RESUME, CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS RELATIF AU RAPPORT (VERSION ANGLAISE) SUR LES CONSÉQUENCES SUITE A L INTRODUCTION DE COMBUSTIBLES A FAIBLE TENEUR EN SOUFRE DANS LA NAVIGATION INTERIEURE 1 L Union Européenne a adopté la directive 98/70/CE relative à la qualité des carburants dans le but de réduire l émission dans la navigation fluviale. Cette directive, ensemble avec la directive 1999/32/CE relative à la réduction de la teneur en soufre dans les carburants marins utilisés en navigation fluviale et les amendements 2005/33/EC, fixe, pour les eaux côtières, les ports et la navigation fluviale à partir du 1 janvier 2010, la réduction de la teneur en soufre du gasoil à un maximum de 10ppm (0,001% m/m). Avec la directive 2009/30/CE du 23 avril 2009 l introduction de la norme par rapport au carburant à faible teneur en soufre limitée à 10ppm, a été ajournée, pour la navigation fluviale, jusqu au 1 janvier 2011. A l origine, il y a quelques années, la Commission Européenne avait envisagé de réduire l émission de la navigation fluviale au moyen d un carburant d une teneur en soufre conforme à la norme EN590. Toutefois dans la forme définitive de la directive précitée cet objectif a été abandonné et seule une limite par rapport à la teneur maximale en soufre dans le gasoil utilisé par la navigation fluviale a été maintenue limite fixée à 10ppm c.à.d. 0,001% m/m. EN590 est un carburant marin de haute qualité, à faible teneur en soufre adapté aux moteurs modernes qui pourront fonctionner sans problèmes, donnant une combustion propre et qui a une densité légèrement réduite ce qui entraine une consommation de carburant un peu plus élevée. Ceci est quelque peu compensé par une valeur énergétique plus élevée et grâce à l ajout d additifs lors du raffinage, on obtient une capacité de lubrification acceptable. Pour les moteurs dits "modernes" un carburant à faible teneur en soufre avec un maximum de 50ppm est souvent recommandé par les fabricants de moteurs. Puisque l UE ne détermine que le taux maximal de teneur en soufre, il ne peut pas être exclu qu en Europe différentes qualités de gasoil soient disponibles, avec des teneurs en soufre qui n excèdent pas la norme européenne mais dont les autres spécifications du carburant sont inférieures aux limites souhaitées. Le carburant EN 590 sera surement plus cher que d autres gasoils, dont la qualité pourrait-être inférieure à la norme EN 590. Le risque existe que ces gasoils contiendront mois d additifs de lubrification. Il est donc pas à exclure que ces carburants moins chers provoquent une usure plus rapide des éléments du système d injection et des conséquences de dommages connus aux moteurs à cause d une combustion insuffisante. En fait un pourcentage considérable de bateaux (estimé à 84% de la flotte intérieure néerlandaise) est équipé pour la propulsion principale et les groupes auxiliaires par des moteurs "anciens". Ces moteurs sont moins appropriés à l utilisation de carburant à faible teneur en soufre. Les systèmes d injection de ces moteurs dits "ancien" sont plus sensibles à l usure et aux conséquences qui en découlent. Des fuites dans les joints de ces "ancien" moteurs peuvent également se produire lors de l utilisation d un carburant à faible teneur en soufre. Pour tous ces moteurs un nouvel équilibre devra être établi entre la teneur en soufre du carburant et le TBN de l huile de lubrification. 1 La traduction française du résumé, de la conclusion et des recommandations fait partie du rapport intégral en version anglaise publié sous le nom: IVR Report on the impact on implementation of low sulphur fuel in seagoing per 1 1 2010 and inland navigation per 01 01 2011 from a practice viewpoint date 14 janvier 2010.
