Conséquences environnementales de la propulsion

 La propulsion maritime regroupe l'ensemble des systèmes qui permettent aux navires de se déplacer.

Sur la carte ci-dessous(marine traffic), on peut observer les flux principaux (dans l'ordre : rouge/jaune/vert/bleu) dans le monde.

 Les navires marchands utilisent du fioul lourd. Lié à une plus grande taille de réservoir, les plus grands navires marchands en activité actuellement, peuvent engloutir jusqu'à 400 tonnes de fioul lourd à la journée, sachant que 500 kg de résidus sont rejetés pour 20 à 50 tonnes de fioul consommées. (pour 400 tonnes/j : 4 000 à 10 000 kg de résidus/j) Sa composition est à base de carbone, hydrogène et soufre. On ne peut l'utiliser sous une température inférieure à 40°c. La température doit se situer vers 170°c pour que le bateau puisse naviguer. Il est utilisé principalement sur les grands navires car il a un coût très économique et une rentabilité exceptionnelle.

Les moteurs des navires actuels peuvent aussi être de type diesel, cela permet de gros rendements pour une consommation minimale. On distingue deux grands types de moteurs diesels:

     -> Le moteur diesel deux-temps : moteur le plus couramment utilisé sur les navires marchands de plus de 100 mètres, avec une puissance de 80 MW et une consommation de 170 kg/MWh. Ce sont les moteurs thermiques les plus faibles, ils fonctionnent autour de 80 à 180 tours/minute. Les carburants de basse qualité peuvent être consommés. Malgré tout, leur place est importante et leur temps de mise en route est élevé (~ 2h).

     -> Le moteur diesel quatre-temps : fonctionne à vitesse élevée (> 1000 trs/min) ou intermédiaire ([400;800] trs/min). La puissance maximale est de 28 MW et sa consommation est de 220 kg/MWh. Cependant, sa taille est réduite -> permet l'installation de divers moteurs.

 Cependant, la MARPOL (convention internationale pour la prévention de la pollution marine par les navires) qui agit à travers l'OMI (Organisation Maritime Internationale) a publié en 1997 (dans l'annexe VI) des zones d'émission contôlées. (SECA et ECA).

Elles agissent principalement sur les mêmes zones qui sont également souvent des zones de forte affluence maritime exepté dans certaines zones comme la Chine. Ces zones limitent le taux de soufre (SOx pour la SECA) ou le taux de d'azote (NOx pour la ECA) libérés par les cheminées dans l'air et qui conduisent à un appauvrissement de la couche d'ozone. Le taux de soufre maximal rejeté dans les zones ECA est depuis janvier 2015 de 0.1% contre 1% autorisé auparavant. Les maxima de la zone SECA sont expliqués dans le diagramme ci-dessous.

Afin de réduire les taux d'azote et de soufre rejetés afin de pouvoir entrer dans ces zones, deux possibilités majeures s'offrent aux navires. Tout d'abord, le navire peut installer des "scrubbers towing" ou "tours de lavage des fumées" à bord du navire afin de laver les fumées avant de sortir par les cheminées grâce à un système simple (pulvérisateurs d'eau de mer et ventilateurs) mais encombrant et coûteux. Ce dispositif est expliqué ci-dessous.

Ensuite, si le navire n'a pas de "scrubbers" à bord, il peut changer de propulsion sans changer de moteur (ce qui paraît assez difficile sur un porte-conteneurs de 300 mètres par exemple ...). En effet, le navire peut, à la place d'utiliser du fioul lourd ou du gazole, d'autres carburants comme l'EEDI qui sont des carburants traités avant mise sur le marché professionnel maritime. Sur le diagramme ci-dessous, on peut observer le taux d'utilisation de divers carburants. (EEDI et In-use efficiency = nouveau carburants traités ; HFO = fioul lourd ; MDO = mélange de fioul lourd et de gazole ; MGO = gazole ; Other fuels = autres carburants ; LNG = gaz)

Enfin, pour les nouvelles constructions de navires marchands, des moteurs à gaz sont installés (ils répondent aux nouvelles normes) comme sur ce prototype de ferry au GNL (gaz) ci-dessous.

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