L'actionneur de vanne sous-marin Bosch Rexroth réduit la consommation d'énergie de 75 % – Prix du design en génie mécanique

Lancé il y a moins d'un an, l'innovant actionneur de vanne sous-marin (SVA - Subsea Valve Actuator) de Bosch Rexroth – un concept entièrement nouveau pour les actionneurs sous-marins offrant des niveaux de sécurité SIL3 et jusqu'à 75 % de consommation d'énergie en moins – a reçu un prix du design en génie mécanique.

Répondre aux défis des technologies existantes

Le SVA a été développé pour répondre à certains des défis et lacunes associés aux technologies d'actionneurs purement électromécaniques ou électrohydrauliques utilisées sur le fond marin pour les systèmes d'exploration et de production pétrolière et gazière.

Les limites des actionneurs traditionnels

Jusqu'à présent, les actionneurs sous-marins nécessitaient de grandes unités de puissance hydraulique centrales en surface. Conçues pour alimenter les actionneurs en fluide, les conduites de fluide elles-mêmes peuvent faire des kilomètres de long.

Outre la complexité et le coût ajoutés, les longues conduites et raccords ont le potentiel de fuir du fluide dans la mer.

Les solutions purement électromécaniques, d'autre part, présentent des inconvénients liés à la sécurité car elles ne permettent pas d'intervention mécanique pour ajustement depuis l'extérieur.

Du fait des frottements, une usure mécanique se produit sur le système de transmission de force, rendant difficile pour les systèmes d'atteindre leur durée de vie prévue de 25 ans sans maintenance.

Le SVA : alternative autonome et écoénergétique

Le SVA fournit une alternative écoénergétique et sûre aux actionneurs utilisés auparavant dans la production pétrolière et gazière offshore. Les SVA sont des ensembles autonomes avec leur propre circuit de fluide et un entraînement de pompe à vitesse variable.

Il n'y a donc pas besoin d'une unité de puissance centrale et de conduites de fluide de plusieurs kilomètres. Les SVA nécessitent seulement une alimentation électrique et une ligne de données. Un système de contrôle de déplacement ajuste le débit virtuellement sans perte en fonction de la vitesse.

Cela simplifie la conception et augmente significativement l'efficacité énergétique : comparés aux actionneurs purement électromécaniques, les SVA nécessitent jusqu'à 75 % d'électricité en moins aux charges de pointe.

Sécurité multicouche et fonctionnement en cas de panne

Le cylindre intégré ouvre et ferme les vannes de forage sur le fond marin. Une soupape de sécurité avec ressort mécanique assure que le cylindre peut fermer la vanne de forage de manière fiable sans alimentation électrique externe même en cas de panne d'alimentation.

De plus, le cylindre peut être actionné depuis l'extérieur par un robot sous-marin via une broche. Tous les composants de la chaîne de transmission ont une conception doublement redondante. En conséquence, la solution offre plusieurs niveaux de sécurité.

Compatibilité Industrie 4.0 et maintenance prédictive

Compatible avec la technologie Industrie 4.0, le système de capteurs intégré enregistre en continu les états de fonctionnement dans l'actionneur – y compris la position, la température et la pression – et transmet les données au système de contrôle de niveau supérieur.

Ce système de contrôle est capable d'évaluer les tendances et peut détecter et corriger les écarts par rapport à l'état de fonctionnement normal à un stade précoce – réduisant la probabilité d'arrêts et permettant de planifier la maintenance prédictive si nécessaire.

Avantages combinés des deux technologies

Le Dr Alexandre Orth, responsable des technologies marines et sous-marines chez Rexroth, déclare : « Le SVA combine les avantages de l'actionnement électromécanique et électrohydraulique : il fournit la densité de puissance de l'actionnement hydraulique pour les grandes vannes à guillotine avec une interface électrique plus simple qui élimine le besoin d'ombilics hydrauliques. »

Reconnaissance internationale

Système sous-marin unique, le SVA offre des avantages distincts pour l'utilisateur et l'environnement. Fournissant une solution plus sûre, plus propre, plus efficace et modulaire pour l'activation de vannes sous-marines, le SVA a déjà attiré l'attention internationale.

En mai 2019, le SVA a reçu le Prix du Mérite comme l'un des cinq finalistes du Prix Woelfel 2019 de la meilleure réalisation en génie mécanique. Le prix a été remis lors de la Conférence Offshore Technology en mai 2019 par l'American Society of Mechanical Engineers.