Dans un monde où la quête de l'efficacité énergétique et la réduction de l'empreinte environnementale sont devenues primordiales, le secteur maritime, pilier du commerce mondial, est en pleine transformation. Au cœur de cette évolution se trouve ABB, une entreprise reconnue mondialement pour son expertise dans les domaines de l'énergie et de l'automation. La contribution d'ABB au développement d'une navigation plus propre, plus sûre et plus intelligente est manifeste à travers une gamme étendue de technologies et de solutions innovantes. Ce groupe, d'envergure internationale, se positionne comme un acteur majeur dans la transition énergétique du secteur, en proposant des équipements nautiques de pointe qui redéfinissent les standards de l'industrie. Son engagement se traduit par une présence historique et un investissement constant dans la recherche et le développement, visant à offrir des systèmes complets et intégrés pour les navires de toutes tailles et pour les infrastructures portuaires.
Une Expertise Ancrée dans l'Énergie et l'Automation pour le Secteur Maritime
Le groupe ABB représente une force industrielle et technologique considérable à l'échelle planétaire. Ce groupe emploie plus de 140 000 personnes à travers le monde et réalise un chiffre d’affaires de 41,5 milliards de dollars, soulignant son influence et sa capacité d'innovation à grande échelle. Il a développé son expertise dans l’énergie et l’automation, des compétences fondamentales qu’il déploie avec succès dans de nombreux secteurs industriels, notamment le transport, les infrastructures ou encore les énergies renouvelables, des domaines cruciaux pour le développement économique contemporain.
L'application de cette expertise multisectorielle au domaine maritime est une priorité stratégique pour l'entreprise. « C’est le cœur de métier d’ABB et c’est aussi ce que nous voulons faire sur les navires et dans les ports », résume Alain Togna, qui travaille au département marine d’ABB en France, une entité ouverte à Marseille depuis 2009. Cette approche globale permet une synergie unique. Comme l'explique Alain Togna, « Le fait d’appartenir à un groupe qui développe des produits et applications sur l’ensemble du secteur de l’électricité permet de bénéficier d’une R&D avancée dans de nombreux domaines ». Cette intégration des savoir-faire nourrit une innovation continue et permet à la division marine de puiser dans un vivier technologique vaste et éprouvé.
Le groupe ABB, qui fonctionne en divisions spécialisées et en centres d’excellence dédiés à certains secteurs professionnels, est présent dans la marine depuis longtemps, une présence attestée par des innovations historiques et des contributions majeures. Par exemple, « les turbocompresseurs de notre usine de Baden, en Suisse, équipent près de 88% des moteurs lents », ce qui démontre une influence technique profonde et durable sur les systèmes de propulsion navale conventionnels.
Au-delà de ces composantes essentielles, la philosophie d'ABB est de proposer des solutions complètes et adaptées aux besoins spécifiques de chaque client. « Ce que nous voulons désormais, c’est réunir tous ces savoir-faire pour pouvoir accompagner le client dans un projet de A à Z », reprend Alain Togna. Cette vision intégrée vise à optimiser chaque aspect de la conception et de l'opération d'un navire. « Des solutions existent pour construire, grâce aux systèmes électriques, un bateau efficient et respectant les normes en matière de rejets polluants. Pour cela, il faut définir, avec le client, un profil d’utilisation du navire. A partir de celui-ci, nous allons chercher la meilleure combinaison dans notre vaste portfolio de produits pour chercher à offrir le système optimal pour la propulsion ; la production d’énergie, l’automation tout en rationnalisant les coûts de maintenance, toutes les solutions existent, il suffit de les appliquer ». Cette approche sur mesure garantit une efficacité maximale et une conformité aux réglementations environnementales les plus strictes.
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L'Innovation Azipod : Révolutionner la Propulsion Marine
Au-delà de ses contributions fondamentales, ABB est également à l'origine d'innovations disruptives qui ont transformé l'architecture et les performances des navires modernes. Parmi celles-ci, le système de propulsion Azipod (Système de propulsion azimutale) se distingue comme une technologie phare qui équipe déjà une large gamme de navires, des paquebots géants aux brise-glaces opérant dans des conditions extrêmes.
