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« Fiches pratiques relatives aux polluants locaux » Fiches de bonnes pratiques en faveur de la réduction des émissions de polluants atmosphériques sur les unités de transport fluvial Les présentes fiches visent à décliner une série de bonnes pratiques permettant de limiter les émissions de polluants atmosphériques des unités fluviales. Elles ont été élaborés dans le cadre d’une étude des Ports de Paris et de Voies navigables de France menée en 2011 visant à améliorer la connaissance des émissions de polluants atmosphériques des unités fluviales. Janvier 2012

Fiches de bonnes pratiques de réduction des émissions de polluants locaux sur les unités de transport fluvial Décembre 2011

TL&ASSOCIES / CERTAM | 2

Fiche de bonne pratique n°1 : Changement de motorisation

N° Fiche 1

Mesure / Technologie Changement de motorisation

Description En remplaçant les anciennes motorisations des unités fluviales, les émissions peuvent être largement réduites

Disponibilité Disponible

Flotte concernée Neuf / Existant

Pousseur / Automoteur

Contraintes La principale limite de cette mesure est la question du financement de la remotorisation des unités fluviales.

Les plans d'aides nationaux peuvent aider à la mise en œuvre de la mesure (voir ci-après).

Coûts ±7.000€ pour un propulseur d'étrave

± 35-40.000€ pour un moteur de 350CV (bateau Freycinet)

± 200.000€ pour un moteur de 1700CV

Consommation énergétique gain de 20% de consommation entre un ancien moteur et un neuf1

Gaz à effet de serre gain de 20% de consommation entre un ancien moteur et un neuf2

NOx -33% (CCNRII vs CCNRI)

SOx ND

COV ND

Particules -70% (CCNRII vs CCNRI)

Gains attendus

Autres ND

Autres

1 Source : Entretien société RAMS 2 Source : Entretien société RAMS



Fiche de bonne pratique n°2: Adaptation de la puissance N° Fiche 2

Mesure / Technologie Adaptation de la puissance

Description Une évolution à la hausse de la puissance des unités fluviales est aujourd'hui observée.

Le graphique ci-dessous montre, à titre d'exemple, la disparité des différentes puissances des automoteurs de 250 à 400 tonnes français.

Figure 1 - Puissance des unités fluviales en fonction du port en lourd, automoteurs 250-400t

L'optimisation de la puissance de la motorisation d'une unité fluviale doit être étudiée avec le motoriste afin de définir la puissance nécessaire et suffisante au vu du bassin empruntée, de l'arbre et de la carène du bateau.


Flotte concernée Neuf / Existant


Contraintes

Coûts Néant

Consommation énergétique ND

Gaz à effet de serre ND

NOx ND

SOx ND

COV ND

Particules ND

Gains attendus

Autres ND

Autres



Fiche de bonne pratique n°3: Monitoring N° Fiche 3

Mesure / Technologie

Monitoring

Description Le monitoring permet de suivre des éléments essentiels à la limitation des consommations de carburants et des émissions de polluants.

Les valeurs de référence permettant d'effectuer ce suivi sont :

• la puissance transmise par l’hélice

• la consommation du combustible

• la vitesse-surface ou vitesse par rapport à l’eau

• Le déplacement du bateau

Equipement de mesure de la consommation : économètre

Il permet de mesurer la quantité de combustible entrant dans le moteur. L'équipement se compose d'un afficheur et de deux capteurs, l'un dans l'alimentation, l'autre dans le circuit de retour.

L'afficheur, fournit la consommation horaire et la consommation totale.

Figure 2 – Afficheur de l’Eco-Pilot (Source : www.c-sense.fr)

Certains afficheurs indiquent le nombre de tours moteur, les heures moteur et, interfacés à un positionneur GPS, ils intègrent la distance parcourue et fournissent directement la consommation au kilomètre. A partir de cette indication, on peut agir sur les paramètres de conduite et de navigation. Ils permettent donc de déterminer le seuil optimum entre vitesse, puissance et consommation. Certains constructeurs proposent, pour les moteurs récents, des systèmes de mesure de débit de combustible par mesure du débit de la pompe d’injection par exemple à l’aide d’un capteur inductif sur la pompe d’injection avec une électronique associée qui intègre le régime du moteur.

Equipements de mesure de vitesse. La mesure de la vitesse est un élément clé dans les paramètres de gestion de navigation.

GPS (Global Positioning System). Le GPS à bord du bateau donne les positions du bateau et permet d’obtenir une vitesse de fond par mesure du temps de parcours entre des bornes kilométriques. Il s'agit de donner aux pilotes un moyen fiable de connaître leur vitesse par rapport à la rive.



N° Fiche 3


Monitoring

Figure 3 – GPS à bord du bateau Greenpeace MY esperanza (Source : oceans.greenpeace.org)

Loch. Un loch permet d’obtenir des données sur la vitesse de surface.

