L’optimisation énergétique des navires de commerce, un vastesujet

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Bon gré, mal gré, par obligation économique et/ou réglementaire, lesexploitants de navires cherchent à réduire les émissions de leurs navires. Pourle CO2, la raison économique rejoint l’obligation écologique:réduire le taux de production de ce gaz à effet de serre passe par la réductionde la consommation. Tout le monde y trouve son compte lorsque le prix dessoutes est élevé et qu’il est très difficile de le transférer sur unemarchandise qui se fait rare. Différents champs d’expérimentation existent pourréduire les consommations, à commencer par le plus simple: éteindre leséquipements qui ne servent à rien durant un certain temps, comme ilconviendrait d’éteindre la lumière en sortant d’une pièce. C’est à cet exercicesimple qu’un second mécanicien de la CMN s’est attelé en compagnie d’un élèveofficier de Marseille. Surmotorisé pour son emploi actuel, le roulier mixeGirolata est doté de quatre moteurs lui permettant de filer à 24nœuds. Mais à sa vitesse d’exploitation de 16,5 nœuds, deux moteurssuffisent. Pour des raisons semble-t-il essentiellement liées à l’usage, lesséparateurs à huile des moteurs arrêtés restent en fonctionnement. Cesdispositifs ont deux fonctions: purifier l’huile delubrification – ce qui nécessite une température de82 oC – et maintenir le moteur arrêté entempérature afin de limiter les dilatations. Après une rapide étude sur lesavantages et inconvénients, il a été décider d’arrêter ceux qui étaientassociés aux moteurs inutilisés.

Arrivant à Ajaccio vers 7 h du matin pour en repartir vers 19 h,le roulier reste à quai durant 12 h. Tous les séparateurs restent enfonctionnement. Il a été décidé de les arrêter. Pourquoi alors conserver unetempérature de chaudière de 82 oC? En leurrant simplement lecapteur de température, celle-ci a été abaissée à 70 oC. Ces« innovations » ont permis de réduire de moitié les300 000 € que coûtaient les anciennes pratiques, sans investiret en étant totalement transparent pour le personnel machine.« Quand c’est le bord qui trouve des solutions, elles sont misesen œuvre facilement », commente sobrement un cadre de laCMN.

Slow steaming durable

Jean Otto de Kat et Ludovic Gérard, représentant respectivement Mærsk Lineet CMA CGM, sont formels: le slow steaming sera durable. Au moins tant que lesporte-conteneurs ne seront pas très correctement remplis, serait-il permisd’ajouter. Les nouveaux grands porte-conteneurs seront donc moinsmotorisés.

Vice-président de CMA Ships, gestionnaire des navires du groupe, LudovicGérard s’est attaché à monter que toutes les craintes d’ennuis mécaniques liésà l’usage de vitesses bases se sont relevées sans objet.

Rappels techniques: le slow steaming concerne une vitesse inférieure ouégale à 20-21 nœuds et une charge moteur inférieure ou égale à 40 %de la charge nominale. Pour le super slow steaming, la vitesse est inférieureou égale à 16 nœuds et la charge à 15 %. Avec un tirant d’eau de13 m, le CMA-CGM-Andromeda de 11 400 EVP géométriquesconsomme en mer 200 t de fuel lourd en 24 nœuds, un peu plus de150 t à 22 nœuds, moins de 120 t à 20 nœuds et moins de75 t à 16 nœuds. Selon les calculs de la compagnie, par voyage, ilest rentable de passer en slow steaming dès que le fuel lourd atteint les200 $/t en ce qui concerne une desserte Nord-Europe/Nord-Chine. Mais larentabilité annuelle, coût du capital compris, d’un système de transport quipasse de huit à dix navires, n’a pas été présentée.

Concernant la crainte de l’encrassement prématuré du collecteur de balayage,celle-ci s’est confirmée sur les moteurs de petit alésage (S70 MC-C). Pourles grands alésages (K98 MC-C), le degré d’encrassement dépend du fuelutilisé indépendamment de la charge moteur. La crainte d’un encrassementprématuré des turbos est restée sans objet en apportant un soin« particulier à l’entretien des filtres à air et à la fréquencedes nettoyages ».

Fonctionnant en continu, les moteurs d’entraînement des soufflantesauxiliaires n’ont pas connu de surcharge particulière tant que les rondesmachines contrôlent bien que le point de purge restait dégagé. Sans celà, lasurpression chasse la graisse du roulement vers les enroulements du moteur.L’usure corrosive des chemises de cylindre résultant de la formation d’acidesulfurique due à une température trop basse des chemises n’a pas été constatéesur les moteurs de type K98MCV-C et ME. Elle est en cours d’évaluation sur lesRT-Flex96C. « Statistiquement, ajoute Ludovic Gérard, il aété constaté moins d’avarie de chemise en slow steaming et aucune en slowsteaming super slow steaming quel que soit leconstructeur. »

Il n’y a pas de différence « flagrante » entreles navires concernant l’encrassement des chaudières récupératrices. Encore unefois, la différence d’un voyage à l’autre semble plus liée aux propriétés decombustion du fuel qu’à la charge de moteur.

