«LES SOLUTIONS ENVIRONNEMENTALES, ENERGETIQUES ET LA MAINTENANCE DU NAVIRE DE DEMAIN» Compte rendu par Irène Puig, envoyée spéciale pour HYDRO-SUP MARINE Le 11 avril 2014 se tenaient à Marseille les Rencontres de l ENSM, dans le grand amphi de l école. Organisées par les élèves, ce rendez-vous annuel des professionnels du transport maritime permet aux compagnies maritimes, à leurs fournisseurs et à diverses sociétés de service de se rencontrer et d échanger sur les avancées technologiques, en cours d étude ou de réalisation, destinées à l amélioration de l exploitation du navire et à la protection de l environnement. Cette année étaient représentés les métiers de la motorisation, de la mesure et de l instrumentation, du contrôle, de la lubrification, du traitement des combustibles et de l ingénierie de maintenance. Avec l entrée en vigueur des nouvelles réglementations limitant les émissions de NOx et de SOx et la création de zones SECA (Sulfur Emission Control Area), les bureaux d études et les services techniques des armements planchent sur les solutions permettant d optimiser les consommations énergétiques des navires et de réduire les émissions de CO 2 (EEDI -Energy Efficiency Design Index- Index d'efficacité énergétique dont la mise en vigueur est prévue en 2015) mais aussi sur les solutions alternatives de motorisation, comme les moteurs bicombustibles, et sur les problématiques liées aux approvisionnements en gaz (GNL).
Sur le devant de la scène se trouvent les navires à passagers, notamment les ferries et les roro-passengers, qui cumulent des impératifs environnementaux et de sécurité de plus en plus sensibles consécutivement aux tristes évènements ayant touché récemment ce type de navire. Déjà apparaissent les premiers ferries à propulsion au gaz. Les commandes de ces navires impliquent de penser la logistique d approvisionnement en gaz et de stockage sur les navires mais aussi dans les ports avec une contrainte de délai imposé par la convention MARPOL Annexe VI de l OMI et renforcé par les directives européennes : à compter du 1 er janvier 2015, dans les zones SECA européennes, l'utilisation d'un carburant de teneur en soufre au plus égale à 0.1% (contre 1% depuis le 1er juillet 2010) sera obligatoire. L ensemble des industries maritimes se retrouve donc devant un défi à la fois technologique et humain : innover, construire, exploiter, réglementer et former aujourd hui. En réunissant les différents acteurs impliqués dans cette transition énergétique du transport maritime 1 autour du thème «Solutions environnementales, énergétiques et de maintenance du navire de demain», les Rencontres de l ENSM ont rempli un double-objectif de partage des connaissances et de diffusion des savoirs, et aussi de relations humaines. Les échanges se sont poursuivis autour d un buffet durant les pauses de la journée qui s est clôturée par un cocktail. «The last but not the least», nous donnons la priorité à un groupe d étudiants de l ENSM qui participe à son niveau aux recherches d un navire «Eco-friendly». ENSM: " Conception d'un navire pour concourir au projet Hydrocontest " - Simon Bernard, élève officier en troisième année site ENSM Marseille Les élèves de l ENSM se penchent aussi sur la conception et la construction de bateaux plus économes en énergie. L association Hydrotech (http://hydrotech.supmaritime.fr) présentera une équipe de six étudiants motivés de l ENSM au concours HYDROcontest (www.hydrocontest.org) organisé par HYDROS, du 23 au 27 juillet 2014 à Lausanne. Des étudiants ingénieurs et architectes venus de Suisse, de France, du Brésil, de Colombie et des Pays Bas, présenteront leurs travaux sur l efficience énergétique et feront naviguer leurs prototypes, figurant ainsi les navires du futur, sur le lac Léman. Ce sera l occasion pour les 13 équipes internationales de confronter et de partager leurs idées sur les solutions envisageables en faveur de flottes économes et moins polluantes en termes d'émission de gaz à effet de serre ou d'effets négatifs sur l'environnement, tant pour le transport maritime et que pour le yachting. Sept trophées seront décernés, récompensant autant la vitesse pure et l'efficience, que la technologie la plus innovante ou encore le design et le plus grand respect des valeurs du concours. Simon Bernard, qui mène l équipe française, a présenté l'association Hydrotech et les moyens mis à sa disposition : une salle de conception équipée d'un ordinateur «8 cœurs» et de logiciels de DAO et mécanique 1 Dans son discours d accueil, M.Marendet, DG de l ENSM, a regretté le peu de cas qu il est fait des problématiques énergétiques des transports maritimes dans le débat sur la transition énergétique (voir le site gouvernemental http://www.transitionenergetique.gouv.fr/ et les rapports sur le débat dont la synthèse des travaux http://www.transitionenergetique.gouv.fr/sites/default/files/dnte_synthese_web_bat_28-8.pdf et l avant-projet http://www.consultationspubliques.developpement-durable.gouv.fr/img/pdf/avant_projet_sntedd_20_mars_2014.pdf ).