Figure 4 – loch électromagnétique (Source : www.nke.fr)

Le loch permet également de fournir la température de l’eau et peut être combiné avec un GPS, un anémomètre et un sondeur de profondeur.

Equipement de mesure de la vitesse du vent : l’anémomètre (ou girouette/anémomètre). Un anémomètre est un dispositif destiné à indiquer la vitesse relative du vent. Cet instrument permet de connaître et de prendre en compte la force et la direction du vent. Ce sont des paramètres qui peuvent faire varier la consommation de carburant du bateau.

Figure 5 – système girouette – anémomètre pour bateau à moteur (Source : www.bigship.com)

Equipement de mesure de la profondeur : le sondeur. Un sondeur permet, entre autres, d’estimer la hauteur d’eau sous le bateau, par utilisation d’un signal acoustique. L’indication de profondeur permet d’adapter la conduite, et de réduire la vitesse lorsque le tirant d’eau est faible, afin d’optimiser la consommation d’énergie.



N° Fiche 3


Monitoring

Figure 6 - Fonctionnement d’un sondeur (Source : Wikipédia)

Plusieurs types d’affichages peuvent exister : profondeur, image du fond…

Instruments de suivi des performances moteur. Dans le domaine maritime, des outils complexes sont développés afin de suivre les performances des moteurs et de mettre en place une maintenance adaptée. Ces systèmes permettent la mesure et l’analyse, de manière continue, de la pression à l’intérieur des cylindres des moteurs diesel, et permettent de déceler les dégradations plus rapidement afin de maintenir les moteurs à leur performance optimale.

Le compte-tours moteur. L’équipement le plus simple permettant de suivre les performances du moteur est le compte-tours, ou tachymètre. Il s’agit d’un instrument de mesure permettant d’indiquer la vitesse de rotation d'une pièce en mouvement. Le compte-tours ne totalise pas les tours du moteur, mais compte le nombre de tours par unité de temps (généralement des tours par minute).

Figure 9 – Compte-tours analogique (Source : nauticexpo.fr)

Figure 8 - Ecrand’affichage d’unsondeur avecindication deprofondeur (Source : naticexpo.fr)

Figure 7 – Ecran d’affichage d’un sondeur donnant l’image du relief sous-marin



N° Fiche 3


Monitoring

Cet équipement permet d’adapter la puissance du moteur en fonction de la vitesse du bateau. En effet, il est possible de consommer une quantité importante de carburant avec peu d’effet sur la vitesse du bateau, en fonction du courant. Le compte-tours permet donc de visualiser cet effet et de réguler sa puissance.

Instrument d’aide à la navigation : le pilote automatique de rivière. En assurant une meilleure stabilité de route, le pilote automatique participe à une réduction de la consommation. Certains modèles affichent la vitesse de giration et possèdent une recopie de position.

Ce genre d’application fournit des conseils au capitaine du bateau sur la combinaison trajet/vitesse la plus économique, permettant au bateau d’arriver dans les temps impartis avec l’utilisation la plus efficace du carburant, aboutissant à une réduction de la consommation de carburant et des émissions.

Deux possibilités peuvent ensuite se présenter :

• les indications du logiciel sont données à titre indicatif et sont mises en application manuellement,

• l’ajustement de vitesse et de trajet se fait automatiquement.

Ce genre d’application permet également de suivre la consommation de carburant, les consommations d’énergie et les distances de navigation.

Figure 10 - Exemple d'équipement

Le "Tempomaat". C'est un système permettant une conduite optimisée d'un bateau.

Le cœur de l'ATM est composé d'un programme informatique permettant au pilote d'avoir accès à la meilleure combinaison entre sa route et la vitesse optimale, permettant ainsi une réduction de la consommation et, par voie de conséquence, une réduction des émissions.

Figure 11 - Exemple d'exploitation des résultats

Disponibilité Dsiponible



N° Fiche 3


Monitoring

Flotte concernée

Automoteur / Pousseur

Neuf / Existant

Contraintes Mise en place d’instruments sophistiqués dans un environnement rustique.

Contraintes de maintenance et d’entretien

Mise en place de procédures et de reporting.

Coûts Economètre : 3000 €

GPS : 1000 €

Loch : 5500 €

Anémomètre : 1000 €

Sondeur : 1500 - 3000 €

Compte-tours moteur : 3000 €

Pilote automatique : 60000 €

Consommation énergétique

Economètre : 5%

Suivi des performances : 0,5 – 1%4

Tempomaat : 7%5

Gaz à effet de serre Economètre : 5%6

Suivi des performances : 0,5 – 1%7 pour le secteur maritime

Tempomaat : 7%7

NOx Tempomaat : 7%8

Sox Tempomaat : 7%9

COV ND

Particules Tempomaat : 7%10

Gains attendus3

Autres Contrôle de la vitesse, et préservation des berges

Autres Le suivi des performances énergétiques permet au propriétaire ou à l'exploitant de mieux connaître la consommation de son bateau mais aussi :

