Il y a onze ans, lorsque la multinationale pétrolière et gazière Shell a acheté sa première imprimante 3D métal, elle ne visait qu’à produire des pièces prototypes pour ses installations expérimentales. Aujourd’hui, avec d’autres entreprises du même secteur, Shell écrit un chapitre qui pourrait faire de l’industrie pétrolière et gazière le quatrième grand adopteur de la fabrication additive. Angeline Goh, responsable des technologies d’impression 3D chez Shell, nous emmène dans un voyage riche en enseignements, en collaborations et en espoirs pour l’avenir.
Comme vous le savez probablement déjà, les secteurs de la santé, de l’aérospatiale et de l’automobile sont les principaux adeptes de la fabrication additive. Si la technologie ouvre sans cesse de nouvelles applications dans ces secteurs et d’autres encore, sa capacité à répondre à un problème d’un milliard de dollars, à plusieurs niveaux, peut suffire à faire de l’industrie pétrolière et gazière une autre source de croissance pour ce marché. Ce problème est l’incertitude de la chaîne d’approvisionnement.
Les pièces inutilisées ou obsolètes occupent de l’espace de stockage, ce qui entraîne une augmentation des coûts d’inventaire. Si on ajoute à cela l’incapacité d’identifier et de suivre les pièces de rechange obsolètes, les temps d’arrêt opérationnels ou la conformité à la sécurité et à la réglementation, on peut comprendre pourquoi les industries pétrolières et gazières sont sur les montagnes russes en matière de coûts.
Depuis le Covid-19, la FA a mis l’accent sur sa capacité à relever ces défis, donnant aux compagnies pétrolières et gazières comme Shell la possibilité de tirer le meilleur parti de leurs ressources – en interne, la société dispose de machines DED, SLM, SLS, SLA, FDM, fusion multijet à travers un parc d’environ 15 imprimantes 3D à Amsterdam et en Inde :
« Aujourd’hui, nous utilisons l’impression 3D pour imprimer à la demande des pièces de rechange obsolètes pour nos actifs, développer de nouveaux équipements et prototyper rapidement des conceptions techniques. En développant une capacité interne, nous voulons combler le fossé entre les fabricants d’impression 3D et l’industrie de l’énergie, et devenir des utilisateurs avertis de ce service en externe », explique Goh.
Même si ces ressources ont soutenu la production d’équipements médicaux lors de la pandémie de Covid-19, et dans certains projets de développement comme celui mené avec l’équipementier B.F.E Bonney Forge, Shell n’a pas l’ambition de devenir un fabricant. Tout comme Equinor, la société croit en un nouvel écosystème d’inventaire numérique, dans lequel il est important que la fabrication des pièces de rechange pour leurs actifs soit effectuée localement autant que possible, en s’appuyant sur des fournisseurs de services locaux tiers qualifiés afin de réduire véritablement les délais et de réaliser des gains en termes de durabilité. Ainsi, l’entreprise n’utilise ses installations que pour des projets internes de R&D et de soutien aux actifs.
Principaux domaines d’intérêt et de collaboration
« Il n’y a pas de journée de travail typique pour nous, dans l’unité d’impression 3D, en ce qui concerne la R&D et le soutien aux actifs, mais il y a cinq grandes catégories de travail qui m’occupent, et le temps alloué à ces catégories peut varier d’un jour à l’autre », a déclaré Goh avant d’énumérer les tâches :
- Travaux de R&D sur des conceptions ou des applications nouvelles. Il s’agit de projets visant à atteindre les objectifs à long terme des applications de FA afin de créer de la valeur commerciale pour notre entreprise. Certains de ces projets sont des programmes pluriannuels, comme le développement que nous avons entamé sur le récipient sous pression imprimé en 3D pour la certification par une tierce partie. Il s’agit de s’attaquer à un problème qui mérite d’être résolu et d’évaluer, au fil des étapes fixées pour le projet, si l’hypothèse se vérifie et si nous sommes en mesure de réaliser l’innovation nécessaire.
- Le travail de soutien aux actifs peut provenir de n’importe où dans le monde et peut inclure une simple visualisation pour une solution d’ingénierie, pour aider à répondre à un besoin urgent d’une pièce de rechange obsolète. Les demandes de travail émanant des actifs doivent être constamment classées par ordre de priorité en raison de l’impact potentiel qu’elles peuvent avoir sur la production de l’actif.
- Gestion et transfert des connaissances – Je prépare des documents pour les ateliers et les webinaires et je participe aux appels de la communauté de FA en interne afin de perfectionner les compétences de nos ingénieurs.
- Le travail de collaboration entre l’industrie et les opérateurs partenaires pour l’inventaire numérique est également en cours et constitue un élément de développement passionnant.
- Travail d’assurance technique – examen des nouvelles lignes directrices internes et préparation de la documentation technique et des documents sur la technologie« .
Il va sans dire que les défis peuvent différer d’un projet à l’autre, mais l’un des points communs de leur travail est qu’étant donné les normes élevées de l’industrie de l’énergie en matière de santé, de sécurité et d’environnement, l’introduction de toute nouvelle technologie doit être prouvée par des essais solides et complets et des points de données adéquats.