des fluides (solidworks et Héliciel-méca flux) ; une salle de construction (maquette puis prototype) ; le bassin de l'école de Marseille transformé en bassin des carènes ; une imprimante 3D. L association bénéficie aussi de l appui de quatre professeurs motivés. Le but est de construire le navire le plus rapide, avec une propulsion électrique imposée, d'une longueur de 2,5m. Les équipes en compétition devront présenter deux navires qui seront évalués durant trois jours sur deux parcours : un navire à hydrofoils transportant 24kg et un navire de charge avec un lest de 300kg. Pour boucler son budget, l association a encore besoin de 3000 euros et propose des packs de sponsorisation et de partenariat (http://www.supmaritime.fr/pdf/sponsors_hydrotech.pdf). Vous partagez les valeurs de ces hydros : «encourager la création de projets, l'engagement personnel et le dynamisme des élèves de l'ensm», et vous souhaitez les aider, alors contactez l association : HYDRO TECH c/o ENSM 39 bd Corail - 13008 Marseille (Tél :+33 689 908 200 ou courriel : hydrotech@supmaritime.fr ou sur Internet : http://hydrotech.supmaritime.fr/index.php/contacts). Lloyd's Register EMEA France : " Current issues affecting passengers ships " - Paul Nichols, Lead passenger ship specialist Paul Nichols rappelle que dans les zones SECA européennes la teneur en soufre des combustibles est limitée à 1% depuis le 1er janvier 2014. Dans la zone européenne, le marché de la croisière a progressé de +6,70% en 2012 et, au même titre que les transbordeurs, les paquebots et navires à passagers fréquentant régulièrement les zones SECA vont devoir prendre les dispositions nécessaires pour être prêts le 1er janvier 2015, date d entrée en vigueur de la limitation à 0,10% de la teneur en soufre du combustible. C est déjà le cas dans les ports européens qui développent des solutions de fourniture d énergie à partir du quai. Mais, comme le fait remarquer Paul Nichols, ce n est que déplacer le problème des émissions si les installations à terre ne sont pas soumises aux mêmes réglementations de limitation des émissions dans l air. De même, les règles 20 et 21 de la convention MARPOL annexe VI amendée des résolutions de la MEPC 66 prévoit la mise en œuvre de dispositifs d amélioration de la performance énergétique, l EEDI, dont la formule de calcul tient compte de toutes les formes de production d énergie. Les sources d amélioration susceptibles de permettre des économies sont résumées dans le tableau ci-dessous : DESIGN (New ships) Saving of CO2 per tonne-mile Concept, speed& capability 2% to 50% Hull and supertstructure 2% to 20% Power and propulsion systems 5% to 15% Low-carbon fuels 5% to 15% Renewable energy 1% to 10% Exhaust gas CO2 reduction 0% OPERATION (All ships) Fleet management, logistics & incentives 5% to 50% Voyage optimization 1% to 10% Energy management 1% to 10% Combined 10% to 50% 10% to 50% Combined 25% to 75% (Source MEPC 59 Presentation)
CMR : " Solutions innovantes d instrumentation pour le contrôle moteur " - Patrice Flot, Directeur Général Adjoint. Réglementer les émissions, inventer de nouveaux moteurs, adopter de nouveaux comportements oui mais pour quels résultats? Tout est question de mesure : évaluer l écart entre la norme fixée et la valeur réelle d un indicateur. Cela passe d abord par afficher un point de consigne puis régler la sensibilité des capteurs, témoins instantanés de la variable mesurée. CMR depuis 1959 développe à travers le monde une offre globale qui va du capteur au traitement du signal en passant par le câblage. Ses produits sont certifiés par les sociétés de classification et respectueux de l intégrité des milieux. Dans sa quête d amélioration de ses systèmes de mesure et de contrôle des moteurs diesel, CMR recherche des solutions capables de transmettre un signal sans perte d énergie tout en limitant l encombrement et le poids du câblage. Son coffret multi-application LOP associe la fonction de gestion du contrôle moteur et les fonctions de surveillance et de sécurité, en local et à distance. Le concept repose sur l expérience de l industrie automobile : les contrôleurs électroniques et le réseau CAN (Controller Area Network). Le principe est de transformer le signal analogique en information numérique au plus près du capteur et de transporter cette dernière par multiplexage, sans altération du signal pour répondre au critère de fiabilité, et en réduisant le