3 Les gains donnés dans le tableau suivant donnent des ordres de grandeur et sont donc à utiliser avec précaution. Pour beaucoup d’équipements (GPS, loch, anémomètre, sondeur, compte‐tours) le gain environnemental n’a pu être fourni, ces estimations étant fortement corrélées avec les pratiques d’exploitation. 4 Source : Study of greenhouse gas emissions from ships ‐ IMO – 2000 5 Réduction d'émissions attendues par la mise en oeuvre d'un ATM (base : motorization CCNR I) (Source : Final report – The Cleanest Ship Project, 2009) 6 Source : D’après l’entretien réalisé avec le Marine Institute of Netherlands (MARIN). tests menés par le Marine Institute of Netherlands (MARIN) 7 Réduction d'émissions attendues par la mise en oeuvre d'un ATM (base : motorization CCNR I) (Source : Final report – The Cleanest Ship Project, 2009) 8 Réduction d'émissions attendues par la mise en oeuvre d'un ATM (base : motorization CCNR I) (Source : Final report – The Cleanest Ship Project, 2009) 9 Réduction d'émissions attendues par la mise en oeuvre d'un ATM (base : motorization CCNR I) (Source : Final report – The Cleanest Ship Project, 2009) 10 Réduction d'émissions attendues par la mise en oeuvre d'un ATM (base : motorization CCNR I) (Source : Final report – The Cleanest Ship Project, 2009)



N° Fiche 3


Monitoring

• de détecter les anomalies de fonctionnement ou de structure qui peuvent intervenir, soit dans l'installation propulsive, soit à la coque,

• de connaître les hauteurs d’eau et la précision des positions,

• de suivre les évolutions de l'état de la carène (rugosité, salissure, déformations)

• de régler les paramètres de fonctionnement du bateau : vitesse, puissance, nombre de tours de la ligne d'arbre afin d’utiliser le moteur dans la zone de meilleure consommation.

• de disposer d'éléments concrets dans le but de mieux évaluer les conditions économiques d'exploitation et d'alimenter la discussion des conditions dans lesquelles un contrat d'affrètement est appliqué.



Fiche de bonne pratique n°4 : Mise en place de la voie d'eau intelligente N° Fiche 4


Mise en place de la voie d'eau intelligente



N° Fiche 4



Description Le concept de voie d’eau intelligente concerne la mise en œuvre de services d’information fluviaux (SIF) ayant pour objectif d’améliorer la sécurité du transport fluvial, d’accroître l’efficacité du transport moins de temps d’attente aux écluses ou à quai, par exemple), et d’améliorer la protection de l’environnement.

Différents outils existent et ont été créés, ou sont en cours de création, afin de répondre à la directive RIS11 (River Information Services), parmi lesquels on peut distinguer :

• Les avis à la batellerie électroniques qui avertissent les usagers des restrictions ou interdiction de navigation.

• Les cartes électroniques de navigation au standard ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) intérieur.

• Le reporting électronique, qui facilite les procédures administratives, et rend plus efficaces les contrôles.

• Le système de repérage et de suivi automatisé des bateaux “Tracking & tracing”, basé sur la technologie AIS (Automatic Indentification System), technologie déjà utilisée dans le maritime et transposée au fluvial.

Ainsi, les bateaux sont capables de communiquer aux relais terrestres par transmission VHF des informations relatives à leur position, itinéraire, vitesse ou cap ou concernant la nature de leur cargaison. Cette information est numérisée et accessible via internet selon des droits d'accès spécifiques attribués aux acteurs du transport.

Figure 13 - Relais AIS (Source : VNF)

Figure 12 – Transmission desdonnées entre bateaux etinfrastructures terrestres (Source :Via Donau)



N° Fiche 4



Disponibilité Le système de repérage et de suivi informatisé par AIS est aujourd’hui développé dans le cadre d’un projet d’expérimentation mené par VNF :

• Couverture de l'Escaut - Canal de Dunkerque et de la Seine par le biais de l'équipement des stations terrestres,

• Equipement de 22 bateaux,

• Développement du segment informatique basé à Béthune

• Le reporting électronique reste à développer.

Flotte concernée


Neuf / Existant

Contraintes Nécessité d’équiper les unités en transpondeurs, radars et antennes adéquates.

Equipement en relais terrestres : antennes et matériels informatiques.

Coûts Coût d’équipement d’un bateau en mode information : 12 000 € (installation et formation au logiciel comprises)

Coût d’équipement d’un bateau en mode navigation : 33 000 €

Infrastructures terrestres : équipement en matériel informatique et antennes relais : De 21 à 50 000 € en fonction des conditions d’installation et des équipements (hauteur requise pour les antennes, présence du système dGNSS…)


Une économie de carburant non évaluable actuellement sera la conséquence de l’amélioration des trafics

Gaz à effet de serre Des gains sont à attendre de ce système qui permettra d’améliorer le trafic aux ouvrages, et notamment d’éviter les temps d’attente au passage des écluses avec les moteurs en fonctionnement

NOx

SOx

COV

Particules

Lors des temps d’attente, les moteurs fonctionnent au ralenti, le rendement est donc mauvais et les émissions de particules plus importantes. La gestion des trafics aux ouvrages permettrait de diminuer ces émissions.

