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Moteurs diesels : A l'assaut des rejets de polluants et des économies d'énergie

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Moteurs diesels : A l'assaut des rejets de polluants et des économies d'énergie

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Les moteurs diesels équipant les bâtiments militaires ont connu, ces dernières années, d'importantes évolutions. Les constructeurs, au premier rang desquels MTU, MAN et Wärtsilä, doivent notamment composer avec les problématiques de respect de l'environnement. « Il y a eu une évolution des normes antipollution, de plus en plus contraignantes, notamment en matière de rejets d'Oxydes d'azote (NOx). Cela a conduit les motoristes à évoluer pour s'adapter aux nouvelles exigences », explique Frédéric Vandecandelaere, de MTU France. Précurseur en la matière, le motoriste a développé, depuis une quinzaine d'années, l'application de la technologie Common rail utilisés dans l'automobile pour les moteurs marine. 3cette rampe commune présente une très haute pression, de l'ordre de 1600 à 1800 bars, qui permet d'optimiser la combustion, et donc de réduire les rejets de NOx ».
L'autre grand challenge, pour les motoristes, consiste à réduire la consommation de gasoil, une préoccupation renforcée par la hausse du prix du pétrole ces dernières années. Selon Frédéric Vandecandelaere : « Les prix ont incité les constructeurs à améliorer la technologie pour consommer moins et le Common rail peut aussi permettre une réduction. On a constaté une évolution technique de l'injection du gasoil, afin d'obtenir des consommations plus faibles. Mais, pour cela, il faut aussi maîtriser le turbo et l'électronique, car c'est la combinaison des trois qui permet une optimisation et des performances plus intéressantes ».
Dans le même temps, les constructeurs cherchent toujours à rendre leurs produits moins lourds et encombrant. Pour les bâtiments militaires, ils peuvent notamment s'inspirer des solutions développées dans le yachting, où le rapport poids/puissance et des moteurs peu encombrants sont une nécessité pour permettre de gagner place et habitabilité. La compacité devient, ainsi, un critère primordial.

Système propulsif hybride des FREMM (© : MTU)
Système propulsif hybride des FREMM (© : MTU)

Développement des solutions électriques Actuellement, la propulsion électrique est très à la mode, notamment en raison de sa flexibilité et de son potentiel sur la réduction de la consommation. Le schéma traditionnel moteur- réducteur - ligne d'arbres fait place, de plus en plus, à des solutions comportant des diesels générateurs et des moteurs électriques de propulsion (en plus des diesels, des turbines à gaz peuvent être ajoutée pour les vitesses élevées). La génératrice vient donc directement s'accoupler au MEP, qui présente donc une sortie électrique et non plus une force mécanique. Ce dispositif a, notamment, été adopté pour les futures frégates européennes multi-missions (FREMM), dotées de quatre diesel-alternateurs MTU (série 4000), deux MEP Jeumont et une turbine à gaz GE-Avio. L'ensemble développe 32 MW et permettra aux navires d'atteindre 27 noeuds.

La série 4000 de MTU va équiper les FREMM (© : MTU)
La série 4000 de MTU va équiper les FREMM (© : MTU)

Pour répondre à ces différentes problématiques sur les navires de combat, MTU, par exemple, a développé une gamme de moteurs articulée autour de la série 2000 (1790 kW), 4000 (4300 kW) et 8000 (9000 kW). « Ces produits disposent de la technologie Common rail et présentent des solutions optimisées en matière de rapport poids/puissance et de consommation de carburant. Ces moteurs présentent en outre un concept de maintenance facilitée, pour l'entretien quotidien ou au cours des arrêts techniques. Il y a également l'aspect logistique, où le constructeur doit être en capacité de fournir des pièces et de faire face à la gestion de projets complexes », souligne Frédéric Vandecandelaere. Fort d'une expérience de plus de 40 ans, MTU est l'un des grands spécialistes de la motorisation navale militaire, qu'il s'agisse de bâtiments de surface ou de sous-marins. Et, en la matière, les contraintes sont très importantes. « Notre savoir-faire technique et notre longue expérience du naval permet d'accompagner les clients dans le choix des solutions. Par exemple, la discrétion acoustique et la tenue au choc sont des éléments fondamentaux sur les unités militaires. Nous aiderons donc le client dans le développement de plots de suspension. Pour développer des enclosures particulières ou réaliser des double-étages de suspension, il faut un savoir-faire ».

Le L-CAT est propulsé par des waterjets (© : CNIM)
Le L-CAT est propulsé par des waterjets (© : CNIM)

Vendant ses moteurs aux quatre coins du monde, MTU participe à de nombreux programmes français. Outre les FREMM, le motoriste se positionne sur le marché des six futurs sous-marins nucléaires d'attaque (SNA) du type Barracuda et espère être retenu sur des projets impliquant la nouvelle famille de corvettes de DCNS, les Gowind. Le groupe a également réalisé la motorisation du prototype du L-CAT, un catamaran de débarquement conçu par CNIM et propulsé via waterjets. Le challenge a, notamment, porté sur l'installation d'un moteur diesel dans chacune des deux coques, avec une forte contrainte de largeur. On retrouve également MTU dans de nombreux programmes à l'export, comme celui des deux sous-marins du type Scorpène vendus par DCNS et Navantia au Chili. Ces bâtiments sont dotés de quatre diesels d'une puissance unitaire de 600 kW. Toutefois, remporter un marché sur un type de navire ne signifie pas que cette situation soit figée, même si des bâtiments similaires sont commandés par d'autres marines. Ainsi, c'est l'autre grand nom du moteur diesel, MAN, qui a équipé les deux Scorpène vendus à la Malaisie. Le client a, dans ce cas, préféré la solution du concurrent de MTU, portant non pas sur quatre mais seulement deux moteurs diesels.

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