L'adoption de l'Azipod par l'industrie maritime est un témoignage de son efficacité et de sa polyvalence. Le paquebot Harmony of the Seas, en construction à Saint-Nazaire, qui va être propulsé par trois pods de 20 MW, en est un exemple éloquent, illustrant la capacité du système à propulser des navires de très grande taille. Les futurs méthaniers destinés à l’exploitation du terminal de Yamal en Russie représentent également une application cruciale de cette technologie, où la fiabilité et l'efficacité sont primordiales dans des environnements exigeants. De plus, les navires de croisière de Ponant, ainsi que des navires offshore ou des brise-glaces, bénéficient également de la propulsion Azipod, démontrant son adaptabilité à diverses applications maritimes.
L'innovation continue d'ABB dans ce domaine est concrétisée par des développements récents. « Notre dernier-né, l’Azipod D vise une clientèle de navires entre 70 et 120 mètres, avec des pods de 5 à 7 MW », ouvrant ainsi la voie à l'équipement de navires de taille moyenne avec des systèmes de propulsion avancés et économes en énergie. Un schéma de distribution d'énergie des futurs méthaniers de Yamal (ABB) met en lumière l'intégration complexe et l'efficacité de ces systèmes.
L'histoire de la propulsion Azipod est jalonnée de jalons significatifs. En 1997, ABB a remporté un contrat révolutionnaire avec Royal Caribbean International pour équiper Voyager of the Seas de trois unités de propulsion Azipod®. Cette collaboration a marqué un tournant. Rapidement, d'autres grandes compagnies de croisières ont suivi l'exemple du propriétaire, et la propulsion Azipod® a consolidé sa position de leader sur le marché des nouvelles constructions. Ce succès a été réaffirmé de manière spectaculaire plus récemment. En janvier 2024, le système de propulsion pionnier a franchi une nouvelle étape lorsque le plus récent navire de Royal Caribbean, Icon of the Seas, est entré en service, équipé d'un ensemble complet de systèmes électriques principaux et de propulsion, incluant également les dernières innovations d'ABB pour le contrôle du pont.
La propulsion Azipod® est essentielle pour les performances des navires de la classe Icon, où elle assure une efficacité optimale, une manœuvrabilité et une sécurité maximales, tout en minimisant le bruit et les vibrations pour garantir une expérience confortable à bord pour les passagers et l'équipage. Cette technologie ne se limite pas à la propulsion ; elle est complétée par des innovations en matière de commande. Développé en étroite collaboration avec les opérateurs de croisières, et en particulier avec Royal Caribbean, le AX Bridge simplifie l'expérience de manœuvre du navire en combinant et en harmonisant des fonctions et des informations qui étaient auparavant séparées, offrant ainsi une interface intuitive et intégrée pour les capitaines. ABB fournit également un ensemble complet de solutions électriques, automatisées et numériques pour la classe de navires Icon, démontrant son rôle central dans la conception de ces fleurons maritimes. Comme l'a souligné Marcus Högblom, responsable du segment Passagers chez ABB Marine & Ports, « Depuis le lancement du projet Icon, les choix ont été guidés par une vision d'une industrie de croisières plus sûre, plus efficace et à faibles émissions à chaque étape ». Il a ajouté que « Grâce à cette approche visionnaire, Icon of the Seas et ses navires sœurs sont véritablement des navires remarquables et prêts pour l'avenir », incarnant les avancées technologiques d'ABB au service d'une navigation plus durable.
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Des Solutions Intégrées et la Digitalisation au Service de l'Efficacité Opérationnelle
L'engagement d'ABB envers l'efficacité et la durabilité dans le secteur maritime s'étend bien au-delà des systèmes de propulsion pour englober des solutions numériques et d'automatisation complètes. L'entreprise vise à offrir une panoplie de produits interconnectés pour optimiser la gestion et l'exploitation des navires. Cela inclut des systèmes de batteries, des réseaux de distribution intelligents, mais également des automates et du monitoring : ABB veut pouvoir proposer un panel complet de produits à combiner en fonction de l’utilisateur. Cette approche modulaire et intégrée permet une flexibilité maximale et une adaptation aux besoins spécifiques de chaque navire et de chaque opération.
