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Leroy-Somer s'implique dans la propulsion électrique navale
Respect de l’environnement, économie, fiabilité, simplicité, la propulsion hybride parallèle ne présente que des avantages !
La propulsion électrique ne génère aucune émission et offre un confort d’utilisation remarquable : les navires sont silencieux, vibrent beaucoup moins et sont plus maniables. Son dernier avantage n’est pas le moindre : l’hybride parallèle représente une solution économique attractive.
Fournisseur des applications de la marine depuis de nombreuses années, Leroy-Somer, associé à la société Mayday Electronics, a mis en œuvre une solution de propulsion à la pointe de la technologie hybride et performante pour la marque CNB PRO de Construction Naval Bordeaux (Groupe Bénéteau) et son client Nave Va.
S’appuyant sur le savoir-faire de CNB PRO en matière de bateaux de transport de passagers et de l’architecte naval Bureau Mauric, la compagnie corse de promenades en mer NAVE VA vient de s’équiper d’un nouveau modèle CNB PRO 20 Hybrid. Spécialisée dans la visite de sites protégés, NAVE VA ne considère en rien cette solution comme une option, mais comme un devoir vis-à-vis de l’environnement.
En mode basse vitesse, lors des manœuvres au port ou en zone protégée, le navire passe en motorisation électrique. « Le silence est incroyable », explique Eric Brun, de la société Mayday, qui conçoit et fournit le système de propulsion de ces navires hybrides. La vitesse est de 6 à 8 nœuds, ce qui est alors parfaitement suffisant.
Un retour sur investissement rapide
L’hybride parallèle se différencie de l’hybride série, car il permet de dimensionner le moteur électrique en fonction de l’application recherchée, en l’occurrence dans le cas de NAVE VA pour le mode basse vitesse 6-8 nœuds. Les rendements sont ainsi optimisés : à basse vitesse, le moteur électrique est exploité dans sa plage optimale de fonctionnement. De plus, le poids de l’installation est bien inférieur à autonomie égale. Autre avantage, les moteurs thermiques peuvent être arrêtés quand le mode électrique est activé. Le chantier naval, CNB PRO, situé à Bordeaux et appartenant au Groupe Bénéteau, voit un avantage décisif aux propulsions hybrides : « Le moteur diesel ne fonctionne pas de manière optimale dans les basses plages de vitesse. Il présente un mauvais rendement et il s’encrasse. Le fait de pouvoir arrêter la propulsion thermique pour utiliser la propulsion électrique permet de la préserver. Sa durée de vie peut ainsi être doublée en fonction des applications», explique Pierre Lompech, de CNB PRO.
Pour le navire de NAVE VA, cela impliquerait de changer le moteur après 16 ans au lieu de 8 ans. Concrètement, le remplacement des deux moteurs diesel représente un budget équivalent au prix de la propulsion électrique.
« L’utilisation de la propulsion électrique à la place de la propulsion thermique dans les manœuvres portuaires, accostages et trajets à faible vitesse permet de réduire le temps d’utilisation des moteurs thermiques durant ces phases lors desquels il sont moins performants. Dans ces cas d’utilisation, des gains significatifs de carburant et d’entretien sont réalisés. On peut donc facilement économiser 70 litres de carburant à l’heure par moteur thermique, soit 140 l/h. Compte tenu du surcoût global de l’installation électrique de propulsion, environ 350 à 400 k€ suivant la capacité du parc batteries, et de l’exploitation saisonnière propre à notre client, celui-ci estime pourvoir amortir ce surcoût en moins de 4 saisons et ainsi allonge la durée de vie de la propulsion thermique en espaçant les périodes d’entretien » précise Pierre Lompech.
La propulsion électrique offre aussi une redondance, ce qui est primordial pour les navires à passagers.
Une technologie amenée à se développer
« La législation change : l’électrique est en passe d’être obligatoire pour de nombreuses applications, et pas seulement dans les parcs naturels protégés. Nous poussons l’hybride et en particulier l’hybride parallèle qui s’adapte très bien aux bateaux en dessous de 30 mètres. Cela pourrait être généralisé pour les navettes répétitives, les liaisons entre deux ports, la navigation fluviale ou la plaisance », conclut Pierre Lompech.
