Journée Sciences Navales 2016 - Ecole Navale · DE LA MARINE Avantages Faible densité (d) : Al =...

N°1

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Journée Sciences Navales 2016

Optimisation énergétique des

Plateformes navales

N°2

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Optimisation des plateformes navales :

pour quoi faire ?

Améliorer les performances militaires :

vitesse, autonomie, manœuvrabilité, tenue

au choc, discrétion acoustique

Maîtriser / réduire le budget : coût

d’acquisition (COTS), coût de possession

Développer de nouvelles technologies

duales

N°3

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Optimisation des plateformes navales :

qui fait quoi?

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Besoin militaire

Prospective ops

Traduction tech/contrat

Prospective techno (MRIS)

Réalisation industrielle

Développement concept (ex: Adroit)

N°4

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Optimisation des plateformes navales

3 axes d’optimisation:

Architectures propulsives

Matériaux

Combustible

N°5

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Architectures propulsives

N°6

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Architectures propulsives - CODLOG

L = 142 m

B = 19 m

T = 7,3 m

= 6000 t

P = 32 MW

V = 27 nds

FREMM

N°7

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

+ vitesse

+ manœuvrabilité

+ discrétion acoustique

+ nouvelle techno

- Coût acquisition

- Conso spécifique TAG

N°8

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Architectures propulsives - hydrojet

L = 121 m

B = 16 m

T = 5,95 m

= 3600 t

P = 32 MW

V > 28 nds

Architecture CODAG / WARP

N°9

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Architectures propulsives - hydrojet

CODAG : Combined Diesel (12MW) And Gas Turbine (20MW)

WARP : Waterjet And Refined Propellors

N°10

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

+ vitesse

+ manœuvrabilité

+ résilience

+ nouvelle techno

- Coût acquisition

- Conso spécifique TAG

Architectures propulsives - hydrojet

N°11

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Architectures propulsives - hybride

CMM : embarcations de servitude robustes

Profil d’emploi : longues phases à très faibles vitesses,

domaine où des solutions non thermiques sont

réputées efficaces

L = 24m

B = 8m

= 53t

V = 10 nds

N°12

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Architecture énergie-propulsion hybride avec 2 modes de

fonctionnement :

Un mode propulsif classique à base de Go (20h à 10 nds)

Un mode propulsif Zéro Emissions (3h à 2 nds)

Architectures propulsives - hybride

+ environnement

+ nouvelle techno (batterie 12,5 ans)

+ rechargement à la mer

- coût acquisition / possession

N°13

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Catamaran tout électrique : Heliodive

Une seule génération d’énergie

Grande souplesse de conduite (Vmin / Vmax)

Maintenance réduite

L = 11,7 m

B = 5,7 m

= 6 t

V = 20 nds

Autonomie :

2h @ 14nds

16h @ 5 nds

N°14

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Matériaux

N°15

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Matériaux - aluminium

Vitesse :

18 à 30 nœuds En charge – A vide

Capacité d’emport :

80 tonnes - 126 m2 (23 x 5,5 m) - 6 VAB

Roll on – Roll off

N°16

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Le navire à changement de forme

Position basse : MODE CHALAND

POUR LE PLAGEAGE ET L’ENRADIAGE BPC

Position haute : MODE CATAMARAN

POUR LE TRANSIT RAPIDE

Seule architecture répondant au besoin militaire

Concept simple à base de technologies communes

Matériaux - aluminium

N°17

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

LE PASSE

Chaland de débarquement à fond plat

LE FUTUR

EDA-R – Engin amphibie rapide

Vitesse :

Environ 10 nœuds En charge – A vide

Vitesse :

18 à 30 nœuds En charge – A vide

Capacité d’emport :

60 tonnes - 70 m2 (15,5 x 4,5 m) - 2 VAB

Capacité d’emport :

80 tonnes - 126 m2 (23 x 5,5 m) - 6 VAB

Roll on – Roll off

Un engin novateur beaucoup plus

efficace

Matériaux - aluminium

N°18

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Avantages

Faible densité (d) : Al = 2.7 - (Fe = 7,86)

Gain de masse contrebalancé par l’augmentation

d’épaisseur des tôles par rapport à l’acier, pour

une résistance équivalente.

Amagnétisme (application guerre des mines)

Bonne résistance à la corrosion tant que la

couche d’oxyde (alumine) épaisse et adhérente

reste intacte

Facilité de recyclage.

Matériaux - aluminium

N°19

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Inconvénients

Mise en œuvre (soudage)

Tenue à l’incendie (pt fusion 640°C Al / 1450°C Fe)

Perte caractéristiques mécaniques dès 200°C

Tenue à la fatigue (poutre navire, assemblages

soudés)

Couple galvanique

Coût acquisition

Matériaux - aluminium

Limitation aux petits bâtiments

N°20

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Matériaux

Composite : protections balistiques innovante

• Gain de masse (blindage)

• Possibilité de panneaux de très grandes tailles

• Protection contre les attaques chimiques

N°21

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Combustibles

Bio combustibles

GNL

N°22

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Réduction des émissions CO2, Nox

Limitation dépendance / pays pétroliers

Biocombustibles

Objectifs transport

N°23

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

catalytic upgrading alcohol

ASTM D7566 COMPOSES SYNTHÉTIQUES Alternative Jet Fuel Pathways

lipid-based fuels carbohydrate-based fuels

camelina,

algae, etc.

hydroprocessing

sugar cane, etc. lignocellulosic

biomass

saccharification pyrolysis gasification

sugars syngas

bagasse

fermentation

HEFA

Annex A2 SIP-DSHC

Task Force

ATJ

Task

Force

SK, SAK

Task Force

HDCJ

Task Force

FT-SPK

Annex A1

coal, natural gas

Catalytic

Hydrothermolysis

lipids

CH

Task

Force

bio-oil

FT-SKA

Task Force

July 2011

ARA

Chevron, BP

SKA

GEVO, Cobalt/USN,

UOP, LanzaTech, Swed

Biofuels

Byogy, LanzaTech,

Swed Biofuels

Virent KiOR,

UOP

SASOL,

Rentech

Sept

2009

R

R

R Draft ASTM Research Report

June

2014

VG Oil

Co-

Processing

Task Force

SPK

B

B Baloted ASTM Research Report

N°24

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Biocombustibles

Initiative de flotte verte américaine

Objectifs US : sécurisation des sources

d'approvisionnement et volatilité du cours

des hydrocarbures

Objectif de fournir 170 millions de gallons

par an en 2016 (< 4$/gallon)

Déploiement de ravitailleurs dès 2016

Partenariats avec Australie, Italie,Brésil…

N°25

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

N°26

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

N°27

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

GNL

Un contexte favorable…

Durcissement des normes MARPOL depuis 2005

Objectif de réduire les émissions polluantes de la

propulsion de ses navires HFO

Construction de terminaux GNL à St-Nazaire…

Réserves de gaz prouvées importantes

N°28

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

GNL

… mais des incertitudes à lever

Filière approvisionnement par SEA

Contraintes d’emploi : réservoirs cryogéniques et

la récupération du gaz naturel à une température

utilisable par la motorisation

Approvisionnement hors port base

Des conséquences architecturales à vérifier :

sécurité des navires

N°29

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

GNL : des projets concrets

L = 90 m

B = 21 m

= 6500 t

- 85% NOx

- - 25% CO2

Dual Fuel

N°30

ÉTAT - MAJOR

DE LA MARINE

Questions ?