faisceau de câbles. Les convertisseurs analogique/numérique sont réunis dans un coffret sur le moteur. La communication des informations utilise le protocole VNC (Virtual Network Computing) qui permet le transfert des données à un server et leur exploitation à distance. Un logiciel Clarinux (développé sous Linux) permet le traitement des informations, la conservation de l historique des relevés et facilite la maintenance. Les connecteurs sont complexes et peuvent représenter une faiblesse des faisceaux. CMR travaille sur deux concepts : le module concentrateur (un LOP par groupe de capteurs + concentration numérique par BUS filaire) et le capteur intelligent (un LOP par capteur + BUS filaire qui relie tous les LOP) dont la température maximum d utilisation est de 110 C. L étape suivante pourrait être de concevoir des capteurs «wifi» mais ce système demanderait de maîtriser les ondes radio dans le compartiment machine et la génération d énergie au niveau du capteur. Total Lubmarine : " Biolubrifiants obligatoires pour le shipping aux USA " - Serge Dal Farra, Directeur Marketing Total Lubmarine Aux Etats-Unis, l EAP (Environnemental Protection Agency), l équivalent de l ADEME en France, impose depuis le 19 décembre 2013 la détention à bord des navires marchands naviguant dans les eaux nordaméricaines, telles que définies par le CWA (Clean Water Act), du VGP (Vessel General Permit). Ce document autorise les rejets accidentels sous condition que le navire ait précédemment obtenu un permis de décharger ses résidus (2008 VGP). Pour recevoir cette autorisation, le navire doit répondre à un certain nombre de critères et, dans le cas contraire, le navire
doit être en mesure de produire une NOI (Notice of Intent) dans les 7 jours minimum avant son arrivée et, dans tous les cas, garder tous les documents prouvant sa bonne foi quant à son incapacité à répondre à toutes, ou partie, des exigences. Cette disposition intègre toutes les parties du navire en interface avec la mer et susceptibles de déverser des produits polluants notamment les dispositifs utilisant des produits lubrifiants et de graissage comme par exemple le tube d étambot, les hélices à pales orientables, le propulseur d étrave, le safran, les stabilisateurs, les propulseurs azimuts, les apparaux de pont, les câbles, les treuils et cabestans, etc. Pour cette raison, il est imposé aux navires d utiliser des huiles EAL (Environnemental Acceptable Luboil) réunissant les qualités de biodégradabilité, de non-toxicité et de non-bioaccumulation. Des labels existent comme ECOLABEL, BLUE LABEL, NORDIC SWAN. TOTAL développe des huiles et des graisses en conformité avec cette réglementation tout en respectant un certain nombre de critères comme la compatibilité du lubrifiant avec les joints, les procédures de changement des charges d huile (avec ou non un rinçage), les prescriptions d origine des constructeurs, la logistique de mise à disposition dans les ports les plus fréquentés (réduction du délai d avitaillement), la possibilité d attendre le prochain arrêt technique, toutes ces contraintes pouvant se révéler être des clauses de non faisabilité à l origine d une NOI. SNCM : " Projet de construction de 4 RO-PAX à Propulsion Electrique et DG DF " - Nicolas Carion, Directeur technique La SNCM, compagnie bien connue de la communauté maritime méditerranéenne, traverse une période de turbulences. Dans cette actualité de crise, plus forte que les précédentes, il en est une plus discrète mais importante pour la profession et le monde de l ingénierie navale : l engagement de la compagnie dans le renouvellement de sa flotte depuis 2012 et la construction de ses futurs navires économes et respectueux de l environnement, dans le cadre d un plan long terme. Comme tous les armements dont les navires fréquentent les zones ECA, la SNCM travaille à la mise en conformité de ses navires avec les dispositions réglementaires de l IMO et la DSP 2014. Ses objectifs sont aussi commerciaux et économiques : amélioration du service aux passagers et aux transporteurs, maîtriser la consommation énergétique, améliorer la qualité et la productivité en naviguant sous pavillon national. Le projet a fait l objet d appels d offres aux différents prestataires impliqués dans la conception du navire ROPAX (roropassenger) : 4 architectes navals et 4 sociétés de classification membres de l IACS ont reçu les premières spécifications (cahier