Prenant l’exemple du travail effectué avec Kongsberg Ferrotech, Equinor, SINTEF et Gassco, afin de développer des technologies d’impression 3D pour la réparation et la maintenance des équipements sous-marins, elle explique : « Il s’agit d’un défi certain, par exemple en ce qui concerne l’utilisation de l’eau pour la production d’énergie. C’est certainement un défi lorsqu’il n’existe pas de normes de FA pour les applications hyperbares et mobiles.
L’équipe doit harmoniser les normes applicables à la portée de la réparation, et nous travaillons en étroite collaboration avec les fournisseurs, les sociétés d’exploitation et les sociétés de classification pour y parvenir. Dans ce processus d’introduction de la réparation sous-marine basée sur la FA, il est important d’identifier et de gérer les risques au fur et à mesure que nous engageons nos actifs qui sont candidats pour servir d’éclaireurs. De cette manière, nous renforçons la confiance dans l’ensemble de la chaîne de valeur. Un programme de qualification complet avec la participation de l’inventeur et du fabricant jusqu’au premier utilisateur est nécessaire pour démontrer la qualité et la valeur des réparations sous-marines par FA ».
Dans le même ordre d’idées, Goh estime que l’amélioration de la gestion de la qualité permettrait d’améliorer considérablement la manière dont nous nous procurons les pièces détachées imprimées en 3D dans l’ensemble de l’industrie, mais pas seulement. L’amélioration des délais, des coûts et l’acceptation de la FA nécessitent également de mettre l’accent sur les données et les personnes.
En ce qui concerne les données, « l’amélioration de l’exploitation des données de suivi de la qualité en ligne pour la détection des défauts et le contrôle de la qualité qui réduit la quantité de tests post-fabrication » devrait être un domaine clé pour l’industrie car il « est important d’obtenir des impressions plus justes dès la première fois et de réduire le délai et le coût globaux de la technologie ».
En outre, j’aime l’idée que Goh place les personnes au cœur du changement. Soyons honnêtes. La transformation est connue pour ses pièges et ses défis, mais l’erreur la plus fréquente des organisations est peut-être de négliger ce que l’on appelle les « soft skills » du changement. Goh estime qu’il est important de se concentrer sur les personnes, et en particulier sur les collaborations avec les utilisateurs finaux « pour améliorer les connaissances de la communauté sur la technologie, pour renforcer la confiance dans la technologie et pour gérer les changements dans les processus de travail liés à [son adoption] ».
« De même, il existe des partisans de l’inventaire numérique dans les entreprises fournisseurs qui sont des fabricants d’équipement d’origine. Cependant, même ces partisans ont besoin d’aide pour transformer leurs organisations en de nouvelles méthodes d’approvisionnement. La stratégie et les processus devront changer, ce qui nécessite des efforts et de l’attention pour être mis en œuvre efficacement », ajoute-t-elle.
Les divisions de FA des entreprises pétrolières et gazières peuvent-elles jouer leur rôle dans ce voyage vers la durabilité ?
L’industrie pétrolière et gazière est confrontée à des demandes croissantes pour clarifier les implications des transitions énergétiques pour leurs opérations et leurs modèles commerciaux, et pour expliquer les contributions qu’elles peuvent apporter à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à la réalisation des objectifs de l’Accord de Paris.
Les pressions sociales et environnementales croissantes exercées sur de nombreuses entreprises pétrolières et gazières soulèvent des questions complexes sur le rôle de ces combustibles dans une économie énergétique en mutation, et sur la position de ces entreprises dans les sociétés dans lesquelles elles opèrent.
Même si l’amélioration de la durabilité de ses activités est une ambition à multiples facettes, Goh réaffirme que Shell recherche des opportunités immédiates et à long terme pour atténuer l’impact de ses activités sur les personnes et les environnements dans lesquels elles opèrent.
Si le parcours de l’entreprise en matière d’ESG et de développement durable est un sujet qui dépasse son champ d’expertise, elle reste optimiste quant aux possibilités de la FA, en particulier lorsqu’il s’agit d’aller au-delà du développement de nouvelles conceptions pour réduire les émissions des opérations et la production locale de pièces de rechange à la demande :
« Il est possible d’aller plus loin en améliorant la répétabilité et en réduisant la variation de la qualité des imprimantes, en développant un transfert sécurisé et autonome des données vers des imprimantes distantes pour la fabrication et en mettant à disposition des fiches techniques spécifiques à la FA pour une plus large gamme de matériaux utilisés par notre industrie afin de faciliter la fabrication locale à la demande ».
« Au-delà de la portée technique, la communauté peut aider à propulser la croissance de l’adoption de la technologie en partageant les réussites et les leçons tirées des applications de FA. Il existe diverses plateformes pour l’échange de connaissances et d’expériences, et je participe certainement à un certain nombre d’entre elles, tout en espérant voir ces forums se développer. Un livre que j’ai lu et trouvé utile fait état des expériences des uns et des autres et inspire. Il s’intitule AM Change Management Guide et est publié par le Mobility Goes Additive Group (MGA). Il reste encore beaucoup d’efforts à faire pour élaborer de nouvelles lignes directrices et normes qui nécessitent la contribution de tous les partenaires de l’écosystème de FA. La publication de normes faciliterait l’élaboration d’une législation visant à soutenir l’adoption de la technologie », conclut-elle.