Gains attendus

Autres Informer les utilisateurs sur l’état du réseau

Informer les utilisateurs sur le trafic actuel et à venir

Gérer le trafic aux ouvrages

Assurer un service de gestion de crise et « atténuer » les catastrophes

Améliorer les statistiques

Autres



Fiche de bonne pratique n°5: Optimisation de la forme des carènes en fonction de l'utilisation des bateaux N° Fiche 5


Optimisation de la forme des carènes en fonction de l'utilisation des bateaux

Description Les caractéristiques géométriques de la carène d’une unité fluviale ont une influence importante sur sa résistance à l’avancement et donc sur sa consommation en carburant.

Les études spécifiques nécessitent, soit une modélisation de la carène pour réaliser une simulation numérique, soit des essais sur maquette en bassin des carènes.

Plusieurs facteurs sont à prendre en compte en vue de l’amélioration des performances hydrodynamiques d’un bateau:

• ceux concernant le bateau en lui-même (longueur, largeur, tirant d’eau, port en lourd, déplacement, vitesse.),

• ceux concernant le bassin de navigation (largeur d’un canal, hauteur d’eau disponible entre le fond du bateau et le fond du canal ou de la rivière, hauteur de vague en estuaire…)

Figure 14 - Modélisation 3D d’une coque de bateau fluvial en vue de l’optimisation de ses performances hydrodynamiques (Cabinet Lebéfaude, 2008).

En fonction des résultats de cette étude, diverses solutions d’optimisation pourront être proposées :

• Modification des formes. L’amélioration des formes de la carène d’un bateau permet de réduire sa résistance à l’avancement et donc la puissance propulsive nécessaire.

• Modifications des appendices. Optimisation des appendices de coque (safran, bouteur …) afin de minimiser l’effet de leurs traînées sur la résistance à l’avancement du bateau.

• Amélioration de la jonction pousseur/barge et barge/barge. Pour les convois poussés, la jonction et les interactions entre le pousseur et la barge, ou entre deux barges du convoi, doivent être étudiées de telle sorte que celles-ci ne perturbent pas l'écoulement de l'eau le long de la carène et affectent le moins possible sa résistance à l'avancement.

Ce type d’étude mené pour la première fois sur un bateau (en prenant en compte les paramètres du bassin de navigation) permet d’améliorer ses performances hydrodynamiques de 12 à 20%.


Flotte concernée

Neuf

Barge / Pousseur / Automoteur



N° Fiche 5


Optimisation de la forme des carènes en fonction de l'utilisation des bateaux

Contraintes

Coûts Coût d’une étude spécifique en bassin des carènes sur une maquette : Entre 10 et 15 % du budget total de conception12

Coût d’une simulation numérique : Jusqu’à 10 % du budget total de conception

Consommation énergétique entre 12 et 20%16

Gaz à effet de serre entre 12 et 20%14

NOx

SOx

COV

Particules

Gains attendus13

Autres L’étude des carènes peut entraîner un gain sur la réduction des vagues et donc réduction des destructions des berges.

Autres



Fiche de bonne pratique n°6 : Filtre à particules N° Fiche 6


Filtre à particules

Description Le fonctionnement d'un filtre à particules comporte trois phases essentielles : captation des particules, régénération du filtre, par combustion in situ des particules accumulées, nettoyages périodiques nécessaires pour éliminer les cendres accumulées. Les incidences des filtres à particules sur les émissions de polluants réglementés et non réglementés, sur la consommation et les performances, ainsi que les contraintes d'implantation et d'utilisation ont été abondamment étudiés sur des flottes de bus où ils sont de plus en plus utilisés. En ce qui concerne les poids lourds, ils sont apparus en premier lieu sur des autobus en Retrofit (2ème monte).

Il existe deux types de filtres à particules :

• Ouverts (filtrent 50% des gaz d’échappement / n’ont pas besoin d’être régénérés)

• Fermés (filtrent 80% des gaz d’échappement / ont besoin d’être régénérés en étant portés à des températures élevées)

Les filtres à particules s’encrassent rapidement si le taux de soufre dans le carburant est trop élevé.

Si ces filtres présentent un intérêt quant à la diminution des particules, ils demeurent moins intéressants quant à l’amélioration de la performance énergétique. Dans le secteur routier, les véhicules équipés de filtres à particules présentent une surconsommation de 1 à 3%.