La digitalisation joue un rôle central dans cette stratégie. Amarcon, filiale d’ABB basée aux Pays-Bas, a notamment développé le système Octopus, une suite logicielle d’aide au pilotage du navire, qui illustre parfaitement l'intégration de l'intelligence artificielle et des données en temps réel pour améliorer la sécurité et l'efficacité de la navigation. Ce système est doté d’un puissant algorithme qui, à partir de capteurs mesurant les vibrations, la consommation, les rotations de l’arbre d’hélice, la stabilité, les vagues ou encore les émissions, permet de donner des indications précises au navigateur pour régler son régime moteur, réduire les risques de sloshing ou les mouvements de plateformes pour les navires offshore. La collecte et l'analyse de ces données sont cruciales pour une prise de décision éclairée en mer. Toutes les données, immédiatement traitées et accessibles par la passerelle, sont acheminées par GPS vers un centre de décision à terre où elles sont analysées, permettant un suivi continu et une optimisation proactive des performances du navire et de sa trajectoire. Le système Octopus (ABB) est ainsi un exemple concret de la manière dont la technologie numérique peut transformer les opérations maritimes.
L'Électrification des Navires : Moteur de la Transition Énergétique Maritime
L'électricité est de plus en plus reconnue comme la clé de voûte de la transformation du secteur maritime, et ABB est un fervent promoteur de cette révolution. « L’électricité sur les navires est au cœur de la transition énergétique du secteur », une affirmation qui guide les efforts d'innovation du groupe. Cependant, cette transition n'est pas sans défis. Face aux inquiétudes et à certaines réticences de professionnels rôdés au « tout mécanique », les électriciens se doivent de fournir des systèmes simples, sûrs et à la maintenance aisée. L'objectif est de démontrer que les solutions électriques ne sont pas seulement performantes, mais aussi fiables et faciles à gérer.
La vision d'ABB va bien au-delà de la simple conversion des systèmes existants. « Il nous faut convaincre que plus le bateau est électrique, plus il est intelligent », sourit Alain Togna, illustrant l'idée que l'électrification ouvre la voie à des fonctionnalités et à des capacités qui dépassent largement celles des navires conventionnels. Et qu’il pourrait même faire bien plus que simplement naviguer, ouvrant des perspectives inédites pour le rôle des navires.
L'une de ces perspectives concerne l'interaction entre le navire et le port en matière d'énergie. « Nous avons beaucoup travaillé sur l’alimentation des navires par le courant de quai », ce qui permet aux navires de se brancher au réseau électrique terrestre pendant leur escale, réduisant ainsi leurs émissions locales. Cependant, ABB a poussé cette réflexion encore plus loin. « Ce qui nous a amené à réfléchir à l’inverse », c'est-à-dire la possibilité pour le navire qui devient une source d’énergie pour le quai. Cette idée, audacieuse, s'appuie sur des technologies déjà existantes. « Tout existe déjà : nous avons des systèmes qui maintiennent la tension et la fréquence, les connexions à terre et celles du bord : nous avons déjà imaginé la possibilité pour un bateau propre, en terme d’émission, d’envoyer l’énergie qu’il produit vers la terre, comme une centrale énergétique ». Cette vision transforme le navire en une entité active au sein du réseau énergétique, capable de contribuer à l'approvisionnement en électricité des ports et des villes côtières, surtout lorsqu'il est équipé de sources d'énergie renouvelables ou de systèmes de stockage avancés.
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Le Propulseur Dynafin : Une Avancée Biomimétique pour la Mobilité Durable
Les recherches en mobilité durable ne se limitent pas aux seuls carburants ; elles explorent également de nouvelles architectures de propulsion. Pour les bateaux, ABB Marine & Ports vient de dévoiler un concept de propulsion susceptible de remplacer les traditionnels arbres à hélices, une innovation qui pourrait redéfinir la manière dont les navires sont propulsés. Cette initiative s'inscrit dans un cadre plus large. Dans le cadre des recherches pour réduire de 50 % d’ici 2050 les émissions annuelles de gaz à effet de serre de l’industrie du transport maritime, ABB Marine & Ports poursuit plusieurs pistes, et certaines s’annoncent déjà prometteuses.
Le propulseur Dynafin, c'est son nom, représente une de ces pistes d'avenir. Il pourrait bien remplacer sur des bateaux pas forcément de petites tailles les habituels arbres à hélices. Le développement d'une telle technologie est le fruit d'un travail de longue haleine. On imagine bien que mettre au point un tel système de propulsion demande du temps. ABB Marine & Ports souligne que son innovation « est le résultat de plus d’une décennie de recherche, de développement et de tests ». Pour valider son potentiel, l’entreprise a confié à un organisme indépendant, OSK-ShipTech A/S, le soin de réaliser une étude sur le gain potentiel qui résulterait de l’adoption de son système de propulsion si original, confirmant ainsi ses avantages.