Tout compte fait on peut affirmer que l introduction d un carburant à faible teneur en soufre ne devrait pas poser de problèmes pour la navigation intérieure, à condition que des adaptations nécessaires soient entreprises au niveau du système d injection du moteur en accord avec les fabricants de moteurs et les fournisseurs d huile de lubrification que le TBN de l huile de lubrification soit correctement ajusté au carburant à faible teneur en soufre, et que de préférence l on avitaille un carburant selon la spécification EN 590. Pour les navires de mer qui opèrent mondialement, comme le EN 590 ne sera pas disponible dans tous les ports du monde, l utilisation du carburant à faible teneur en soufre, dans les régions où son usage sera obligatoire, posera des problèmes tout à fait différents que pour la navigation fluviale. Ces navires doivent faire face à une large gamme de produits mondiaux de faible teneur en soufre, mise à disposition par un grand nombre de fournisseurs, une diversité ou un manque de qualité et devront changer plus souvent d un carburant à l autre et y adapter leurs procédures. Les systèmes d injection ainsi que les systèmes de chauffe-eau et de traitement des gaz d échappement devront dans beaucoup de cas être modifiés selon les instructions des fabricants de moteur et des bureaux de classification. L huile de lubrification, que les moteurs soient à 2 ou 4 temps, ou le réglage de la lubrification des cylindrés devront également être ajustée pour l usage de carburant à faible teneur en soufre, le tout en accord avec le fabricant du moteur. Pour les bateaux fluviaux ainsi que les navires de mer le mélange de carburant (HFO, LSFO3 ainsi que gasoil et biocarburants) doit être évité autant que possible. Il devient impératif de surveiller avec beaucoup d attention le carburant et le système d injection, ainsi que les analyses fréquentes des qualités du carburant et de l huile de lubrification et d avoir conscience sur l importance de la mise en place de procédures appropriées lors du changement de carburant pour éviter de l usure inutile et des dommages aux installations. L UE ne fait que régler le maximum de la teneur en soufre sans déterminer les spécifications par rapport au carburant, la combustion et l usure y relative. Du fait que les carburants à faible teneur en soufre avec une lubrification appropriée seront plus chers, les propriétaires de bateaux pourraient décider à utiliser un carburant à faible teneur en souffre moins cher de moindre qualité ce qui aura inévitablement comme conséquence une usure ides pompes à injection et des injecteurs, une mauvaise combustion ainsi qu une usure et dommage aux moteurs. 1 Total base number (TBN) est une mesure pour l huile de lubrification (neutralisation d acides). TBN indique l efficacité de la capacité de neutralisation des acides lors de la combustion. Une teneur élevée du TBN est favorable pour une diminution de l usure et corrosion par suite aux acides. Les lubrifiants en navigation se suffisent en principe entre 15 à 50mgKOH/g, et mais atteignent des fois 70 ou 80mg KOH/g, ceci. pour faire face soit à une utilisation du moteur dans des conditions difficiles soit pour palier à une longue période entre 2 vidanges. Un teneur de TBN de 2mg KOH/g ou moins est insuffisant pour une bonne protection du moteur avec un risque de dommage de corrosion. Une teneur élevé en soufre provoquera une diminution rapide du TBN dans les huiles et une hausse de la formation d acide sulfurique. 1 HFO (Heavy Fuel Oil) est l indication international du carburant, résidu du pétrole brut après l extraction du gazole et distillat de carburant après distillation.
LSFO (Low Sulphur Fuel Oil) est une indication internationale pour un type spécial de carburant avec une teneur maximale en soufre de %. 1. Conclusion La conclusion générale du rapport de l IVR sur les conséquences relatives à l introduction de carburant à faible teneur en soufre en navigation fluviale à partir du 1 er janvier 2010 est que la transition d un l ancien gazole avec une spécification VOS/DIN (teneur en soufre jusqu à un maximum de 2000 ppm) vers un gazole à faible teneur en souffre ne causera pas de problèmes sérieux et ne nécessitera que des adaptations limitées du système d injection des moteurs "ancien" existant en grand nombre. Dès que la transition vers des carburants EN590 ou des gasoil VOS à faible teneur en souffre, les aspects d usure de moteur s amélioreront. Le fait que l UE ne régule que la teneur maximale en soufre et ne s occupe pas des autres spécifications aussi importantes pour garantir une combustion adéquate, faire courir le risque d usure et de dommages aux installations de propulsion. Du fait que l avitaillement du carburant à faible teneur en soufre est obligatoire dans les ports de l UE pour les navires de mer à partir du 1.1.2010, il n est pas impossible que les bateaux fluviaux soient également déjà avitaillés par du carburant à faible teneur en soufre à partir de cette date alors que la directive n entrera en vigueur qu au 1.1.2011. Comme les gasoils EN590 et VOS à faible teneur en souffre est plus cher, que la consommation en carburant augmentera et que l approvisionnement sera encore limité, le risque existe que les propriétaires de bateaux choisissent un carburant à faible teneur en soufre dont les spécifications sont de qualité inférieure. De plus les fournisseurs ont le choix de livrer un carburant avec des spécifications plus pauvres, ce qui peut entrainer une usure excessive des systèmes d injection et pièces du moteur et en définitive aboutir à des bris de moteur Le manque d information dans le secteur de la navigation fluviale sur les conséquences de l utilisation de carburant à faible teneur en soufre ou de carburant d une spécification inférieure à EN590 ou VOS ainsi qu une certaine ignorance de la problématique de la part des propriétaires de bateaux équipés de moteurs dits "ancien", pourra encore augmenter ce risque Concrètement les conclusions peuvent se résumer comme suit: EN590 carburant en faible teneur de soufre possède par rapport au gasoil VOS une teneur plus élevée de Cétane et une meilleure stabilité. Les deux carburants à faible teneur en soufre assureront une meilleure combustion avec un résultat positif sur la durée de vie des filtres et un encrassement plus faible du moteur. En raison du procédé d hydro désulfurisation (HDS) dans le process de raffinage du pétrole brut destiné à réduire la teneur en soufre,la capacité de lubrification du carburant est réduite. Cette diminution est compensée par l ajout d additifs és lors du process de raffinage. Il faut remarquer que les spécifications du gasoil VOS ne fournissent pas d indication sur les critères maximum des propriétés antifriction du gasoil à 60 o C, contrairement à la spécification EN590 qui révèle une section d usure de 460 μm. La compatibilité élastomérique 2 du gazole à faible teneur en soufre se situe différemment. Le carburant à faible teneur en soufre possède en général un impact inférieur sur les élastomères(joints en caoutchouc) que l ancien gasoil à 2000 ppm VOS/DIN. Ceci peut avoir comme conséquence que certains joints de moteurs qui ne fonctionnaient qu avec du gazole 2000 ppm VOS/DIN peuvent devenir inétanche suite à l utilisation de carburant à faible teneur en soufre. 2 Elastomères sont des polymères avec des propriétés de caoutchouc et d élasticité..
