La construction navale évolue vers les matériaux composites

La construction navale évolue vers les matériaux composites

Réduire les émissions polluantes et la consommation de carburant, gagner en légèreté et en durabilité sans compromettre les performances… les constructeurs du secteur maritime s’intéressent de plus en plus aux avantages d’une construction à base de matériaux composites (polymères renforcés de fibres de carbone, etc.), à l’heure où l’industrie navale est encore caractérisée par un recours massif à l’acier.   A titre de comparaison, le projet de navire composite RAMSSES, financé par l’UE, vise à atteindre une réduction de “jusqu’à 40 % par rapport à un navire en acier équivalent”. Cette nouvelle génération de navires plus durables concerne aussi bien la navigation de plaisance que les transports maritimes ou la Défense.  Pour rappel, un matériau composite est un assemblage d’au moins deux composants non miscibles (mais ayant une forte capacité de pénétration) dont les propriétés se complètent. Le nouveau matériau ainsi constitué, hétérogène, possède des propriétés que les composants seuls ne possèdent pas. Les matériaux composites hautes performances présentent des propriétés mécaniques spécifiques. Ce sont les plus employés en aéronautique et dans le spatial. La place des matériaux composites dans les constructions navales militaires Si ces matériaux ont essentiellement été utilisés en raison de leurs propriétés naturelles (légèreté, absence de corrosion, amagnétisme), il semble que l’on n’ait pas tiré la quintessence du concept même de composite.  Contrairement à l’aéronautique et l’aérospatial, les exigences souvent modestes des cahiers des charges n’ont pas toujours tiré ces matériaux vers le haut. Nous sommes pourtant à une époque charnière dans l’histoire des composites dans le domaine naval militaire.  Les exigences de vitesse et de mobilité des navires contraignent de plus en plus les concepteurs...
La propulsion hydrogène dans le secteur naval

La propulsion hydrogène dans le secteur naval

La décarbonation et la recherche de meilleures performances sont des sujets cruciaux pour le secteur maritime. Si la propulsion nucléaire fait déjà beaucoup parler d’elle, l’hydrogène fait également l’objet de recherches et d’innovations à destination des activités navales, tant militaires que civiles. Le contexte : des activités navales particulièrement impactantes pour l’environnement Plus de 95000 navires de commerce circulent pour acheminer 80 à 90% des marchandises à travers le monde (soit près de 11 milliards de tonnes de fret par an). De manière globale, le transport maritime est responsable d’environ 2,5% des émissions de gaz à effet de serre. La plupart des études prédisant une accélération importante du transport maritime de marchandises, l’impact environnemental des activités navales s’annonce de plus en plus lourd. Et cela, sans même compter le nombre de bateaux de croisière, de plaisance et les navires militaires en circulation !  Si plusieurs pistes de travail sont envisagées pour diminuer les émissions générées par ce secteur (électrification à quai, GNL, système de bonus et malus…), l’hydrogène “vert” apparaît comme l’une des solutions les plus prometteuses dans les années à venir. Les possibilités offertes par les carburants alternatifs étant relativement limitées, en particulier sur les gros navires, les piles à combustible se détachent par leur rendement énergétique. La transformation du surplus d’électricité renouvelable en hydrogène (Power-to-Gas) est également étudiée.  Un cadre national et international pour la transition du secteur Dès 2018, l’Organisation Maritime Internationale (OMI) a acté sa stratégie de réduction de l’empreinte CO2 de l’ensemble du secteur, avec un objectif de -70% d’ici 2050 (-40% en 2030). Ce cadre n’implique bien sûr pas que le recours à...
Lutte anti-sous-marine : l’enjeu stratégique des bouées acoustiques

Lutte anti-sous-marine : l’enjeu stratégique des bouées acoustiques

L’augmentation des opérations sous-marines et les menaces qui l’accompagnent impliquent de renforcer le niveau de protection des zones stratégiques. C’est pourquoi la France, via sa Direction générale de l’armement (DGA), a choisi de relancer sa filière nationale de bouées acoustiques aérolargables pour mieux contrer la menace de sous-marins indésirables toujours plus discrets, en complément des sonars, des sous-marins et des hélicoptères embarqués.  Ce choix de développer une filière française de bouées acoustiques est stratégique pour plusieurs raisons. Ce type de dispositif, déjà, est crucial pour permettre à la Marine de détecter, identifier et pister des sous-marins étrangers et de s’assurer qu’ils ne s’approchent pas trop des côtes ou des vaisseaux français (porte-avion, sous-marins nucléaires…). Rappelons que bien que la Marine nationale en utilise déjà plusieurs milliers par an, ces bouées ne sont toutefois pas issues d’une filière française. Relancer leur conception sur le territoire est donc un choix de souveraineté important, puisque cela permettra d’arrêter d’acheter des milliers de bouées étrangères chaque année, et ce depuis la fin des années 1990.  C’est autour de Thales qu’une dizaine d’entreprises françaises travaillent de manière conjointe au développement et à la production des bouées SonoFlash. Parmi les PME engagées, on peut citer Anglet, Telerad, Nervures, Realmeca, SELHA Group / EINA ou encore Plastimo.  SonoFlash, dont le développement s’inscrit dans le cadre de la loi de programmation militaire (LPM) 2019-2025 et de la reconquête de la souveraineté industrielle nationale, représente une nouvelle génération de bouées. Elle pourra être déployée par n’importe quel aéronef de lutte anti-sous-marine. L’ATL2 rénové en sera le premier appareil équipé. Des frégates européennes ou encore les hélicoptères NH90 pourront...
Les nouveaux sous-marins nucléaires lanceurs d’engins SNLE 3G par NavalGroup et TechnicAtome