des charges préliminaire). A l issue de cette consultation, ont été réalisés le design du navire, la rédaction de ses spécifications et une étude marketing. L architecte naval retenu a fait les plans et l équipe projet a rédigé le cahier des charges incluant des contraintes commerciales, de manoeuvrabilité, de vitesse (+), de puissance (-), de temps d escale (courts), réglementaires, énergétiques, environnementales. Le tout a ensuite été envoyé aux équipementiers pour un travail sur le coût global de possession. Les spécifications ainsi complétées ont été transmises à 21 chantiers navals. Une première sélection a permis de retenir 4 chantiers et de rédiger un avant projet détaillé incluant les spécificités du design intérieur et extérieur mais aussi des livrables
constitués d une spécification technique détaillée, d un plan général d arrangement, de calculs de stabilité préliminaires, des courbes puissances / vitesse, d une estimation de coût global de possession. SNCM a rajouté une clause Offset permettant à des entreprises locales d être impliquées dans la construction des navires matérialisée sous forme d'un pourcentage minimum de valeur ajoutée et de chiffre d affaires générés dans les zones géographiques ci-après : Région Corse, Région PACA et autres régions françaises. La sélection finale s est faite par comparaison de diagrammes-radar évaluant 9 critères : capacité passagers, capacité fret, ratio vitesse/puissance, efficacité de la carène, maîtrise des technologies GNL, expérience ROPAX, outils de production, clause offset, connaissance des contraintes pavillon français. Il est apparu que l offre STX est techniquement la plus complète. Au cours de l appel d offre de fortes disparités sont apparues entre les chantiers puis la confirmation des nouvelles réglementations environnementales et l apparition de contraintes techniques ont déterminé la solution énergétique : GNL + propulsion électrique s est imposée comme la solution la plus cohérente et pertinente sur une construction neuve mais non sans soulever des problématiques (aucune réglementation pour les ROPAX au gaz, le stockage et la logistique d avitaillement). L administration des affaires maritimes et le BV, après un passage par la Commission Centrale de Sécurité (CCS), ont émis un avis favorable. Le projet s est poursuivi par l étude du stockage à bord et de la motorisation : la solution retenue est une cuve de type membrane et une motorisation dual-fuel, offrant l avantage d embarquer moins de moteurs (4 au lieu de 7) et donc moins de dépenses d entretien, plus d économie d énergie, une consommation optimum de combustible, moins de pollution et un meilleur rendement. Prochaine étape 2 : la Maker s list statuant sur la garantie du chantier et les coûts de maintenance des principaux équipementiers. Son acceptation par le chantier est un pré-requis à la maîtrise des coûts de maintenance. SNCM a signé une L.O.I (Letter of Intent) avec STX le 31 mars 2014. Fin avril était prévue avec STX la validation définitive de la spécification technique mais aussi la validation de la Maker s list. Si le contrat de construction était confirmé 3, au plus tard le 30 juin, les livraisons des navires se feraient courant 2016 / 2017 / 2018. ABB Turbo : " Turbocharging Solutions " Toujours plus performante, toujours plus légère, de moins en moins encombrante telle pourrait être la devise de ABB Turbo dans sa recherche d optimisation du rendement de ses turbosoufflantes avec le souci de réduire les dépenses énergétiques du navire. Les modifications apportées concernent essentiellement le corps d entrée de l air et le silencieux, la roue du compresseur et son distributeur. Côté gaz, les tuyères ont été élargies combiné à une ouverture de l angle des ailettes de la turbine. Cela se traduit par une augmentation de la pression d air de suralimentation en sortie de +0,5b à 75% du MCR (Maximum Continuous Rating) et un débit d air plus important (+14% par rapport au modèle L37, à pression d air constante en sortie). Le concept repose sur la fonction HPT (High Pressure Tuning) qui règle la haute pression mais n est compatible qu avec des moteurs à régulation électronique, notamment pour les soupapes d échappements (retard à la fermeture réglable). 2 A la date du colloque, soit le 11 avril 2014. 3 Au moment de la publication de cet article, les décisions sur les futures activités de la compagnie restaient incertaines.