CMA CGM a poursuivi sa recherche pour « gratter »quelques pour cent de plus. Constatant qu’à faible charge, les turbosoufflantesont un mauvais rendement, CMA Ships a cherché à isoler une ou deuxturbosoufflantes afin de permettre aux autres de mieux fonctionner. Depuis2009, la compagnie a développé avec MAN un système réversible permettantd’isoler une ou deux turbos travaillant à (trop) faible charge. Après 23 moisd’expérimentation, il apparaît que les gains dépendent de la charge et du typede moteur. Les navires en propriété, voire les affrétés, devraient êtreprogressivement équipés de vannes portes

Test d’utilisation du 850 cSt

En 2011, les dépenses de combustibles de CMA CGM ont été de l’ordre de4 Md$. Une économie de 1 % représente donc 40 M$. CMA Shipsexpérimente donc, par taille de navire, port de soutage et route maritime,l’usage de fuel de plus en plus lourd. Après le 500 cSt, elle est passéeau 700 cSt en 2009 et au 850 cSt en 2011. Les premiers résultatsmontrent les bonnes propriétés de combustion tant en ce qui concerne lachaudière, le moteur principal que les auxiliaires. Il y a peu de résidu detraitement de ce qui ressemble de plus en plus à du bitume. Le« vrai » problème vient du fait que la qualité ducombustible dépend d’une série de critères qui ne sont pas nécessairement biendéfinis par la norme ISO 8217. Il n’est donc pas conseillé d’acheter dufuel en se basant uniquement sur cette norme. CMA Ships est en coursd’élaboration d’un cahier des charges que les fournisseurs seraient invités àrespecter s’ils veulent voir leurs offres retenues.

Grâce au slow steaming, les grands porte-conteneurs n’emportent plus« que » 6 000 t à 8 000 t de HFO,répond Philippe Renaud. Si l’usage du 850 cSt devait se généraliser, celane serait pas neutre pour les États côtiers en cas de rupture des cuves oud’échouement: 6 000 t de fuel très visqueux à pomper, cela peutprendre un certain temps. Mais tous les navires propriété de CMA CGM sontéquipés du dispositif de récupération rapide des combustibles JLMD, a soulignéimmédiatement Ludovic Gérard, vice-président de CMA Ships.

Interrogé sur le comportement à la mer du 850 cSt, le Centre dedocumentation, de recherche et d’expérimentations sur les pollutionsaccidentelles des eaux répond que, d’une manière générale, il étudie lecomportement dans l’eau de toutes sortes d’hydrocarbures, y compris différentstypes de bitume. Leur comportement peut cependant varier selon l’origine desfuels supposés avoir la même viscosité. Il n’y a donc pas de quoi se réjouir del’expérimentation du 850 cSt.

Le GNL en solution d’attente

Le directeur commercial de Wärtsilä France, Jean-Marc Henry, a souligné lebien que l’on pouvait penser du retrofiting d’un moteur diesel en moteurpouvant brûler soit du HFO, soit du gaz naturel (combustible qui émet 25 %de CO2 en moins, 85 % de NOx en moins etpratiquement aucun SOx ni aucune particule fine).

Le 20 novembre, les cuves à GNL du parcel tanker BIT-Viking ontété remplies. Livré en septembre 2007, ce chimiquier de24 783 tpl s’est vu rajouter sur son pont principal deux citernescryogéniques de 500 m3 chacune. Pour ce navire comme pour legrand ferry devant être livré par STX Finlande, le motoriste finlandais a toutfourni: les moteurs, les citernes et les diverses tuyauteries conduisant le GNLdes cuves aux injecteurs. Pour conclure, Jean-Marc Henry a estimé que le GNLétait la solution d’attente avant l’arrivée d’ici 15 ou 20 ans de la pile àcombustible (PAC) de 500 kW. Un intervenant a ajouté qu’on trouve déjà enFrance des PAC de 300 kW à membrane électrolyte polymère bien adaptéespour les navires de moins de 35 m. Les problèmes énergétiques des petitsnavires et des grands sont sensiblement différents.

Costa-Concordia à la cafétéria

En fréquentant la cafétéria de l’école, les futurs officiers de marinemarchande peuvent, depuis le 13 janvier, mesurer l’impact télévisuel del’accident du Costa-Concordia en Italie et en France. Ce dernier aoccupé bon nombre de conversations des participants au colloque lors despauses. Autre sujet de conversation, la pertinence des propos de la ministrechargée de la tutelle de l’ENSM prononcés le 30 novembre lors des Assises del’économie maritime: « Ma conviction, je vous la livreaujourd’hui, est qu’il faudra également faire un choix entre les différentssites que vous occupez aujourd’hui, et je suis ouverte à toutes lespropositions que vous voudrez bien me faire à ce sujet. » Àmoins de six mois de la fin de l’actuel gouvernement.

L’aile de kite surf à l’étude

L’assistance à la propulsion par une voile de type parapente développée parl’allemand SkySails ayant rencontré un succès commercial mitigé, le navigateurYves Parlier reprend le dossier avec une voile de type kite surf, présentéecomme plus performante. Le projet Beyond the Sea a été créé en 2007.Dans un premier temps, il est prévu de concevoir et fabriquer un démonstrateurde 100 m2 à 700 m2 pour tracter un chalutier de22 m. Puis de passer un deuxième développant 500 m2 à2 000 m2 pour tracter le Cap-Camarat, roulier de CMCGM.

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