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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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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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9. Glossaire
ATEX (directive)
Ensemble de réglementations européennes qui vise à assurer la sécurité des personnes et des matériels dans les environnements à atmosphère explosive.
BOG (Boil Off Gas)
Terme anglais pour désigner la vapeur émanant de gaz liquéfié qui s’échappe en permanence des réservoirs de GNL. Pour éviter sa dispersion dans l’atmosphère, il doit être utilisé, typiquement sur des machines à combustion, ou refroidi, reliquéfié et réinjecté dans la cuve de stockage.
BP
Basse pression.
BT
Basse température.
DeSOX
Dispositif de dépollution des oxydes de soufre.
DeNOX
Dispositif de dépollution des oxydes d’azote.
DO
Diesel-Oil.
ECA (Emission Control Area)
Zone spéciale à émission contrôlée de NOX.
EGR (Exhaust Gas Recirculation)
Dispositif de dépollution par recirculation des gaz d’échappement dans la chambre de combustion.
IACS (International Association of Classification Societies)
Association internationale dont les objectifs sont de promouvoir et d'harmoniser les règlements de sécurité en mer des différentes sociétés de classification ( http://www.iacs.org.uk/).
IGF (International code of safety for ship using Gases or other low-flashpoint Fuels)
Règlement international relatif aux navires qui utilisent comme carburant des gaz ou d’autres carburants à faible point d’éclair.
IGC (International Gas Carrier code)
Règlement international relatif aux navires transporteurs de gaz.
IMO (International Maritime Organisation)
Agence des Nations-Unies, en charge de promouvoir la sécurité en mer. Elle rassemble 167 états membres.
HFO (Heavy Fuel Oil)
Fuel lourd, résidu de raffinerie produit en fond de colonne de distillation ou résultant de craquage.
HP
Haute pression.
HT
Haute température.
GNL
Gaz Naturel Liquéfié, à − 164 °C s’il est à pression atmosphérique.
GPL
Gaz de Pétrole Liquéfié, essentiellement propane et butane en proportions variables.
GT
Abrégé du terme jauge brute...
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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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