Son nouveau modèle a prouvé un rendement optimum aux différentes allures du moteur, même les plus basses induisant des économies de combustible comparables à celles réalisées grâce aux technologies utilisant la turbine à géométrie variable (VTG) ou le by-pass des TS (EGB, au-delà de 80% du MCR). Gazocean : " Problématiques du transport et du soutage liées au GNL " - Caroline Galland, Deputy manager Business Development S il est prouvé que la propulsion au LNG constitue une des réponses aux contraintes environnementales, il n en demeure pas moins que le gaz reste un combustible dangereux dont la manipulation, le transport et les conditions de stockage doivent observer quelques règles de base. Le LNG est composé à 87-99% de méthane (CH 4), de butane, de propane, d éthane et de produits plus lourds. Conservé à l état liquide à -162 C à la pression atmosphérique, il est inodore, incolore, non-corrosif, ininflammable et non-toxique. Mais il est explosif et nécessite l utilisation d appareils anti-déflagrants (certifiés ATEX). De plus, à -162 C, une fuite sur le pont d un navire au moment d un transfert provoquerait une cassure de la tôle et des brûlures profondes s il venait à être contact avec la peau. A l état gazeux, il prendrait 600 fois plus de volume et son inhalation provoquerait l asphyxie. Pour parer à ces risques, lors d un soutage en LNG, des déluges d eau sont installés sur les connexions. Le transfert de LNG est une phase délicate encadrée par des mesures de sécurité (ligne équipotentielle, déconnection d urgence, protection contre les fuites de gaz, deux flexibles : 1/liquide + 1/gaz), des procédures et une check-list. Le stockage se fait dans des cuves de type C ou à membranes ou encore sous forme de citernes mobiles. L approvisionnement en LNG peut se faire par camion ou par navire-souteur. Le transfert de LNG se fait par manifolds et flexibles à l aide de bras de chargement, selon le mode de soutage. Dans le cas d un navire-souteur (cuves de type C),
la procédure de soutage diffère selon la nature des cuves à bord du navire souté : dans le cas d un navire «type C», la mise en froid est faite par le souteur, pas de problème d équilibrage des pressions, le transfert se fait par flot libre. Dans le cas d un navire «type membrane», le navire peut mettre en froid mais la différence de pression reste un problème. Il existe aussi des citernes mobiles (conteneur-citerne de 20 ou 40, P 3-7b, 12 à 43m 3 ) embarquées mais dont l autonomie est limitée et dont l arrimage demande à être rigoureux. On trouve aussi des cuves indépendantes de type C (cylindrique, P 5b, isolation sous vide, 400m 3 maxi) stockées sur le pont. Dans les deux derniers cas la gestion des évaporats (boil-off) est facilitée. Le boil-off est le phénomène par lequel le LNG se débarrasse de ses composantes volatiles, constitué d azote (9-17%) et de méthane (91-83%). Le boil-off peut être naturel ou forcé. Les cuves à membrane (prismatiques, intégrées à la coque, P atmosphérique, grande capacité) rendent la gestion du boil-off plus délicate ainsi que la gestion de leur isolation constituée de 2 couches balayées à l azote. A bord d un navire à propulsion au gaz, la conduite de la chaîne gaz dépend également du type de cuve et du type de propulsion et comprend une centrale de combustion des évaporats (GCU) excepté dans le cas de cuves type C. Schéma d une propulsion alimentée à partir d une cuve type membrane - Deux impératifs à observer : - Alimentation du moteur en gaz à la bonne pression et à la bonne température - Limitation de la pression dans la cuve La conséquence d un gaz chargé en azote serait une limitation de puissance. A l inverse, en fin de cuve le boil-off est moins important, forcé et plus chargé en produits lourds, son PCS est supérieur au méthane ce qui expose le moteur à des risques de «knocking». Wärtsilä : " Latest developments of two-stroke engines from Wärtsilä " - Carmelo CARTALEMI, Manager Engine Development La solution de Wärtsilä pour répondre à la problématique de réduction des émissions de gaz toxiques et à effet de serre est la construction d un moteur 2T bi-combustibles diesel-lng à injection directe fondé sur les principes suivants : cycle Otto, admission de gaz à basse pression (< 10b) à mi-course du piston en phase de compression, mélange gazeux pauvre en air et un pré-allumage du mélange. Cela impose une commande électronique des injecteurs, une rampe commune (common rail) d admission du combustible-pilote aux chambres de précombustion et une conception de ces chambres permettant une combustion homogène du mélange gazeux et par conséquent une réduction de consommation du «pilot fuel». L admission du LNG se fait deux soupapes commandées hydrauliquement. De même la commande des soupapes d échappement est hydraulique. La régulation de l ensemble et la sécurité font l objet d un soin particulier avec un système de monitoring qui regroupe tous les paramètres à contrôler notamment lors de la conduite du changement de combustible diesel-lng.
