Sur le front de mer : les solutions « Shore Power » de Wabtec dynamisent le secteur maritime mondial
Avec ShoreConnect et FerryCharger, Wabtec répond aux exigences des ports en matière de transfert d'énergie sûr, propre, fiable et efficace « de la terre au navire »
Présentation
Les ports sont surtout connus en tant que points d'embarquement et de débarquement, c'est-à-dire littéralement les points de départ ou d'arrivée d'un voyage maritime. Cela vaut à la fois pour le secteur des croisières de plusieurs milliards de dollars et pour le transport maritime mondial (80 % du commerce mondial en volume est acheminé par des navires). Pourtant, les ports sont également en train de devenir autre chose : des bornes de recharge, des extensions du réseau.
Poussés en partie par la tendance mondiale à l'électrification, les cadres réglementaires internationaux et régionaux en matière d'émissions 1 et les engagements locaux en faveur d'une exploitation plus durable, les ports sont à l'épicentre d'un changement radical dans l'industrie maritime, qui aide les ports à réaliser leur potentiel en tant que pôles commerciaux sûrs, productifs et efficaces, tout en devenant un excellent voisin de leurs communautés locales.
Au cœur de ce changement se trouve Wabtec, une entreprise qui entretient depuis plus d'un siècle des liens avec les ports et les opérateurs portuaires les plus importants du monde, une relation ancrée dans la fourniture réussie de solutions de transfert d'énergie innovantes et efficaces.
« Oui, il y a une « vague verte » dans le secteur maritime, mais les opérateurs portuaires n'adoptent pas des solutions énergétiques durables uniquement pour des raisons réglementaires : ils se rendent compte que des ports plus propres sont une bonne solution commerciale », explique Olivier Kompaore, vice-président de la recharge et du transfert d'énergie chez Wabtec. « Les opérateurs portuaires n'ont pas le luxe de poursuivre l'innovation pour le simple plaisir d'innover. Ils doivent être pratiques et rechercher des solutions respectueuses de l'environnement et porteuses d'efficacité, de sécurité et de fiabilité.
« Et ils veulent que ces solutions soient proposées par des entreprises qui savent comment réussir sur le front de mer, des partenaires en qui ils peuvent avoir confiance. »
Wabtec répond actuellement aux exigences en matière de transfert de puissance pour une large gamme de navires. Pour les paquebots de croisière, les porte-conteneurs, les transporteurs d'alimentation et les vraquiers, ainsi que pour divers navires de service, les produits d'alimentation électrique terrestre (OPS) de la société sont conçus dans un souci de flexibilité, de sécurité opérationnelle et de maintien du quai (l'infrastructure portuaire) dégagé des grues et des passerelles d'accès. Dans ce monde, ce n'est pas la rapidité de fourniture d'énergie qui importe le plus, mais plutôt sa sécurité et son efficacité globales.
Mais pour les navires qui font de brèves escales, par exemple les ferries électriques, le temps presse. L'objectif est d'effectuer une recharge en toute sécurité dans le délai le plus court possible, généralement 15 minutes ou moins, pendant que les véhicules et les passagers sortent et que d'autres montent à bord. Dans ce domaine également, les solutions de transfert de puissance de Wabtec sont en train de devenir la norme.
En gardant à l'esprit ces deux types distincts de solutions de transport de terre à navire, examinons chacune d'elles de plus près.
Nassau, nous avons un problème
Pensez au bateau de croisière. La taille de ces énormes vaisseaux a augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières décennies. Les plus grands d'entre eux, les navires de la classe Oasis de Royal Caribbean, mesurent plus de 1 000 pieds de long, soit un gratte-ciel tourné sur le côté, pèsent plus de 200 000 tonnes brutes et peuvent accueillir plus de 7 000 passagers sur 20 ponts !
Mais il y a un problème. Les navires de croisière sont propulsés par d'énormes moteurs diesel. Historiquement, lorsque ces navires accostaient pour permettre aux passagers de débarquer, ils devaient maintenir leurs moteurs en marche.
Pourquoi ?
Parce que ces navires fonctionnent un peu comme les grands hôtels : lorsqu'ils sont au port, leurs systèmes d'éclairage, de climatisation et de réfrigération reposent sur des moteurs auxiliaires comme générateurs d'énergie. Autrement dit, les paquebots de croisière ont maintenu leurs moteurs en marche pour garder les phares allumés.
Pourtant, chaque heure qu'un grand navire de croisière passe à quai alors que son moteur tourne au ralenti libère des polluants nocifs dans l'atmosphère. Un seul navire peut brûler 30 000 litres (environ 8 000 gallons) de carburant diesel pendant un séjour de 8 à 10 heures, émettant du CO2, des NOx, des SOx et des particules équivalentes à celles d'une petite ville.
Et n'oubliez pas que les ports populaires n'abritent pas qu'un seul navire à la fois. Le port de croisière de Nassau aux Bahamas, par exemple, dispose de six postes d'amarrage et peut accueillir 7 navires de croisière simultanément.
En termes simples, cela représente beaucoup de pollution.
Travaillant en étroite collaboration avec les opérateurs portuaires, ce qu'elle fait depuis le début des années 1900 dans le cadre de son association avec Stemmann-Technik (Wabtec a acquis la société dans le cadre de l'achat de Fandstan Electric Group Ltd en 2014), Wabtec a pris la tête des solutions OPS. Cette technologie permet aux navires de se brancher au réseau lorsqu'ils sont à quai et d'éteindre leurs moteurs diesel. En conséquence, les émissions sont complètement éliminées, tandis que le bruit et les vibrations sont considérablement réduits.
