L'encrassement est défini comme la formation d'un dépôt sur les surfaces d'échange des échangeurs thermiques, créant une résistance supplémentaire aux transferts de chaleur dans ces dispositifs. Ces phénomènes, rencontrés dans de nombreux procédés industriels, nuisent aux récupérations d'énergie. Cette étude porte sur l'amélioration de l'efficacité énergétique des raffineries de pétrole par réduction de l'encrassement dans les échangeurs thermiques de train de préchauffe. Deux voies sont étudiées dans ces travaux: l'identification de paramètres opératoires optimums permettant de limiter la formation d'un dépôt encrassant dans les échangeurs actuellement en place en raffinerie et la recherche de technologies d'échangeurs retardant l'encrassement. Une boucle d'essais innovante, permettant de reproduire les niveaux de température, de pression et de débits rencontrés en fin de train de préchauffe, a été construite. Les fluides, i.e. du pétrole brut et du résidu atmosphérique, coupe lourde du pétrole, sont conservés. Deux technologies d'échangeurs sont étudiées au cours de cette thèse: un échangeur tubes et calandre, actuellement la plus rencontrée en raffinerie, et un échangeur à plaques soudées. La première section d'essais, dimensionnée de manière à reproduire les niveaux d'échanges thermiques et les écoulements des échangeurs industriels, joue un rôle de référence et permet une étude paramétrique de l'encrassement. L'efficacité des échangeurs Compabloc sur la réduction de l'encrassement est étudiée via la seconde section d'essais. Enfin, un travail sur l'optimisation des paramètres de modèles d'encrassement existants a été réalisé en vue d'améliorer la précision de leurs prédictions. / Fouling is considered as one of the major unsolved problem in heat exchangers. It generates additional resistances to heat transfer, a decrease of the thermal effectiveness and an increase of pressure drop in industrial units. Those phenomenon, meet on several industrial process, increase the energy consumption with detrimental environmental and economical consequences. Because of complex chemical composition, crude oil fouling mechanisms are not well understood. Also, poor plant data makes analyses of performance of different exchangers in fouling condition limited. An innovative test loop was designed to study hydrocarbon fouling in industrial operating conditions. Test sections were constructed to be representative of industrial heat exchanger technologies. The first technology tested was a shell and tubes heat exchanger, the most common heat exchanger technology in refinery pre-heat train. Experimental results and process data from test bench showed that the test section fouling behavior is similar to an industrial heat exchanger. The fouling test loop was validated by measuring fouling rates close to both literature and industrial values. After this first step of validation, the efficiency of a cross flow plate heat exchanger on reducing fouling in refinery preheat train was tested. In order to improve heat exchanger sizing, fouling models parameters were optimised.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

La présence de contaminants métalliques dans les produits pétroliers engendre des effets indésirables, comme la dégradation de leur stabilité au stockage. Pour limiter ces perturbations, des additifs sont incorporés aux produits pétroliers dans le but de complexer les cations métalliques en solution. Le sujet de la thèse porte sur le développement d’une méthodologie pour étudier les interactions non covalentes dans une matrice hydrocarburée par spectrométrie de masse électrospray (ESI-MS). Plusieurs approches ont été utilisées pour comparer le pouvoir complexant de différentes molécules vis-à-vis des métaux ciblés, puis identifier les structures chimiques les plus efficaces pour inhiber l’action catalytique des contaminants. Ces travaux mettent en évidence l’apport de l’ESI-MS comme outil de présélection d’additifs, moins coûteux et chronophage que les méthodes actuelles de screening. / The contamination of petroleum products by metallic compounds leads to adverse effects, as the degradation of their stability under storage. To prevent these phenomena, specific molecules are added to petroleum products in order to complex metallic cations in solution. This work focus on the development of an electrospray mass spectrometry (ESI-MS) method to study non covalent interactions in a hydrocarbon medium. Several approaches were employed to compare the complexing ability of different molecules towards targeted metals, then to identify the most efficient chemical structures to inhibit the catalytic action of contaminants. Results highlight the contribution of ESI-MS as a screening tool, less expensive and time-consuming than the methods currently used.

L'objectif principal de ce mémoire est d'étudier le lien entre le prix du pétrole brut West Texas Intermediate et le marché boursier de Toronto pour la période allant de janvier 1990 à avril 2014. Pour ce faire, un modèle découlant du CAPM est utilisé. La démarche se fait d'un point de vue agrégé et aussi d'un point de vue sectoriel. Le prix du pétrole aurait un effet négatif sur le marché de Toronto au niveau agrégé, mais seulement lorsque le prix du pétrole diminue. Cet effet serait plus fort sur les entreprises à faibles capitalisations boursières que celles avec de fortes capitalisations boursières. Le prix du pétrole aurait un effet négatif sur le secteur bancaire, un effet positif sur le secteur pétrolier et gazier, et un effet ambigu mais probablement négatif sur le secteur des transports. Il existerait des effets asymétriques à ce niveau. La volatilité des variations du prix du pétrole n'aurait pas d'impact au niveau agrégé, mais en aurait un négatif sur les trois secteurs étudiés. Les résultats que nous obtenons permettent d'évaluer les répercussions financières du pétrole sur le Canada, qui est un enjeu politique majeur.