Wärtsilä a déjà 1000 moteurs en exploitation cumulant environ 9.500.000 heures de fonctionnement. La transition diesel/gaz, par pression d un bouton, est quasi instantanée et se fait sans réduction de puissance. Les effets observés sur les émissions sont une réduction de 25% des émissions de CO 2, -85% de NOx, -99% de SOx et -98% de particules par rapport à un fonctionnement 100% diesel. Cependant ce système nécessite de développer des lubrifiants à grade plus faible et une installation de sécurité spécifique dans le compartiment machine. Carmelo Cartalemi fait remarquer qu il n y a pas de réglementation sur les émissions de CH 4 (méthane) qui compose le LNG. MAN Diesel & Turbo : " Green Technologies " - Jorgen Skoedt Vedsted, MAN Diesel &Turbo SE LSP Pour proposer des moteurs conformes au Tier III de la convention MARPOL VI, MAN a développé deux technologies permettant de limiter les émissions de particules mais aussi l émission de NOx (Oxyde d azote) : l EGR (Exhaust Gas Recirculation) et le SCR (Selective Catalytic Reduction). A terme (vers 2030) les surcoûts d exploitation induits ne devraient pas dépasser respectivement 4% et 7% pour un navire ayant un taux de fréquentation des zones ECA de 100% de sa navigation (environ + 2% dans le cas d un taux de 20%). Le principe de l EGR est de recycler les gaz d échappement, «lavés» et refroidis en sortie du collecteur d échappement, directement vers le moteur en le mélangeant à l air dans le collecteur de balayage, sans encombrement supplémentaire et une faible surconsommation de combustible.
Le principe du SCR est de laver les gaz d échappement du moteur avant l admission aux turbo-soufflantes et leur libération dans l atmosphère. Quant aux émissions de SOx, MAN a développé des solutions de moteurs bi-combustibles (LNG-MGO), de moteurs (HFO/MDO) + scrubbers, et de simples moteurs au MGO. Ces solutions s adaptent au type de navigation des navires selon leur taux de fréquentation des zones ECA, l idée étant d associer ces différentes technologies dans le fonctionnement de l installation. MAN les a testées sur des moteurs diesel 2T avec succès. ABB Marine : " Operational feedback of gas/electrical propelled ferry...and a way to improve " - Heikki Bergman, Responsable Technique, ABB Marine MED - Cruise & Ferry Pour suivre le rendement énergétique des installations marines et contrôler les consommations, ABB Marine a mis au point un tableau de bord qui permet la visualisation d indicateurs de performance énergétique des équipements à bord des navires à passagers et des cargos. Sur le Viking Grace, par exemple, l appareil EMMA (Energy Monitoring & Management), permet de suivre 50 critères de performance qui proviennent de 300 capteurs et d afficher la distribution de la puissance de propulsion en fonction des routes suivies. Ce navire, passenger-roro de 57000tpl, à propulsion gaz-électrique et consommant du LNG et du MDO, navigue entre Turku Marieham et Stockholm. L appareil, qui permet le reporting automatique dans les services à terre et les extractions au format Excel, mesure en particulier la consommation de combustible, les rendements des auxiliaires, de la propulsion et l efficacité de la conversion énergétique. Selon les routes empruntées par le navire, l évolution de l efficacité peut être observée sur une carte géographique électronique mais aussi sous forme de graphiques. Ce système de reporting peut intégrer les
données d une flotte et permettre ainsi le suivi d un seul indicateur sur plusieurs navires. L affichage détaillé des indicateurs autorise l analyse plus approfondie des paramètres mesurés. C est un système de surveillance qui s appuie sur un ensemble serveur et automate programmable de faible encombrement et peut s intégrer au réseau du navire. ABB Marine poursuit ses recherches pour étendre le concept aux activités logistiques avec l intégration de nouveaux indicateurs de performance (l assiette du navire, la récupération de chaleur, et peut-être aussi des données météorologiques). CMA : " La maintenance conditionnée à la performance " - Philippe Renaud, Manager Energy & Innovation Dpt. CMAShips En préambule, Philippe Renaud rappelle que CMA Ships, filiale du groupe CMA CGM (428 navires), gère les 106 navires en propriété et affrétés coque nue. Depuis 2002 les coûts en combustibles ont été multipliés par 6 et