Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article traite des moteurs 2 temps lourds en application marine, et plus particulièrement des systèmes auxiliaires nécessaires au fonctionnement des moteurs, systèmes qui sont mis en œuvre par les installateurs de ces moteurs dans les navires. L’ensemble des circuits de fluides est ainsi passé en revue, incluant les imposants systèmes de dépollution. L’article conclut par l’évolution qui sera donné à ces systèmes, tous acteurs de la transition énergétique.
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This article deals with heavy-duty 2-stroke engines in marine applications, and more specifically with the auxiliary systems required to operate the engines, systems which are implemented by the installers of these engines in ships. The entire fluids systems are reviewed, including the large pollution control systems. The article concludes with the evolution that will be given to these systems, all actors of the energy change.
Auteur(s)
-
Patrice FLOT : Président - TAMRIS études et conseils, Cabriès, France
INTRODUCTION
Un moteur à combustion interne est une machine qui transforme un carburant et l’air comburant en énergie mécanique. Ces deux fluides doivent être conditionnés pour entrer dans les cylindres. En outre, pour fonctionner, cette machine doit pouvoir être démarrée, lubrifiée, refroidie, dépolluée, maintenue, ce qui nécessite d’adjoindre différents systèmes qui se matérialisent par des circuits spécifiques et leurs équipements.
L’article dresse une revue des circuits auxiliaires de fluides liquides et gazeux, qui sont indispensables au fonctionnement du moteur 2 temps lourd, dit aussi moteur lent, en application maritime et qui sont disposés en salle des machines à proximité de celui-ci. Ils sont remarquablement plus nombreux et plus complexes que les circuits d’une voiture ! Contrairement à ces derniers, il y a plusieurs circuits d’huile, plusieurs circuits d’eau et plusieurs circuits d’air ou de gaz qui ont chacun leurs fonctions propres.
Les schémas fluides de principe sont donnés, ainsi qu’une description des principaux équipements que l’on trouve habituellement sur ces circuits. Une partie de ceux-ci sont déjà bien connus des exploitants de moteurs semi- rapides, du fait de l’emploi des mêmes carburants, dans le même environnement (HFO, marine). Le dernier chapitre aborde les systèmes de dépollution des gaz d’échappement ainsi que la récupération d’énergie qui peut être effectuée essentiellement à partir de la chaleur de ces gaz.
L’article [BM 2 653] présente des éléments sur le marché et les volumes de marché de ces moteurs, ainsi qu’une description détaillée de leur constitution mécanique.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes, des sigles et des expressions importants de l’article.
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KEYWORDS
2-stroke engine | marine | crosshead | fuel | Otto | Diesel
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire8. Conclusions : tendances à venir des systèmes auxiliaires
L’article [BM 2 653] prédit un bel avenir aux moteurs lents, grâce notamment à l’utilisation de carburants décarbonés d’ici à 2050 : bio-fuels et fuels synthétiques verts, bio-GNL, bio-GPL, bio-méthanol, bio-éthanol, ammoniac vert, hydrogène vert pour citer ceux qui sont qualifiés aujourd’hui, en essai sur des installations pilote ou en cours de développement. La durée de vie d’un navire étant de 30 ans en moyenne, c’est dans la décennie actuelle que ces solutions doivent voir le jour et être commercialisées.
Les systèmes auxiliaires sont directement issus des besoins du moteur. Les circuits et leurs équipements vont donc évoluer pour s’adapter à ces nouveaux carburants : nouveaux équipements, réservoirs plus imposants pour la même autonomie du navire, dispositifs et instrumentation de sécurité adaptés au carburant (le cas échéant zones ATEX, double parois, récupération des fuites et des évents, redondance…).
D’autres facteurs vont influer sur ces systèmes auxiliaires.
Une piste de réduction des émissions de CO2 est l’amélioration des rendements de toutes sortes sur les navires. L’IMO (International Maritime Organization) a mis en place une obligation de rendement énergétique théorique des navires construits depuis 2015, via l’index EEDI (Energy Efficient Design Index) dès que leur taille dépasse une certaine valeur suivant le métier du navire. Par ailleurs, depuis 2013, les navires en service de plus de 400 GT se doivent d’améliorer continuellement leur rendement énergétique (Programme SEEMP : Ship Energy Efficiency Management Plan). De telles obligations conduisent à regarder aussi les consommations énergétiques des systèmes auxiliaires eux-mêmes et à les optimiser dans ce sens ; traditionnellement dimensionnés pour la puissance nominale du moteur, ils sont surabondants pour les puissances plus faibles. À l’évidence, des dispositifs comme les variateurs de vitesse sur les pompes de circulation peuvent conduire à des économies, tout comme davantage de récupération...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JACOBSEN (D.M.S.), PEDERSEN (J.M.), SVENSSON (J.), MAYER (S.) - Cylinder Lube Oil Experiences and New Development for the MAN B&W Two-stroke Engines. - Article n° 73 congrès CIMAC d'Helsinki (2016).
-
(2) - SVEISTRUP JACOBSEN (D.M.), SVENSSON (J.), SJÖHOLM (J.), AABO (K.), ANDERSSON (H.) - Fuel 2020 – Are You Ready for the 0,50 % Sulfur Fuel Cap ? - Article n° 374 congrès CIMAC de Vancouver (2019).
-
(3) - FLOT (P.), MESLATI (A.), DIGNETON (M.) - Improving Efficiency and Emissions of Otto Gas Engines, by continuously monitoring Fuel Gas Quality. - Article n° 26 congrès CIMAC de Vancouver (2019).
-
(4) - HANSEN (J.P.), KALTOFT (J.), BAK (F.), GORTZ (J.), PEDERSEN (M.), UNDERWOOD (C.) - Reduction of SO2, NOx, and Particulate Matter from Ships with Diesel Engine. - Danish Environmental Protection Agency, Edition Miljostyrelsen (2014).
-
(5) - CONFUORTO (N.), GREGORY (D.) - A pratical guide to exhaust gas cleaning systems for the maritime industry. - EGCSA...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Moteur 2 temps léger – Caractères spécifiques et domaines d'application.
-
Moteur 2 temps lourd – Domaines d'application et caractères spécifiques structurels.
-
Moteurs à gaz pour les transports. Véhicules routiers, engins et bateaux.
NORMES
-
Produits pétroliers – Combustibles (classe F) – Spécifications des combustibles pour la marine. - ISO 8217-2017 - 2017
ANNEXES
Annexe VI de MARPOL et code NOx 2008 et directives d'application (IMO réf. KC664F, édition 2017).
IGC Code, recueil international de règles relatives à la construction et à l’équipement de navires transportant des gaz liquéfiés en vrac (IMO réf. EA104F, édition 2016).
IGF Code, recueil international de règles relatives à la sécurité aux navires qui utilisent des gaz ou d’autres combustibles à faible point d’éclair (IMO réf. E109F, édition 2016).
Rule Note NR529 DT R03 E – Gas Fuelled Ships (Bureau Veritas, January 2020).
HAUT DE PAGE2.1 Concepteurs de moteurs lents
J-ENG , Japan Engine Corporation
MAN Energy Solutions
WinGD, Winterthur Gas Diesel
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