Disponibilité Disponible sur le marché

Flotte concernée


Neuf / Existant

Contraintes Solution perçue comme très chère pour un résultat non garanti15

Coûts Coût d’acquisition : 60 à 130€/kW pour la provision du filtre à particules

Coût d'installation : 20.000€ pour l'installation

Consommation énergétique +2%16

Gaz à effet de serre +2%17

NOx 018

SOx +2%19

COV ND

Particules -95%20

Gains attendus

Autres

Autres



Fiche de bonne pratique n°7 : Système de "Selective Catalytic Reduction" (SCR) sur les moteurs diesels N° Fiche 7


Système de "Selective Catalytic Reduction" (SCR) sur les moteurs diesels

Description La présente solution technologique consiste en l’installation de systèmes « SCR » sur les moteurs des bateaux fluviaux. Le SCR (Selective Catalytic Reduction ou réduction catalytique sélective) est un post-traitement déjà utilisé pour les poids lourds. Le système consiste en l'injection d'un fluide (de l'urée) qui va produire de l'ammoniac par thermo-hydrolyse à partir des émissions de NO et NO2.

Les quantités d'urée à injecter sont de l'ordre de 5 à 10% de la consommation de carburant. Ceci correspond environ à 15-20 litres par MWh. Pour les petites unités, des consommations de l'ordre de 2% ont été observées.

La technologie SCR (Selective Catalytic Réduction) est une solution pour réduire les émissions de NOX par l'apport d'un agent réducteur au niveau des gaz d'échappement. L'agent réduction est de l'ammoniac ou de l'urée, qui transforme le monoxyde et dioxyde d'azote en diazote et en eau.

Dans la pratique, l’urée est stockée dans un réservoir et injectée dans la ligne d’échappement, suivant le schéma ci-dessous :

Figure 15 - Schéma d'application de la technologie SCR

Figure 16 – Réservoirs de carburant et d’urée sur un poids lourd

L'utilisation d'un système SCR (couple avec un filtre à particules) aura l'effet le plus important en termes de réduction des emissions de NOx et de particules.

Disponibilité La technologie SCR est déjà développée et appliquée à la technologie poids lourds, et de manière plus récente pour les bateaux. Des développements sont encore nécessaires.

Flotte concernée

Neuf


Contraintes Les contraintes d’application de la technologie SCR sont les suivantes :

• Emissions de NH3 (même limitées)

• Intégration dans le véhicule

• Gel de la solution d’urée à -11°C

• Volume du réservoir de stockage important

• Infrastructure de distribution de l’urée à prévoir

• Fonctionnement pour T<200°C



N° Fiche 7


Système de "Selective Catalytic Reduction" (SCR) sur les moteurs diesels

La solution SCR nécessite la mise en place un système d’approvisionnement en urée tout au long du réseau fluvial, au même niveau que les stations carburants.

Coûts Coût d’acquisition : 5000 €21 pour le système SCR

Coûts connexes (lié à l’adaptation de l’existant, équipement connexe…) : Urée : 10 000 € / an22

Installation d’un approvisionnement en urée : 8500 (1000 litres) à 13000 € (9000 litres) pour l’équipement de stockage et de distribution23


024 à 7,5%25

Gaz à effet de serre 026 à 7,5%27

NOx 81%28 à 85%29

SOx 030

COV

Particules 031 à 35%32

Gains attendus

Autres Peu d’impacts sur le fonctionnement du moteur

Insensibilité au soufre

Urée disponible, non toxique et facile à utiliser, notamment pour une flotte « semi-captive » telle que la flotte fluviale

Autres



Fiche de bonne pratique n°8 : Carénages et emploi de peintures et traitements N° Fiche 8


Carénages et emploi de peintures et traitements

Description Le carénage d’un bateau est une opération de maintenance de la coque et plus particulièrement des œuvres vives. Cette opération consiste à nettoyer la coque de ses salissures et à appliquer, si cela est nécessaire, les produits de protection spécifiques.

Les salissures, présentes sur les œuvres vives d’une coque, peuvent diminuer les performances hydrodynamiques du bateau jusqu’à 5%. Ce chiffre justifie la réalisation de carénages réguliers et l’utilisation de peintures de protection adaptées aux spécificités des bateaux fluviaux.

Figure 17 - Tirage à terre d’un automoteur pour carénage (Cabinet Lebéfaude, 2005)

Lors de ces opérations de carénage il convient de nettoyer la coque, généralement par eau sous pression, afin d’éliminer au mieux les salissures et ainsi assurer un bon accrochage de la peinture de protection.

Les peintures utilisées pour protéger les œuvres vives de la corrosion et des salissures (principalement dues à l’implantation d’organismes aquatiques) doivent être appliquées en respectant les protocoles des fabricants (nombre de couches, épaisseurs des couches, temps de séchage, compatibilité avec les peintures antérieurement appliquées ou avec la peinture de couche primaire…).

Les peintures de type « époxy » sont celles qui, aujourd’hui, apportent le plus de satisfaction pour la protection des œuvres vives des coques des bateaux fluviaux. Mais, ces peintures ne sont pas compatibles avec les peintures dites « bitumineuses », aujourd’hui interdites33, mais encore présentes sur une grande majorité des bateaux fluviaux. Pour appliquer une peinture de type « époxy », sur la coque d’un bateau antérieurement protégée avec une peinture « bitumineuse », il convient de réaliser un sablage de la coque afin d’éliminer totalement cette ancienne peinture.