Le produit phare de Wabtec dans cette catégorie, ShoreConnect, fait office d'interface entre l'alimentation électrique du port et le navire.
« L'idée en elle-même est simple : comment brancher au mieux la source d'alimentation d'un port à la « prise » électrique du navire pendant qu'il est à quai, mais l'exécution optimale de cet exploit repose sur des décennies de compétences en matière de transfert d'énergie, qu'il s'agisse de développer des « boîtes de jonction » côté port ou de concevoir et de manipuler les câbles lourds nécessaires à la connexion », explique Kompaore.
Les clients, y compris le port de Nassau, se tournent vers cette solution, non seulement parce qu'elle fonctionne, mais aussi pour sa façon de fonctionner.
« ShoreConnect regorge d'innovations qui répondent au mandat primordial des opérateurs portuaires en matière de flexibilité, de sécurité, d'efficacité et de fiabilité », explique Jan Frieling, responsable de l'ingénierie de ShoreConnect. « Les solutions d'alimentation à quai de Wabtec sont dotées d'un bras mécanique avancé qui manipule les câbles lourds avec une grande dextérité, permettant à un membre de l'équipage à bâbord d'effectuer la connexion, alors qu'il en fallait quatre auparavant.
« En outre, le produit est disponible en différentes configurations, l'une fixe pour une procédure d'amarrage fixe, l'autre mobile, de sorte que le système de gestion des câbles (CMS) puisse être facilement déplacé sur le quai pour rejoindre les navires où qu'ils accostent. ShoreConnect compense également l'amplitude des marées : il s'agit de l'océan dont nous parlons, d'une cible mouvante ! — et est conçu pour protéger contre les inondations. »
Donc, oui, s'il s'agit fondamentalement d'un problème de « branchement et prise » dans son ensemble, il s'agit également d'un défi en termes d'ergonomie, de conversion de puissance, de sécurité, de personnel et de durabilité, le tout réuni en un seul et même défi dans un environnement océanique instable et imprévisible.
« Et les opérateurs portuaires et les gouvernements locaux n'oublient pas qu'il est contre-productif pour les ports de polluer l'environnement qui attirait les croisiéristes au départ », observe Kompaore.
Au port de Kiel, ShoreConnect a réduit les émissions annuelles de CO2 de 12 000 tonnes, ce qui explique en partie pourquoi la solution gagne en popularité dans les ports les plus emblématiques d'Europe et du monde, notamment Barcelone, Bremerhaven, Naples, Nassau et Venise. Et aujourd'hui, à Rostock, en Allemagne, la solution de Wabtec est la plus grande centrale électrique à quai de toute l'Europe, capable de fournir jusqu'à 20 MVA à deux navires de croisière simultanément.
Recharge rapide pour les ferries
Recharger un ferry électrique représente un défi différent. La flotte croissante de vaisseaux électriques Ropax/Roro (roll on, roll off) a besoin d'électrons rapidement ! En effet, tout comme les passagers et les véhicules qu'ils entretiennent, ils sont toujours en déplacement. Un groupe de passagers sort, un autre monte rapidement à bord. Prochaine !
Par nécessité, cet échange d'énergie constitue un arrêt au stand, un virage rapide.
« Parce que cette solution repose sur une recharge rapide, elle est hautement automatisée et très futuriste », souligne Julian Elskamp, responsable de l'ingénierie chez FerryCharger. « Lorsque le ferry approche du terminal, le chargeur reçoit un signal Wi-Fi qui le prépare à agir. Ensuite, lorsque le ferry arrive à quai, notre système détecte automatiquement la prise, s'y connecte et commence à charger, le tout en 10 secondes ou moins. Une fois la recharge terminée, le système se détache automatiquement et le ferry est libre de partir. »
La capacité du système à transférer une grande quantité d'énergie rapidement et de manière fiable de manière entièrement automatisée en fait un pilier des terminaux de ferry du monde entier. FerryCharger est un succès sur les lignes Casco Bay Lines à Portland, dans le Maine, et a récemment été sélectionné par Washington State Ferries, le plus grand réseau de ferries des États-Unis, pour fournir des systèmes de recharge automatisés à ses nouveaux ferries électriques hybrides.
Tout cela n'est pas nouveau pour les ports d'autres régions du monde, notamment ceux de la région nordique et du Canada, qui utilisent FerryCharger pour soutenir l'électrification des ferries et la transition vers des transports écologiques, réduisant ainsi leurs émissions jusqu'à 75 %.
Une navigation claire s'annonce
À l'aise dans l'environnement portuaire, Wabtec rencontre du succès auprès de ses clients en termes de formats de recharge et de cas d'utilisation.
« Il n'y a pas deux ports identiques », conclut Kompaore. « C'est là que notre longue histoire en tant que fournisseur de solutions de confiance nous aide. Nous avons une longue expérience en matière d'innovation et de polyvalence en matière de transfert de puissance, sans égal dans ce domaine. Quel que soit le défi, nos clients du port savent que nous les accompagnons dans cette aventure et qu'un passage sûr les attend. »
1 L'Organisation maritime internationale (OMI) vise des émissions nettes nulles d'ici 2025, avec des réductions de 20 à 30 % d'ici 2030. « EU Fit for 55 » impose que d'ici 2030, tous les porte-conteneurs et les navires à passagers de plus de 5 000 GT soient raccordés à l'alimentation terrestre lorsqu'ils séjournent plus de deux heures dans les principaux ports de l'UE.