représentent environ 40% du chiffre d affaires. Les conséquences ont été une évolution du modèle d exploitation des navires (opérations commerciales et maintenance) et de leur conception (coque et moteurs). Le but affiché étant l amélioration de la performance énergétique. La démarche passe par repenser l actuelle forme de maintenance et de tendre vers une maintenance prévisionnelle liée à une analyse de l évolution de l état des équipements : au-delà des prescriptions des constructeurs, être en mesure d anticiper ou de différer des tâches, de manière à être en phase avec la réalité technique des bords, dans le respect des recommandations de la classe, mais aussi de permettre un partage de retour d expérience entre les navires de la flotte. Il a donc fallu développer un concept qui permet une cartographie instantanée et évolutive des données relatives aux machines, aux cargaisons, aux navigations de 106 navires. L étude a donné naissance à un système de rapport unique V2PS (Vessel Voyage Performance Software) et à une base de données VRS (Voyage Report Shore). Ces données factuelles, associées aux données intrinsèques des navires puis comparées aux modèles théoriques construits à partir des données constructeurs et des chantiers, a permis l analyse des dérives de consommation, pondérée par les données océanographiques, météorologiques et des conditions de chargement. L intégration de l historique des maintenances aux analyses contextuelles de l évolution de la consommation devrait faciliter la recherche des causes des dérives de consommation et d orienter les interventions sur la carène ou sur la machine, selon les résultats. Le développement de la solution de maintenance conditionnée à la performance rentre dans sa phase d automaticité du reporting bidirectionnel (échange bord/terre) et d analyse des données mais a déjà permis d observer une réduction journalière de la consommation. En conclusion, Philippe Renaud reconnaît que la mise en œuvre de l outil d analyse demande une grande discipline dans le relevé des performances. De plus, même si cela ne touche pas les petits équipements, les modèles théoriques sont construits a posteriori et sont gourmands en relevés pour être consolidés : l implémentation de l outil d analyse s en trouve ralentie. APAVE : " Regards croisés facility management - maintenance embarquée " - Arnaud Blain, Directeur exploitation APAVE Languedoc-Roussillon
Faisant référence aux notions de maintenance curative, préventive et prédictive, Aranud Blain a d abord insisté sur l importance, dans l industrie, de la maintenance prédictive. Il a tracé un parallèle entre valeur défensive (sécurité, innocuité et environnement) qui conduit à une culture de maîtrise des risques et valeur offensive (disponibilité, efficacité économique, qualité, valeur de l actif) qui conduit à la création de valeur. Il retient que cette dernière est un facteur de première importance dans la culture industrielle et que l on ne retrouve que très modérément dans le modèle maritime. - Selon lui, les deux modèles se rejoignent surtout sur les exigences environnementales, l inertie face au changement structurel et le développement des systèmes d information. Et les différences principales résideraient dans les contraintes directes, l autonomie, les réglementations, l apport de la sous-traitance, la stabilité et la pression financière. Il a procédé ensuite à une analyse comparative entre le modèle maritime et le modèle industriel et retenu la force de chacun des deux : La force du modèle maritime L adaptabilité technique La capacité face aux urgences La compétence multi-technique La disponibilité La prise de responsabilité Les rapports de mer ISM STCW personne désignée La force du modèle industriel L organisation Les processus La qualité et l amélioration continue La culture du résultat et les indicateurs L hyper-technicité La diversité des filières de formation CMN : " Effet additionnel de solutions simples d économies d énergie à bord d un navire" - Alain Césari, Chef Mécanicien du Girolata Pour illustrer sa présentation, Alain Cesari a pris l exemple d un navire type «passenger-roro» et, à travers de deux bilans énergétiques, thermique et électrique, a donné deux exemples de chaînes énergétiques et montré leurs faibles rendements (1% pour le circuit éclairage et 55% pour le circuit de