Total R&D Enjeux, ressources et organisationEnjeux de R&D en Raffinage & Marketing Un engagement d’amélioration des procédés et produits Se préparer aux ressources du futur Prendre

École Polytechnique – 21 février 2008

Total R&DEnjeux, ressources et organisation


Besoins énergétiques associés au développement

Source : IEA

Energy consumption per capita (toe)

GDP per capita (k$1995 PPP)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35

1960-2001 or 1971-2001

WORLD

EUROPE

JAPAN

CANADA US

INDIA

CHINA

TAIWAN

KOREA

HONG KONG

Au moins 1 milliard d’habitants consommant plus d’énergies


Les usages énergétiques évoluent avec le développement

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Electricity Transportation Industry Heating

+2%

+2%+1,3%+1,1%

Electricity

Transports

Industry

Heating

Mb/j Primary Energy consumption

4École Polytechnique – 21 février 2008

Les scénarios 2007 du GIEC


L’impact des scénarios du GIEC sur l’élévation de la température


Les impacts du changement climatiqueLe système physique du climat

Précipitations régionalesVagues de chaleur estivalesFréquence et intensité des phénomènes extrêmesÉlévation du niveau des mersRéduction des étendues de glace de mer, de neige, de permafrostModifications des calottes polaires

Les écosystèmesEffets physiologiques et sur les populationsModification des systèmes trophiquesEffets saisonniersMigration des espècesAdaptation de l’agriculture et de la gestion des forêts

Impacts humainsSantéSocio-économiques

Importantes différences régionales S’ajoutent à d’autres effets anthropiques


Recommandations du GIECRéduire les émissions de gaz à effets de serre

aussitôt que possiblede façon à éviter un réchauffement supérieur à 2°C

Utiliser une combinaison d’approches- modifier le mix énergétique vers moins d’énergies carbonées- développer massivement l’efficacité énergétique

dans l’industrie, le transport et l’habitat- développer le captage et stockage du CO2

20% des émissions concentrées


Les facteurs de contrôle de l’émission du CO2L’ équation de Kaya

Contenu en carbone

de l’énergie

Intensitéénergétique

PIBpar personne

Émission du CO2 = Population

+ 50% en 2050

- 50%en 30 ans

France

4%/anest un facteur 7

en 50 ans

à diviser par 2 à diviser par 4 en 50 ans


Les scénarios d’énergie primaire de l’AIE

Accroissement de la demande (1.6%/an)

Scénario « business as usual », doublement des émissions de CO2 en 2030

Scénario alternatif (1,2%/an de la demande) avec réduction limitée des émissions (-15%)

Besoin de croissance plus rapide des énergies carbonées

World Total Primary Energy Supply and Carbon Emission

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1990 2004 2015 2030

Gto

e

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

GT

of C

O2

Hydro etrenouvelblesNucléaire

Charbon

Gaz

Huile

CO2 (Alternatif)

CO2

TPES (Alternatif)

TPES (Réference)

13%

13%

13%5%

6%

6%

6% 25%

25%

26%

26%

34% 33%35%36%

19%21%

21%23%

175

225

380

440

440 TPES en Mboe/J

14%




Une grande variété de scénarios : exemple du RITE (Japon)


« Energy wisdom is knowing

that you do not know »

John Kay – Financial Times, May 29, 2007


Enjeux généraux de R&D de TotalPréparer Total au futur énergétique

Découvertes, connaissances et exploitation des ressources

Compétitivité des produits et adaptation aux marchés des produits pétroliers, de raffinage, pétrochimiques et de spécialités

Efficacité et fiabilité des installations, rendement énergétique

EnvironnementEau, sols, air, produits chimiquesGaz résiduelsGaz carbonique

Traiter les synergies entre ces enjeux multiples de R&DAméliorer continuellement l’efficience de la R&D



SAGD, la technologie in situ utilisée en Athabasca

• Profondeur du réservoir 100 - 400 m, épaisseur ~30 m• Puits horizontaux, drains de 1000 m

• Taux de récupération élevé• Inventé dans les années 80, entrée récemment en phase industrielle

MAIS….