Titre de l'écran-titre (visionné le 4 janvier 2024) / Ce mémoire étudie les conséquences macroéconomiques d'une hausse soudaine du prix mondial du pétrole pour le Québec, une petite économie ouverte importatrice nette de pétrole. Pour ce faire, un modèle d'équilibre général dynamique et stochastique (DSGE) a été développé. Le modèle s'inscrit dans le cadre général des modèles Real Business Cycle (RBC) et tient compte de l'utilisation d'essence par les entreprises ainsi que de la présence de raffineries dans l'économie québécoise. Les résultats indiquent qu'un choc pétrolier entraîne un recul du produit intérieur brut (PIB) québécois, principalement attribuable à la diminution de la consommation des ménages et des dépenses du gouvernement provincial. L'activité économique se rétablit dans un délai d'environ deux ans et demi. Le modèle ne reproduit pas précisément les répercussions économiques qui ont suivi le choc pétrolier de mars 2022 provoqué par l'invasion russe en Ukraine. Une future version du modèle pourrait intégrer des rigidités néo-keynésiennes et une estimation bayésienne des paramètres, tenir compte de la croissance démographique et retirer la contrainte d'équilibre de la balance commerciale imposée par le modèle actuel. / This master's thesis examines the macroeconomic consequences of a sudden increase in the global price of oil for Quebec, a small open economy that is a net oil importer. To do so, a dynamic stochastic general equilibrium (DSGE) model has been developed. The model is rooted in the framework of Real Business Cycle (RBC) models and takes into account the use of gasoline by firms as well as the presence of refineries in the Quebec economy. The results indicate that an oil shock leads to a decline in Quebec's gross domestic product (GDP), primarily driven by a decrease in household consumption and provincial government spending. Economic activity recovers within approximately two and a half years. The model does not precisely replicate the economic repercussions that followed the oil shock of March 2022 caused by the Russian invasion of Ukraine. A future version of the model could incorporate New Keynesian rigidities and a Bayesian estimation of the parameters, account for population growth, and remove the equilibrium constraint on the trade balance imposed by the current model.

Nous analysons les impacts de chocs reliés au prix du pétrole en utilisant un modèle dynamique stochastique d' équilibre général pour l'économie canadienne (DSGE). Les mouvements dans le prix du pétrole, modélisé comme une variable exogène, affectent l'économie à travers une variation de l'utilisation du capital. Les simulations du modèle suite à des chocs reliés au pétrole sont utilisée pour analyser leurs impacts sur les variables macroéconomiques. Un choc positif sur le prix mondial du pétrole augmente immédiatement la valeur du dollar canadien. Le choc crée également un effet de richesse pour les ménages canadiens et haussent leurs salaires. Bien que le choc diminue les exportations, l'effet de richesse augmente la consommation et la production de biens intermédiaires. Étant donné l'effet sur le taux de change, le choc augmente également les importations de biens.

L'objectif de cette étude est de savoir si la fédération des provinces du Canada forme aujourd’hui une zone monétaire optimale. Les travaux précédents ont suggéré que l’espace monétaire canadien soit divisé en deux espaces, l’un de l’Est et l’autre de l’Ouest. Notre méthodologie, qui intègre des données des Etats-Unis et du cours du pétrole WTI, fait ressortir l’existence de deux zones économiques pouvant se doter de leur propre devise. L’analyse par VECM montre l’existence d’une relation de long terme entre les provinces canadiennes, les États-Unis et le cours du pétrole. Une interprétation possible de nos résultats est que ceux-ci suggèrent que le Canada devrait avoir deux monnaies distinctes une pour la zone de l’Ouest (Alberta/Colombie-Britannique), une pour la zone de l’Est (Québec/Ontario/Nouveau-Brunswick). / The aim of this study is to assess whether the federation of the provinces of Canada today form an optimal currency area. Previous work has sometimes suggested that the Canadian monetary zone be divided into two spaces, one in the East and the other in the West. Our methodology, which incorporate data from the United States and WTI oil prices, highlights the existence of two economic areas that could develop their own currency. VECM analysis shows the existence of a long-term relationship between the Canadian provinces, the United States and oil prices. The results can be interpreted as suggesting that Canada should have two separate currencies for an area of the West (Alberta / British Columbia), one for the area (Quebec/Ontario/New-Brunswick).

