exécution de projet, nous avons pour certains sujets pointus, amélioré les systèmes de production en phase de préfabrication, ce qui nous a permis de réaliser un travail de qualité, tout en tenant compte du planning contraignant.

    Conclusion

    Les défis techniques sont très nombreux dans ce secteur d’activité avec notamment aujourd’hui des projets d’usines de liquéfaction flottantes. Et chaque projet est un défi à relever et à gagner !

    Même si l’ingénierie ne représente qu’une faible partie du coût des projets (environ 6 à 7% du budget total), son rôle est fondamental. Ces activités d’ingénierie permettent d’orienter, voire de figer les caractéristiques techniques du projet. La construction ne peut se faire sans une bonne défi­nition de l’ingénierie ; pour cela nous gardons à l’esprit que sur un projet l’innovation doit pouvoir être constructible. C’est ce qui fait l’attrait de ce travail : rester connecté à la réalité.

    Sur un autre plan, travailler pour l’ingénierie, c’est aussi mettre en œuvre ses capacités techniques, son expertise, tout en privilégiant un travail d’équipe et une bonne communication. Gérer les interfaces est primordial pour pouvoir trouver des consensus et tendre vers un objectif commun.

    C’est un défi technique, certes, mais surtout une passion­nante aventure humaine qu’il faut vivre pleinement de l’intérieur du projet pour comprendre la nature complexe des sujets à traiter !

    Auteur

    Frédérique COEUILLE (Doct P02)

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