• Besoins énergétiques considérables (> 1100 MWthpour 100,00 b/j) … et émissions de CO2 très importantes

• Nécessite des équipements compatibles avec les hautes températures (250°C) : pompes, capteurs, …


Les enjeux de la R&D en E&P : pérenniser notre stratégie de croissanceHuiles extra lourdes Solutions gazières

Gisements abandonnés

RécupérationValorisationIntégration des procédés Énergie et CO2

Gaz acide, traitement CO2 et H2S GNLConversion chimique: GTL, etc.

water

Oil

C. Fouillout 9/11/2001

FlowlineSubsea wells

Subsea wells

FPSO

Subsea Multiphase Pumping

Subsea Separation

Long Tie-back

Réservoirs très enfouis Eau profonde Prédiction des réservoirs Forage en haute pression Mesure par forte température

Installations sous-marines multiphasiques Écoulement Qualifications

Séparation eau/huileCorrosionDésengorgement

Gaz tight

Estimation des volumes de gazFracturationGéométrie des puits

Meilleure récupération des réserves

Chimiquement: Solvants, chauffage électrique des huilesTests en laboratoires SimulationComportement des polymères par forte température, contraintes mécaniques


Les enjeux de la R&D en E&P :améliorer nos outils et notre savoir-faire technologiques

Géologie : nouveaux concepts Sismologie

Description du réservoir

Acquisitiondes donnéesImagerie (PSDM, etc.)

Lithosismique4D

Simulation géomodèle

Changement d’échelle

Description des failles

Carbonatation

Surveillance du réservoir

Technique de surveillance

Enregistrement des données en temps réel

Alarme intelligente

Gestion générale des données

Diagenèse

Structurel et sédimentologie

Géochimie

Stratigraphie

Description du réservoir

Karstification

Description de la fissure

Amélioration de la productivité

H2S


Les enjeux de la R&D en E&P : améliorer la sécurité et l’impact environnemental

Traitement des gaz résiduels Sécurité et Environnement

Traitement de l’eau

Traitement des sols

Prévention de la pollution de l’eau

Bio caractérisation du milieu marin

Connaissance du sol sous-marin des gisements très profonds : Neris.

Réduction des coûts

Efficacité

Fiabilité

Le projet de Lacq

Capture du CO2Transport et injection du CO2 Stockage du CO2


Exploration & Production6 centres R&D, 5 objectifs : une implantation mondiale équilibrée

2. Capitaliser sur l’expertise locale (sous-traitants, universités, institutsde recherche)

3. Capitaliser sur l’expertisedes partenaires (exploitants)

1. Centrer les projets sur les enjeux locaux, reliés aux autres projets R&D du Groupe

4. Optimiser les relationsavec les pays hôtes

5. Capitaliser sur l’effet de levier financier et fiscal

Norvège

RU

USAQatar*

Canada

France


Enjeux de R&D Gaz et ÉlectricitéPréparer Total au futur énergétique

Maîtriser les technologies d’exploitationdes nouvelles ressources, et des nouveaux marchés du gaz

Gaz acidesTransport et conversion du gaz (GNL, GTL, DME…)Technologies du CTL

Maîtriser les technologies de la génération d’électricité

Procédés divers Gaz pauvres, dessalement, piles à combustibles

Machines et équipements Turbines à gaz…

Capture du CO2 dans les centrales électriques

Développer les techniques de production d’énergies renouvelables

Photovoltaïque (silicium cristallin et nouvelles générations)Solaire thermodynamique Production d’électricité et de chaleur à partirde la biomasseÉnergie des mers


Enjeux de R&D en Raffinage & MarketingUn engagement d’amélioration des procédés et produitsSe préparer aux ressources du futur

Prendre en compte de nouvelles ressourcesPétroles non conventionnels GazBiomasse de 1ère et 2ème générations

Développer des produits et s’adapter aux besoinsdu marché

Conversion et produits en raffinage ; améliorationdes procédés existants et incorporation de nouveaux(FCC, DHC, …)Produits (carburants, additifs, lubrifiants et bitumes)

Plus performantsAdaptés aux besoins spécifiques des clientset aux nouvelles réglementations

Une fiabilité et des rendements accrus, sourcesd’efficacité économique et de respectde l’environnement

Optimisation du fonctionnement et de l’améliorationde la sécuritéEfficacité énergétique et réduction des émissions de CO2

Analyse, contrôle et maîtrise des impacts environnementaux


R&D Raffinage & Marketing

3 Centres de Recherche spécialisés Centre de Recherche de Feluy, CReF : catalyse, catalyseurs - synthèse, caractérisation et évaluation.

Centre de Recherche de Gonfreville, CReG : opérations de raffinage, caractérisation des bruts et huiles de base, optimisation des procédés, tests en procédés pilotes, simulation et génie chimique, essais moteurs, traitement des eaux et corrosion.