Par ailleurs, un brossage ou un polissage des hélices est pertinent. La dégradation de la surface des pales de l'hélice, qu'elle soit due à une augmentation de la rugosité ou à la présence de salissure, augmente les pertes par frottement. Cela se traduit par une diminution du rendement de l'hélice et corrélativement par un accroissement de la puissance donc de la consommation de combustible pour maintenir la vitesse.



N° Fiche 8


Carénages et emploi de peintures et traitements

Disponibilité La technologie est disponible actuellement sur le marché, mais l’offre reste faible par rapport à la demande.

Beaucoup d’outils de carénage (tirage à terre, cales sèche…) sont mal adaptés aux gabarits plus importants des bateaux fluviaux contemporains. De plus, peu sont équipés pour permettre le sablage des coques. La conséquence principale étant un coût de carénage élevé et prohibitif au bon entretien des coques des bateaux fluviaux.

Flotte concernée

Neuf / Existant

Barge / Pousseur / Automoteur

Contraintes Au niveau réglementaire, le carénage des unités fluviales est aujourd’hui obligatoire tous les 5 ans34. De plus, la loi sur l’eau35 encadre les prescriptions environnementales à respecter pour éviter tout rejet de substance polluante dans l’eau.

Coûts Nettoyage des œuvres vives et application d’une peinture de protection : 3.000 à 5.000 €

Carénage, sablage et application d’une peinture de type « époxy » : 5.000 à 10.000€


3 à 5%36

Gaz à effet de serre 3 à 5%37

NOx ND

SOx ND

COV ND

Particules ND

Gains attendus

Autres Des gains de vitesse de près de 1 km/h ont pu être obtenus après carénage et simple ré-application de peinture de protection.

Autres



Fiche de bonne pratique n°9 : Utilisation de l'électricité en stationnement en vue de supprimer les groupes électrogènes N° Fiche 9


Utilisation de l'électricité en stationnement

Description La fourniture en électricité des bateaux en stationnement consiste à équiper les quais en prises électriques raccordées au réseau terrestre. Ainsi les bateaux n’ont plus à produire l’électricité qu’ils consomment lorsqu’ils ne sont pas en navigation.

Les unités fluviales ne sont donc plus obligées de laisser tourner leurs groupes électrogènes lorsqu’elles sont à quai et évitent ainsi une consommation de carburant fossile et des émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques.

Les points principaux concernant la mise en œuvre de cette technologie sont :

• Equiper et adapter les circuits électriques des bateaux, normaliser les prises de raccordement

• Standardiser les modes de paiement

• Equiper les infrastructures pour permettre le raccordement des bateaux au réseau électrique terrestre

Disponibilité La technologie est testée sur les réseaux européens mais nécessite des améliorations et des études poussées de faisabilité techniques et économiques pour une application concrète.

Depuis le 1er mars 2010, une interdiction d'utilisation des générateurs est entrée en vigueur à Rotterdam aux emplacements équipés d'alimentation électrique à quai. Cette interdiction sera étendue aux villes du Drecht au 1er janvier 2012.

En 2008 et 2009, cette mesure a été testée à Rotterdam. Le port d'Amsterdam, Zeeland Ports, la province du sud Pays-Bas et les villes telles que Nieuwegein, Wageningen, Dordrecht, Zwijndrecht et Papendrecht ont décidé de le suivre.

Flotte concernée

Neuf / Existant

Automoteur / Pousseur / Barge

Contraintes Approvisionner en électricité les postes d’attente, les quais de chargement et déchargement, et permettre le raccordement des bateaux par des prises normalisées.

Cette technologie nécessite l’apport d’électricité sur les quais de stationnement des unités fluviales et le déploiement de boitiers de courant de quais aux emplacements idoines.

Coûts Coût : l’équipement des bateaux s’élève approximativement entre 500 et 1000 euros par unité.

Coûts connexes (lié à l’adaptation de l’existant, équipement connexe…) : Le coût pour équiper les infrastructures est difficilement estimable, car il dépend essentiellement de la distance entre le quai à équiper et le réseau électrique.


Suppression des consommations d’énergie fossiles liées à l’utilisation des groupes électrogènes pour alimenter en électricité les équipements du bord lors des stationnements (~5% - variable en fonction du type de navigation)

Gaz à effet de serre

Suppression des émissions liées à l’utilisation des groupes électrogènes pour alimenter en électricité les équipements du bord lors des stationnements

Gains attendus

NOx Suppression des émissions liées à l’utilisation des équipements de bord lors du stationnement (~5% - variable en fonction du type de navigation)



N° Fiche 9


Utilisation de l'électricité en stationnement

SOx Suppression des émissions liées à l’utilisation des équipements de bord lors du stationnement (~5% - variable en fonction du type de navigation)

COV Suppression des émissions liées à l’utilisation des équipements de bord lors du stationnement (~5% - variable en fonction du type de navigation)

Particules Suppression des émissions liées à l’utilisation des équipements de bord lors du stationnement (~5% - variable en fonction du type de navigation)

Autres Suppression du bruit lié à l’utilisation des groupes électrogènes

Autres L’utilisation de cette technique peut, à terme, permettre une suppression totale des groupes électrogènes à bord des bateaux fluviaux.