réchauffage, chaudières de récupération comprises). Les solutions présentées, si elles sont relativement simples à appliquer, font appel à un mode de comportement qui demande une attention particulière dans la conduite et la maintenance ordinaire d une installation machine et des systèmes de production d énergie. Cette vigilance accroît modérément le temps de travail quotidien des équipes de conduite et a demandé quelques heures de travail pour réaliser les modifications électriques et les automatismes ainsi qu un peu de matériels. Par exemple, le GIROLATA, navire de la Compagnie Méridionale de Navigation, consomme par an l équivalent de 14000 véhicules légers fonctionnant au diesel à raison de 7l/100kms et parcourant 15000kms par an, soit un total de 147 GWh, de 41000 tonnes de CO 2 rejetés dans l air par le navire et une dépense de 6,9 millions d euros. Partant du principe de la nécessité de faire fonctionner les installations énergétiques de manière adaptée à l exploitation du navire, Alain Césari a listé un certain nombre d appareils et déterminé les économies réalisables et induites par de nouvelles habitudes de conduite et de maintenance ainsi que par certaines évolutions techniques. Comme, par exemple, adapter la vitesse de rotation des moteurs à la vitesse commerciale, arrêter les séparateurs d huile à quai, diminuer les points de consigne de température des caisses et des ballasts à
combustible et à huile en dehors des périodes de séparation et d alimentation des MPx, maintenir le minimum de ventilation machine à quai, stopper les pompes de réfrigération des MPx à l arrêt en mer et de manière générale adapter la production et la consommation d énergie aux besoins réels. A noter que : 1) MPx à l arrêt, les chaudières de mouillage sont moins sollicitées et les chaudières récupératrices le sont plus; 2) la diminution de la vitesse des MPx en RL oblige à conserver les groupes électrogènes en fonctionnement. L ensemble de ces mesures et le compromis réalisé entre sécurité et réduction du temps de préparation de la machine permet de réaliser 7% d économie malgré l observation d une légère augmentation de l usure de pièces des engrenages des séparateurs d huile. Les prochains projets de sobriété énergétique et d amélioration de l efficacité énergétique concerneront les circuits d éclairage (remplacement des spots halogènes par des spots LED) et l adoption de peintures au silicone au prochain carénage (amélioration de l écoulement des fluides sur la coque). Alfa Laval : " Le PureDry pour récupérer du combustible dans les égouttures " - Jérome Quettier, Sales engineer, Marine & Diesel La circulaire 642 du MEPC stipule que le navire doit disposer des moyens de traitement et de stockage des eaux de cales, des égouttures et des résidus provenant de la séparation des huiles et des combustibles. Elle prévoit aussi la possibilité de recyclage des résidus d hydrocarbure traités dans le circuit d alimentation des moteurs. Partant du constat que les eaux mazouteuses collectées contiennent 20 à 50% d hydrocabures et 50 à 80% d eau, les particules solides représentant environ 1% des émulsions, Alfa Laval a développé une technologie appelée «PureDry» permettant la récupération de combustible à partir des résidus d hydrocarbure provenant de différentes sources comme les égouttures des caisses journalières, des filtres FO, des pompes d injection, des chaudières, les résidus des séparateurs de combustibles, etc. Dus à la présence d additifs, les égouttures et les résidus de traitement des huiles ne peuvent être prises en compte et, par conséquent, les circuits de collecte et de stockage des résidus d hydrocarbures et d huile doivent restés séparés. Le système «PureDry» se compose de deux parties tournant à des vitesses différentes : un séparateur (système de bols classiques) emboité dans un Xcavator (basé sur le modèle de fonctionnement d une vis sans fin pour évacuer les boues résiduelles). Reconnu par l IMO, le FO récupéré est inscrit au registre des hydrocarbures. Le système est commercialisé depuis septembre 2013. Il est estimé que ce procédé peut faire économiser jusqu à 32500 USD sur la consommation de combustible, dans le cas d un traitement de 100 tonnes d émulsion d eaux mazouteuses, et générer 5 à 15kg de matière dans le cas d une installation de 10MW. Le pay-back est estimé à 3 ans.