Centre de Recherche de Solaize, CReS : formulation des produits finis - carburants, combustibles, additifs, bitumes et lubrifiants ; recherche des relations performance produits sur moteur - carburants, additifs lubrifiants, essais moteurs ; modélisation environnementale pour les rejets dans l’air et études d’impact sur l’environnement ; étude de combustion.

Direction Recherche – Coordination des programmes de recherche et propriété industrielle

Ressources Humaines – 500 chercheurs et techniciens

Coopération avec des tiers - Monde universitaire et académique : CNRS, CEA, IFP,universités et laboratoires français et étrangers …

GonfrevilleLe Havre / France

SolaizeLyon / France

Feluy / Belgique


Enjeux de R&D en PétrochimieInnover dans les produits et les procédés

Préparer et caractériser les produits du futurEn ligne avec les besoins du marchéDans une concurrence mondialeEt de nouveaux standards à respecter

Envisager de nouvelles ressourcesGaz, charbon, ressources renouvelables

Améliorer continûment la fiabilitéet l’efficacité énergétique des installations

R&D en catalyse et procédésDifférenciation des polymères par l’innovation

incrémentale et de ruptureDéveloppement de technologies propriétaires


Centres de Recherche de la PétrochimieLA PORTE MONT / LACQ FELUY LYON

Feluy (Belgique) : couvre tous les sujets de recherche de la Pétrochimie avec un intérêt particulier pour le marché européen et les développements mondiaux.Laporte (Texas, Etats-Unis) : couvre tous les sujets de recherche de la Pétrochimie avec un intérêt particulier pour le marché américain.Mont / Lacq (France) : spécialisé en polystyrène et polyéthylène basse densité.Lyon (France) : développement des grands projets industriels pour le monde entier (pôle technique).

486 Chercheurs et Techniciens et 100 brevets par an



Quelques exemples des innovations HUTCHINSON

Joint torique Joint codeur Calculateur anti-vibratoire actif

TransmissionCoulisse portière Végaprène sur Picasso Off- shore


Cray Valley, Sartomer, CCPUne R&D pour des résines de spécialité


BOSTIKUne R&D pour des adhésifs de plus en plus performants

Application d’un hot-melt par fibérisation en spirale, pour le collage d’élastiques à grande vitesse


ATOTECHUne R&D pour des solutions à la pointe de la technologie de l’électronique

c- Image produite par un microscope électronique à balayage

a- Gravure par faisceau d’ions focalisé

Exemple de substrat de circuits imprimés empilés ; les micro-trous d’interconnexion percés au laser(<50 µm) ont été comblés grâce à la technologie de remplissage au cuivre Atotech

b- Polissage par faisceau d’ions focalisé

Analyse par faisceau d’ions focalisé d’un dépôt de ZnNiutilisé pour la protection haute performance contre la corrosion dans les applications automobiles


Enjeux R&D en EnvironnementFaire face aux engagements de Total

Réduire les impacts environnementauxEau : Se préparer à la Directive Cadre sur l’EauAir : Vers une gestion opérationnelle des unités en vue d’une réduction des émissionsSol : Assurer le maintien des sitesProduits : Carbon dioxideDévelopper et tester des technologies de captagede CO2

Se préparer à la Directive REACH*

Réduire les consommations d’énergieInvestir dans l’efficacité énergétiqueProposer des produits pour les besoinsde durabilité des clients

Gaz carboniqueDévelopper et tester des installations de captage et stockage du gaz carbonique


Démarches de R&D de TotalUne Direction Scientifique Groupe

Stratégie globale, coordination, prospectionProjets de rupture, communication

Rattachée au PDG (Octobre 2006)

Des Directions de R&D des Branches et des SpécialitésStratégie, décision, gestion des moyens, coordination et gestion des projets

L’essentiel du budget de R&D

Des Centres de Recherche des Branches et des Spécialités reliés aux centres techniques et aux filiales

22 centres principaux dans le monde

Des partenariats actifsAvec les groupes industriels (pétroliers et parapétroliers, énergie, automobile, équipementiers…)Et la recherche académique

Projets, thèses, post-doctorants, accueils, programmesCofinancements Total-publics

Europe, Amérique, Russie, Asie

Un réseau de conseillers scientifiques


Conclusions

La R et D est stratégique pour Total

ses moyens augmentent continûment.

Les enjeux de R et D évoluent

et doivent être abordés en synergie.

La diversité des compétences et outils nécessaires

et le besoin d’appropriation de technologies variées

amplifient les démarches de partenariat.

Documents

Total R&D Enjeux, ressources et organisationEnjeux de R&D en Raffinage & Marketing Un engagement d’amélioration des procédés et produits Se préparer aux ressources du futur Prendre