Le problème de la formation de laque au niveau des revêtements des cylindres s améliorera après l utilisation de carburant à faible teneur en soufre grâce à une meilleure combustion. L équilibre sensible entre les conditions d usage et l huile lubrifiante, qui doit éviter ce problème sur certain types de moteurs, devra être rétabli par des huiles lubrifiantes de composition modifiée. Le changement vers un carburant à faible teneur en soufre influencera la densité moyenne du carburant ce qui aura pour conséquence une augmentation de la consommation de l ordre de 0,5% ainsi qu une réduction maximale de la puissance de l ordre de 0,5%. Pour les moteurs à 4 temps une densité réduite entrainera une diminution de la capacité d injection à chaque phase d injection de la pompe d injection, et ceci à n importe quelle position de la tringle. En fonction du type de moteur à 4 temps la différence effective en capacité de rendement entre LFO et HFO sera de 6 à 15 %, qui tient compte des fuites résultant d une viscosité plus faible. Les effets sur les pompes à injection plus âgées seront plus graves en raison de l usure résultant de leur âge.. Pour les moteurs à 2 temps les restrictions au niveau de l indice des pompes à injection seront minimes lors de l utilisation de carburant de différentes qualités. L indice de la pompe sera, en cas de l utilisation d un distillat de gazole, plus élevé comparé au rendement HFO. En général les marges des pompes à injection, des limiteurs de puissance et d admission d air sont suffisantes pour garantir un fonctionnement en toute sécurité du moteur. Toutefois dans des circonstances exceptionnelles telle que la combinaison de moteurs âgées et pompe à injection usée, réglage incorrecte, mauvaises conditions météorologiques et utilisation distillat de gasoil, les limiteurs de régime pourraient réduire la puissance du moteur. En cas de doute il est conseillé de faire effectuer un contrôle du moteur sur les points indiqués (notamment pour les petits bateaux à conteneurs). Pour les petits moteurs à 4 temps qui sont en majorité utilisés en navigation fluviale, la faible densité n aura guère d effets sur la puissance des moteurs modernes puisque ceux-ci sont généralement équipés d un système common rail. L effet sur les moteurs plus âgés est plus probable. Les mélanges jusqu à 5 % V/V biocarburants, d usage dans la branche d automobiles, fera augmenter la consommation une seconde fois de 5%. En outre les procédures d entretien devront être élargies et des contrôles préventifs sont nécessaires pour éviter les formations de dépôt et l obstruction du système d injection Comme indiqué dans le rapport l IVR communiquera prochainement de plus amples renseignements sur l augmentation du pourcentage de biocarburants dans le gazole en Allemagne selon la norme DIN 51628 de 5 à 7 % V/V ou FAME à partir du 31 janvier 2010. Le mélange avec les biocarburants peut également entrainer des problèmes dans les systèmes de chauffage à bord, comme par exemple des ennuis au niveau des étanchéités et des tuyaux, et la formation de boues., ce qui pourrait poser des problèmes de sécurité. Le carburant à faible teneur en souffre aura à bord des navires de mer un effet négatif sur les chaudières à tubes à cause d un point d éclair faible. Un remplacement par des tubes en céramique est nécessaire pour éviter le phénomène metal dusting. Metal dusting est une forme de corrosion grave des métaux et alliages à des températures entre 300-850 o C dans des milieux avec une haute concentration de carbone, fer(fe), nikkel (Ni) et cuivre (Cu), ainsi que des alliages à base de d autres métaux sensibles. La corrosion se manifeste par une pulvérisation de l acier, ce qui explique la dénomination de metal dusting. Si des carburants ayant un point éclair faible sont transformés en vapeur, il se peut que le carburant s évapore avant d atteindre la chaudière. De la condensation peut se produire lorsque la vapeur entre en contact avec le gazole froid. Il peut en résulter une mauvaise combustion et une flamme du bruleur irrégulière qui risque même de s eteindre.