Le navire à passagers livré à NAVE VA est équipé de 2 moteurs de 800 chevaux, ce qui lui permet d’atteindre une vitesse en mode diesel de 20 nœuds. En mode électrique, la vitesse est de 8 nœuds maximum et l’autonomie de 6-8 heures à une vitesse de 6 nœuds. S’effectuant avec une alimentation triphasée depuis le quai ou via le groupe électrogène embarqué, le rechargement prend 6 heures maximum.
« Le prix de la propulsion électrique pourrait encore baisser à l’avenir. Les batteries prennent beaucoup de place et coûtent encore assez cher, environ 1 euro le watt heure. Comme la puissance électrique installée est de 125 KWh, les batteries représentent environ la moitié du coût du système de propulsion. Le reste est constitué des entraînements mécaniques, des deux moteurs et des variateurs. La conformité aux conditions marines est très aisée. Les moteurs et les variateurs sont placés en cale sèche, la visserie est en inox et il suffit souvent d’une adaptation minimale à l’environnement, comme l’ajout de couches de peinture», explique Eric Brun.
« Malgré ses avantages, il y a encore très peu d’hybride parallèle, notamment en France. En dehors des bateaux de passagers, nous avons des projets dans la plaisance pour des super yachts ou dans le militaire », précise Eric Brun.
Spécialiste mondial en solutions d’entraînement, Leroy-Somer dispose d’une gamme très adaptée au monde de la marine
« Nous avons choisi le moteur synchrone à aimants permanents série LSRPM de la gamme Dyneo® – 750 tours à 3000 tours, en raison de son rendement élevé et sa compacité hors du commun. Nous avons trouvé des moteurs plus compacts, mais avec refroidissement séparé, ce qui complique l’installation dans l’espace limité de la salle des machines. En plus, Leroy-Somer a proposé de « mariniser » le moteur, notamment en fournissant un carter en aluminium adapté aux contraintes d’environnement », ajoute Eric Brun.
« La fiabilité des solutions Leroy-Somer est aussi un plus. Le premier navire équipé de moteurs Leroy-Somer sur un système de propulsion Mayday est en exploitation continue depuis avril 2012. Il s’agit du navire Hélios à Marseille, conçu avec l’armateur ICARD Maritime qui compte plus de 2000 sorties en mer, sans aucun problème. En fait, nous avons fait le choix de moteurs industriels qui sont bien plus mis à l’épreuve dans l’industrie manufacturière que dans la marine. Les moteurs ne sont utilisés que quelques heures par jour, quand ils sont en exploitation 24 heures sur 24 dans certaines usines », conclut Eric Brun.
« La marine est devenue un marché prioritaire pour nous », explique Mathieu Hérieau, Business Développeur Marché Marine pour Leroy-Somer « Il faut concentrer une puissance maximale dans un espace très limité et nos solutions le permettent grâce à leur rendement et leur compacité». Leroy-Somer a livré des motovariateurs synchrones à aimants permanents de la gamme Dyneo® composés de moteurs LSRPM et de variateurs de dernière génération Unidrive M. Bénéficiant d’une technologie brevetée Leroy-Somer, la série de moteurs LSRPM dispose d’un rotor à aimants dont la conception innovante permet une augmentation significative du rendement, avec des niveaux bien supérieurs à ceux requis dans l’industrie, sur toute la plage de vitesse du moteur.
Cette technologie permet aussi un gain conséquent sur la taille et le poids du moteur en comparaison avec une technologie asynchrone. La gamme de variateurs universels Unidrive M offre une consommation optimisée, elle est fiable et très flexible. Elle permet ainsi de réduire de manière significative le coût global de l’installation et de l’exploitation.
Les points forts de la solution de propulsion Leroy-Somer/Mayday Electronics :
- Gain au niveau du confort : silence, absence d’odeurs de carburant et d’émissions de CO2
- Gain au niveau opérationnel : maintenance et consommation réduites, ROI rapide, durée de vie du système de propulsion allongée
- Technologie élaborée avec des motorisations optimisées en taille, poids et consommation
