Navire tout électrique - Propulsion, distribution électrique et production d'énergie

Les applications de l’électricité à la propulsion électrique sont pratiquement aussi anciennes que l’électricité industrielle, et ont toujours existé pour certaines applications spécifiques. Nous ne prendrons qu’un seul exemple : le prestigieux paquebot Normandie , dans les années 1930, était équipé d’une propulsion électrique constituée de 4 moteurs synchrones entraînant chacun une hélice à pas fixe de 40 000 chevaux-vapeurs.

Il reste que l’immense majorité des navires utilisait jusqu’à une période récente des groupes propulsifs constitués de turbines et/ou de moteurs diesels accouplés à une ligne d’arbre porte-hélice. Par ailleurs, le bord disposait de plusieurs systèmes autonomes de production d’énergie pour les servitudes, les systèmes de combat (navires militaires) et les auxiliaires de coque.

Dans le navire « tout électrique » (c’est-à-dire à propulsion électrique intégrée), c’est la production, la distribution et l’utilisation globale de l’énergie pour l’ensemble du bâtiment qui sont prises en compte. La distribution entre les principaux utilisateurs s’effectue par l’intermédiaire de réseaux de câbles électriques de puissance.

Toutefois, de nos jours, un nouveau concept de navires appelés hybrides, associant un système purement électrique à des équipements de propulsion thermiques, gagne de l’ampleur, poussé par les nouvelles formes de production d’énergie propre et des avantages technico-économiques déterminants en termes d’installation et de performances opérationnelles.

Un navire électrique comprend principalement deux ensembles : production d’énergie et propulsion.

La centrale de production d’énergie est similaire à celle utilisée sur tous les navires pour l’alimentation du réseau de bord, mais avec une puissance installée bien évidemment largement supérieure. Elle alimente tous les utilisateurs du bord et notamment un ou plusieurs équipements de propulsion.

L’(ou les) équipement(s) de propulsion comprend (ou comprennent) généralement un moteur électrique à vitesse variable associé à un convertisseur. (Il existe quelques cas de propulsion électrique par moteur à vitesse fixe entraînant une hélice à pales orientables.)

D’une manière générale, les finalités recherchées dans le navire électrique sont :

• la souplesse de manœuvre : la propulsion électrique se prête à un renversement de sens de marche quasi instantané et à la marche arrière à pleine puissance, d’où une distance d’arrêt du navire très réduite. Elle offre une stabilité de marche aux très faibles allures du navire et une grande précision de manœuvre ;

• une amélioration...