En général le carburant à faible teneur en soufre mènera à une meilleure qualité de la combustion et de l émission, un moteur plus propre, une consommation légèrement augmentée et un risque d usure dans les diverses parties des systèmes d injection des moteurs moteurs dits "ancien", sauf,dans ce dernier cas, si l on utilise des carburants EN590 avec additifs lubrifiants ajoutées lors du raffinage. Lorsqu on utilise un mélange dont la part de biocarburants est trop élevée, le risque existe que les systèmes d injection se bouchent et que des fuites au niveau des joints d étanchéité dans le système apparaissent.. Toutefois aucun de ces aspects ne posera de problème lors de l utilisation de carburant à faible teneur en soufre, si une attention suffisante est apportée quant à la qualité utilisée,, aux modifications appropriées des systèmes d injection des moteurs dits "ancien", à l adaptation adéquate de l huile de lubrification. Comme indiqué dans le rapport de l IVR il doit être souligné que les directives de l UE se limitent à la règlementation de la teneur en soufre sans définition des autres spécifications de carburant. Du fait que le carburant à faible teneur en souffre avec une haute qualité lubrifiante sera plus cher (suite au process intensif de raffinage et l addition de produits supplémentaires pour améliorer la qualité de lubrification), les propriétaires de bateaux pourraient choisir des carburants de qualité inférieure, ce qui aura nécessairement comme conséquence une usure des pompes à injection, des injecteurs ainsi qu une mauvaise combustion entrainant de facto usure et dommages aux moteurs.
2. Recommandations En raison de conclusions et résultats d analyses tels que les rapports de TNO et Jowa, des publications du CBRB, DNV, MAN en Wärtsilä (voir liste annexée) sur ce sujet, confortées par une connaissance en la matière et par le constat que 84% de la flotte fluviale néerlandaise fait partie du groupe de moteurs dits "ancien", l IVR fait, à l intention des parties intéressées les recommandations suivantes. : 1. Les propriétaires de bateaux devraient se mettre en relation avec les fabricants de moteurs et systèmes d injection afin de prendre des renseignements sur les modifications nécessaires à apporter au moteur et à son système d injection en cas d utilisation de carburant à faible teneur en souffre. Ces modifications peuvent varier selon le fabricant et le type de moteur. 2. Cette prise de contact avec les fabricants devrait avoir lieu dans les meilleurs délais sans attendre la prochaine date de révision, puisque ce délai pourrait être trop long et augmenter les conséquences de dommages si le moteur aurait besoin d adaptation; 3. Les joints des conduites de gasoil doivent être contrôler de manière régulière pour détecter des fuites éventuelles suite à leur destruction en raison de l utilisation de carburant à faible teneur en soufre.; 4. L usage de gasoil de qualité EN590 est recommandé pour les bateaux fluviaux; 5. Le TBN de l huile de lubrification doit être en équilibre avec le carburant à faible teneur en soufre et la quantité exacte d huile est à déterminer avec l aide du fabricant de moteur et du fournisseur d huile de lubrification.; 6. Des fréquentes analyses des huiles de lubrification sont recommandées ainsi que la surveillance des effets que pourrait avoir l utilisation du carburant à faible teneur en soufre sur les diverses parties du moteur. ; 7. Il est recommandé d enregistrer le degré d usure et la formation de suie lors d une révision normale pour avoir une référence pour l avenir 8. L adaptation des systèmes de post-traitement des gaz d échappement est recommandée avec l assistance du fabricant; 9. Pour les navires de mer les procédures de transition au carburant à faible teneur en soufre doivent être examinées et si nécessaire adaptées. Une adaptation des systèmes d injection doit être effectuée selon les prescriptions du fabricant de moteur et du bureau de classification. 10. Il est recommandé d adapterles bruleurs des chaudières selon les instructions du fabricant/fournisseur. 11. Le mélange de différents (qualités) carburants est à éviter. Il faudra vérifier régulièrement la qualité des carburants au moyen de prises d échantillon et d analyses ; 12. Prise de conscience de l équipage sur les conséquences de l utilisation de carburant à faible teneur en soufre, notamment sur les conséquences au niveau des composantes du système d injection et des systèmes de traitement des carburants (procédures de transition/ mélange d huile de lubrification pour les navires de mer) Il serait souhaitable qu au niveau européen soit mis en place un standard uniforme pour les carburants à faible teneur en soufre La réalisation sur niveau européen est à recommander.