Dans cet objectif, il conviendrait d’additionner cette technique à d’autres techniques telles que :

• L’amélioration du stockage de l’électricité à bord

• L’utilisation d’alternateurs attelés au moteur de propulsion

• L’utilisation de panneaux solaires



Fiche de bonne pratique n°10 : Hélices à pas variables N° Fiche 10


Hélices à pas variables

Description Les hélices classiques de propulsion présentent des pales fixes par rapport à l’axe. Les variations de la vitesse du bateau sont obtenues en faisant varier la vitesse de rotation de l’hélice. Dans le cas d’un moteur en prise directe sur l’arbre, la variation de la vitesse de rotation de l’hélice est obtenue en faisant varier la vitesse de rotation du moteur.

Figure 18 - Hélice à pas variable équipant un ancien remorqueur fluvial

Cette disposition classique n’est pas sans inconvénient :

• La vitesse variable du moteur implique des allures transitoires défavorables en matière de rendement et donc de consommation d’énergie.

• Les temps de réaction aux changements d’allure sont lents.

• La vitesse de rotation du moteur étant variable, il est difficile d’utiliser des alternateurs attelés.

Pour palier à ces inconvénients, on utilise des hélices à pas variables. Dans ce cas, l’efficacité de l’hélice est obtenue, à vitesse de rotation constante, en faisant varier l’orientation des pales par rapport à l’axe. Les mouvements des pales sont obtenus par des systèmes mécaniques ou hydrauliques, installés dans l’arbre lui-même.

Disponibilité La technologie existe, mais n’est que peu appliquée. L’application peut donc être immédiate pour les constructions neuves. L’application semble plus compliquée sur les bateaux existants, notamment en termes d’investissements.

Flotte concernée

Neuf


Contraintes L’hélice à pas variable est aussi plus fragile et sera plus facilement endommagée en cas de chocs.

Coûts Selon la taille de 10 000 à 30 000 euros


Fonctionnement des moteurs à régime constant et suppression dans certains cas de groupes électrogènes peuvent entrainer des économies d’énergie de l’ordre de 10%

Gaz à effet de serre Fonctionnement des moteurs à régime constant et suppression dans certains cas de groupes électrogènes peuvent entrainer des économies d’énergie de l’ordre de 10%

NOx ND

Gains attendus

SOx ND



N° Fiche 10


Hélices à pas variables

COV ND

Particules ND

Autres Facilité de la conduite et des manœuvres

Réduction des nuisances sonores

Suppression des groupes électrogènes

Autres



Fiche de bonne pratique n°11 : Propulseurs hydrauliques et des propulseurs d’étrave N° Fiche 11


Propulseurs hydrauliques et des propulseurs d’étrave

Description Lorsque le bateau est en manœuvre ou dans certaines conditions d’exploitations, des systèmes d’aides à la manœuvre peuvent être envisagés et notamment :

• Les propulseurs d’étrave

• Les propulseurs hydrauliques en partie arrière en remplacement de l’hélice traditionnelle

Le premier est un système hélicoïdal, installé sur la partie avant du bateau, qui permet des mouvements transversaux de cette partie avant, indépendamment de la partie arrière. Ce système est fort utile en manœuvre d’accostage, ou dans des passages étroits. Il diminue les temps de manœuvres et donc les temps de fonctionnements des moteurs.

Le second se compose d’une hélice de propulsion, entraînée par un système hydraulique. Il permet la rotation à 360° de l’hélice, avec des actions également transversales, simplifiant aussi les manœuvres.

L’hélice pouvant être inversée permet également une marche arrière quasi immédiate et de casser l’erre du bateau très rapidement.

D’autres systèmes existent, comme les safrans articulés et les tuyères directionnelles.

Disponibilité La technologie existe mais n’est pas généralisée. L’application peut donc être immédiate pour les constructions neuves comme pour les bateaux existants.

Flotte concernée

Neuf / Existant

Automoteur

Contraintes L’adaptation sur des unités existantes nécessite des aménagements conséquents, avec des modifications de structures et des besoins en puissance spécifiques.

Coûts Flotte actuelle : 15 à 20 000 euros

Nouvelles unités fluviales : Selon la taille, de 20 000 à 50 000 euros


Gaz à effet de serre

NOx

SOx

COV

Particules

Oui (diminution du temps de fonctionnement des moteurs)

Gains attendus

Autres

Autres Sécurité de navigation

Pour certains types de propulseurs d’étrave, à hélice verticale, possibilité de suppléer à la propulsion en cas de panne



Fiche de bonne pratique n°12 : Kit hydrogène N° Fiche 12

Mesure / Technologie Kit hydrogène

Description Production d'hydrogène à bord et injection dans la motorisation.