Les nouveaux sous-marins nucléaires lanceurs d’engins SNLE 3G par NavalGroup et TechnicAtome

Les SNLE 3G (c’est-à-dire de 3e génération) désignent les sous-marins nucléaires lanceurs d’engins destinés à remplacer la génération actuelle (à l’image du contre-torpilleur Le Triomphant). SNLE 3G est un programme régalien. Il s’inscrit dans le cadre des grands programmes d’armement dont la Direction Générale de l’Armement (DGA) assure la maîtrise d’œuvre depuis sa création il y a 60 ans, et notamment dans le programme Cœlacanthe (en charge notamment du renouvellement de la composante nucléaire océanique de la dissuasion) .  Florence Parly a annoncé en février 2021 la notification du marché de conception d’une durée de 5 ans. La construction du premier sous-marin débutera en 2023 à Cherbourg.  Les sous-marins nucléaires lanceurs d’engins visent notamment à renforcer la capacité de dissuasion de la Force océanique stratégique (FOST) et donc à préserver les intérêts vitaux de la nation.  A l’heure actuelle, cette mission est effectuée par quatre SNLE 2G, des sous-marins de deuxième génération. Les SNLE 3G viendront prendre leur relève pour les 50 années à venir et embarqueront les déclinaisons futures du missile stratégique M51.  La loi de programmation militaire 2019-2025 prévoit que la nouvelle génération remplacera les actuels SNLE au fur et à mesure de leur retrait de service, et ce à partir de 2035.  Un programme d’envergure pour l’industrie française  Le programme SNLE 3G fait l’objet d’un accord cadre avec l’industrie pour le développement, l’industrialisation, la logistique et la production des quatre sous-marins. La maîtrise d’ouvrage revient à la DGA et au CEA pour la propulsion nucléaire. C’est dans ce contexte que Naval Group et TechnicAtome apportent leurs expertises respectives. Le 1er gère la maîtrise d’œuvre de l’ensemble...
Quelles technologies pour le stockage de l’hydrogène dans le naval ?

Quelles technologies pour le stockage de l’hydrogène dans le naval ?

En juillet 2020, la Commission Européenne a affirmé sa volonté de promouvoir une économie hydrogène. Combiné avec l’introduction du concept d’avions ZEROe d’Airbus, l’hydrogène a plus que jamais le vent en poupe.  Au-delà des attentes dans le domaine aéronautique, l’hydrogène intéresse d’autres secteurs comme le naval, régulièrement épinglé pour la pollution engendrée par ses plus gros navires.  Dans le domaine naval, l’hydrogène promet également une diminution des émissions de CO2 et une diminution de la pollution née du recours aux carburants fossiles comme le fioul lourd utilisé, entre autres, par les plus gros navires.  L’industrie navale fait actuellement appel à une grande variété de combustibles allant du SP98 au fioul lourd en passant par des « diesels marine léger » (DML)[1]. Le fioul lourd est particulièrement visé car sa combustion engendre des émissions de particules fines et de dioxyde de soufre SO2, responsable de pluies acides et de maladies pulmonaires.  Ces dernières années, les nouvelles régulations essayent de diminuer l’utilisation de ce combustible, tout en ouvrant la voie à d’autres alternatives comme le gaz naturel liquide, le méthanol ou encore l’hydrogène[2]. Comme pour le kérosène des avions, l’hydrogène pourrait ainsi être amené à remplacer une partie des combustibles utilisés dans l’industrie marine dans les décennies à venir.  De même que pour le domaine aéronautique, hormis la production de l’hydrogène, le plus grand verrou technologique sera l’implémentation de systèmes de stockage de l’hydrogène pour assurer une autonomie suffisante à l’utilisation.  Le domaine naval bénéficie de contraintes de masse amoindries par rapport au domaine aéronautique, mais il subit les mêmes limitations technologiques au niveau du stockage. Pour aller plus loin,  nous vous invitons...
La propulsion nucléaire dans le secteur naval

La propulsion nucléaire dans le secteur naval

La propulsion nucléaire navale consiste à équiper des navires de surface et sous-marins avec des réacteurs nucléaires. Ce ou ces dernier(s) produisent “de la chaleur transformée en vapeur pour activer une turbine ou un ensemble électrique”. De nouveaux réacteurs expérimentaux voient le jour ou font l’objet d’expérimentations et de tests. Les technologies issues de ces recherches pourront par exemple être utilisées dans les nouveaux sous-marins de 3è génération, destinés à remplacer les lanceurs d’engins actuels.  Aujourd’hui, il existe très peu de bâtiments à propulsion nucléaire à travers le monde, tout comme il existe peu de porte-avions ou de sous-marins d’attaque de ce type. Au-delà des réacteurs eux-mêmes, la propulsion nucléaire maritime implique le développement d’un grand nombre de matériels annexes : outillages, machines de chargement et de rechargement, éléments secondaires liés aux chaudières notamment… Comme les réacteurs expérimentaux (exemple du RES en France) sont régulièrement modifiés pour tester de nouveaux éléments et systèmes de contrôles, calculs, mécanique et études sont indispensables. La propulsion nucléaire a de sérieux atouts pour elle : l’énergie générée en ayant recours à l’uranium est considérable et offre des possibilités d’autonomie inatteignables par d’autres biais. Pour de longues missions sous l’eau, c’est l’approche la plus efficace. Un autre intérêt majeur du nucléaire est qu’il ne nécessite pas d’oxygène pour fabriquer de l’énergie. Dans le cas d’un sous-marin nucléaire par exemple, l’apport en énergie est tel qu’il est même possible de fabriquer de l’oxygène pour l’équipage (alimentation en air) en plus d’assurer la propulsion. Au final, avec ces éléments en tête, seuls la quantité de nourriture et le moral humain font que les missions doivent encore être...
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