Depuis les deux crises pétrolières des années 70, certains des principaux pays producteurs de pétrole ont connu un essor économique important alors que d'autres n'ont pas su profiter des chances offertes par cette ressource. Chaque pays producteur ayant ses propres caractéristiques de production, est-il possible d'observer des constantes dans l'offre pétrolière de ces pays? Si oui, quelles sont les caractéristiques qui influencent la forme de l'offre de pétrole? Ce mémoire cherche à estimer les fonctions d'offre pétrolière pour 21 des plus importants producteurs mondiaux au cours de la période 1980-2007. Les estimations sont effectuées à l'aide de données annuelles et mensuelles. Les résultats sont analysés de façon à déceler des tendances au niveau des élasticités-prix de ces fonctions d'offre. Les résultats ne permettent pas de tirer des conclusions pour les pays producteurs développés comme le Canada, les Etats-Unis et la Grande-Bretagne ni pour les pays en développement. Cependant, ils confirment le comportement anti-concurrentiel des pays de l'OPEP qui affichent une élasticité-prix négative.

Pour accéder à la caractérisation des matrices complexes pétrolières, la chromatographie en phase liquide bidimensionnelle couplée à une détection spécifique comme la spectrométrie de masse à couplage inductif (LCxLC-ICP-MS/MS) s’avère être une solution pertinente. Un tel couplage permet d’envisager la spéciation des contaminants soufrés ou encore métallés (vanadium et nickel). Ce couplage reste, à notre connaissance, inédit aujourd’hui et sa mise en place a nécessité en premier lieu d’évaluer différents systèmes d’introduction de l’échantillon en amont de la détection. La comparaison de ces systèmes, au regard de la dispersion qu’ils génèrent, a été effectué afin de conserver la qualité de séparation obtenue en sortie du système LCxLC. La seconde partie du développement instrumental a concerné l’optimisation de la partie LC×LC. Le choix des différents mécanismes de rétention dans les deux dimensions étant primordial au vu de la complexité des échantillons (polarité, solubilité, poids moléculaire…). De plus, l’introduction de matrices organiques dans les sources plasma reste un réel défi qu’il a fallu évaluer, celles-ci pouvant être la cause de nombreuses contraintes analytiques. Enfin, une fois la méthodologie off-line SECxRPLC-ICP-MS/MS développée, elle a été appliquée à différents échantillons montrant qu’elle peut être considérée comme une solution intéressante pour expliquer le comportement de certaines matrices au sein des unités de raffinage, par l’intermédiaire de la comparaison de cartographies 2D / Two-dimensional liquid chromatography coupled with a specific detection such as inductively coupled plasma mass spectrometry (LCxLC-ICP-MS/MS) proves to be a relevant technique for the characterization of petroleum complex matrices. Such coupling makes it possible to consider the speciation of sulfur or metal contaminants (vanadium and nickel). Firstly, the evaluation and the comparison of several sample introduction systems was performed, with regard to the dispersion induced in the system, in order to keep a high efficiency from the LCxLC system. The second part of the instrumental development concern the optimization of both dimensions. The choice of the different retention mechanisms is essential given the complexity of the samples (polarity, solubility, molecular weight...). Additionally, the introduction of organic matrices in the plasma remains a real challenge which could be the cause of many instrumental and analytical issue. Finally, once the off-line SECxRPLC-ICP-MS/MS method was developed, it was applied to different samples showing how it can be considered as an interesting tool to explain the behavior of matrices within the refining units, through the comparison of 2D-contour plots

Ce mémoire met l’accent sur deux questions essentielles: la flambée du prix du pétrole et son impact sur l’emploi et le taux de change au Canada. Dans ce papier, nous avons cherché à étudier et analyser l’impact des récentes hausses du prix du pétrole sur certaines variables macro-économiques de l’union monétaire Canadienne dans le cadre de la théorie de la Zone Monétaire Optimale. Nous adopterons l’approche d’un modèle VEC basé sur les modèles VAR, en utilisant des données mensuelles couvrant la période du 1994M03 au 2012M06. Les résultats empiriques obtenus pour le Canada confirment notre intuition et indiquent que l’incidence de l’augmentation de prix du pétrole de WTI sur l’emploi total et l’emploi en transport et entreposage est positive à court et long termes, mais négative en ce qui a trait à l’emploi en fabrication et au taux de change à long terme. Enfin, l’impact sur les principales provinces canadiennes s’avère différent entre régions et confirme la sensibilité et la souffrance du secteur manufacturier dans certaines provinces, surtout au Québec et en Ontario. Mots clés : Le Canada, la hausse des prix du pétrole, Variables macro-économiques théorie de la Zone Monétaire Optimale, modèles VEC et VAR.