En introduisant de l'hydrogène et l'oxygène directement en liaison avec le carburant, le générateur d'hydrogène permet de réduire les consommations.

Le générateur d'hydrogène peut être utilisé dans tout type de véhicule (voiture, camion, camion diesel, bateau ou des moteurs, tels que les générateurs de puissance et de pompes d'irrigation).

Le Kit Hydrogène fonctionne avec tout type de carburant, essence, diesel, biodiesel, huile végétale.

Le système est adaptable à tout moteur entre 20 et 4000kW. Il est installé sur "silent bloc" et est indépendant du moteur.

Description technique

• Contrôleur : Carte électronique.

• Gestion fréquence/ ampérage : Oui

• Taille réservoir d'eau: Sur Mesure

• Dimension générateur : Sur Mesure

• Moteur : Sur mesure

Disponibilité Disponible (concept reconnu au concours Lépine 2010)

Flotte concernée Neuf et existant


Contraintes

Coûts Entre 5 et 10k€ suivant la puissance du moteur

Consommation énergétique -8 à -20%38

Gaz à effet de serre -8 à -20%39

NOx ND

SOx ND

COV ND

Particules Réduction par limitation des imbrûlés

Gains attendus

Autres

Autres



Fiche de bonne pratique n°13 : Dual Fuel N° Fiche 13

Mesure / Technologie Moteur Dual Fuel

Description Le moteur Dual Fuel permet d'être alimenté en Gaz et en Gazole non routier de manière simultanée.

Cette technologie est utilisée sur les méthaniers et peut aujourd'hui être diffusée sur d'autres typologies d'unités.


Flotte concernée Neuf


Contraintes Accès à un réseau de distribution non disponible actuellement

Coûts


Gaz à effet de serre -23%

NOx -13%

SOx -92%

COV ND

Particules -37%

Gains attendus40

Autres CO : +23%

O2 : -1%

HC : +105%

Autres



1. Solutions comportementales

Fiche de bonne pratique n°14 : Ecoconduite N° Fiche 14


Ecoconduite

Description L’écoconduite est un mode de conduite qui permet d’optimiser la consommation de carburant. La vitesse ou les variations de puissance durant un trajet augmentent la consommation de carburant. La conduite à régime constant est l’option la plus simple et la plus économique.

Ceci passe :

• Par une sensibilisation des utilisateurs aux économies d'énergie et la formation des équipages pour apprendre à gérer de façon "énergétique" un bateau.

• Par une meilleure connaissance :

o de l’environnement dans lequel navigue le bateau (hauteur d’eau, sens et vitesse du courant, largeur du bief, vitesse et direction du vent, difficultés de certains passages)

o des composantes principales du bilan de consommation énergétique

o de l’influence des caractéristiques et des conditions d'utilisation du bateau et de ses équipements sur la consommation et sur les dépenses d’entretien.

Disponibilité Aucun organisme de formation ne propose cette formation aujourd’hui dans le secteur du transport fluvial, mas ces actions peuvent être mises en œuvre en interne par les armateurs.

Flotte concernée


Neuf / Existant

Contraintes

Coûts

Consommation énergétique ND41

Gaz à effet de serre ND42

NOx ND

SOx ND

COV ND

Particules ND

Gains attendus

Autres ND

Autres



Fiche de bonne pratique n°15 : Organisation logistique N° Fiche 15


Organisation logistique

Description Une réduction des émissions de polluants locaux (et des consommations énergétiques et des émissions de CO2) à la tonne.kilomètre transportée pourra être obtenue par une optimisation logistique et une planification de la flotte fluviale, et notamment une gestion du temps au port et de manutention de la cargaison.


Flotte concernée


Neuf / Existant

Contraintes

Coûts


Gaz à effet de serre ND

NOx ND

SOx ND

COV ND

Particules ND

Gains attendus

Autres ND

Autres



Fiche de bonne pratique n°16: Ajustement de l'assiette N° Fiche 16


Ajustement de l'assiette

Description L’ajustement de l’assiette du navire permet d’optimiser l’efficacité de la propulsion du bateau. Il peut être défini par des tests en bassin de carène sur un modèle du navire ou à bord du navire en agissant par comparaison de conditions successives.


Flotte concernée


Neuf / Existant

Contraintes

Coûts

Consommation énergétique 0,1 – 1%7 pour le secteur maritime

Gaz à effet de serre 0,1 – 1%7

NOx ND

SOx ND

COV ND

Particules ND

Gains attendus

Autres ND

Autres

Documents

« Fiches pratiques relatives aux polluants locaux -33% (CCNRII vs CCNRI) SOx ND COV ND Particules -70% (CCNRII vs CCNRI) Gains attendus Autres ND Autres