Cette nouvelle forme de propulsion est particulièrement intéressante avec les motorisations électriques à batterie. Une consommation plus basse permet d’imaginer un pack lithium-ion moins capacitaire, et donc plus léger, contribuant à une conception de navire plus efficiente et moins lourde. En schématisant la propulsion marine conventionnelle, un bateau est aujourd’hui propulsé par une ou plusieurs hélices, la direction étant assurée par un système de gouvernail distinct. Le Dynafin rompt avec ce modèle. « Le nouveau concept de propulsion comprend un moteur électrique principal qui alimente une grande roue tournant à un rythme modéré de 30 à 80 tours par minute. C’est « le mouvement combiné de la roue et des pales » qui « génère simultanément des forces de propulsion et de direction, permettant une efficacité et une précision opérationnelles révolutionnaires pour les navires ».
L'inspiration derrière cette conception est biomimétique. Le propulseur ABB Dynafin reprend en partie le fonctionnement du Voith Schneider Propeller et est le résultat de plusieurs décennies de recherche et de développement. Il est constitué d’un grand disque tournant de 40 à 80 tours par minute, équipé de cinq pales verticales contrôlables individuellement grâce à un moteur et un système de commande. Les forces de propulsion sont générées par le mouvement de ces divers éléments qui, comme nous l’avons dit précédemment, imite celui de la nageoire caudale d’une baleine. Selon l’entreprise initiatrice de ce système, il permet de contrôler plus efficacement la poussée et procure une meilleure maniabilité. C'est une hélice de bateau biomimétique qui s’inspire de la nature pour améliorer son efficacité, une approche innovante en ingénierie marine. Ce système est, en substance, une hélice cycloïdale innovante où chaque pale est contrôlée individuellement, offrant une précision inégalée.
Initialement, on pourrait spontanément imaginer le système imaginé par ABB Marine & Ports sur des bateaux de petites tailles, par exemple pour des péniches de tourisme capables d’embarquer jusqu’à une dizaine de personnes. Cependant, ce n’est pas vraiment la cible principale du Dynafin. Dans un premier temps, le dispositif serait proposé pour des plages de puissance de 1 à 4 MW par moteur, ce qui correspond à des navires de taille significative. Pour donner un ordre de grandeur, quel bateau embarque un moteur 4 MW ? L'Energy Observer 2, par exemple, conçu pour le transport de marchandises, pourrait être un candidat idéal. Révélé il y a un an environ, ce navire serait capable de transporter jusqu’à 240 conteneurs de 20 pieds se répartissant sur ses 120 mètres de long et 22 mètres de large, illustrant le potentiel de cette technologie pour des applications industrielles lourdes.
L’économie d’énergie ne serait pas le seul atout du système de navigation ABB Dynafin. En outre, il offrirait une meilleure maniabilité et des performances de positionnement supérieures. Plus clairement, l’innovation permettrait de mieux maintenir la position et le cap souhaités, un avantage considérable pour les opérations nécessitant une grande précision. Outre l’efficacité, ABB a développé son propulseur Dynafin pour atteindre l’objectif de réduction des émissions de GES de 50 %, voire plus, fixé par l’industrie du transport maritime, démontrant son alignement avec les objectifs environnementaux mondiaux. Bien qu’il soit encore en développement, ce système de propulsion innovant a déjà fait l’objet de tests prometteurs. Juha Koskela, président de la division ABB Marine & Ports, a déclaré que les principaux objectifs de ce propulseur sont d’améliorer l’efficacité opérationnelle des bateaux et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. D’après lui, cette technologie « est axée sur l’efficacité opérationnelle et la réduction des émissions, en s’appuyant sur les innovations des esprits les plus brillants dans le domaine de la marine et de la propulsion ».
Une unité de l’ABB Dynafin a une puissance qui peut varier de 1 à 4 MW. Ce système de propulsion convient parfaitement aux ferries transportant des passagers et des véhicules, ainsi qu’aux navires intervenant dans les parcs éoliens et les yachts de plaisance, soulignant sa polyvalence. Il peut équiper des bateaux à moteur thermique et des bateaux fonctionnant à partir de dispositifs tels que des piles à combustible ou avec des batteries, offrant ainsi une grande flexibilité en matière de source d'énergie. À noter que le premier prototype du propulseur devrait voir le jour en 2025 et la société prévoit de l’intégrer à un énorme Yacht de plus de 90 mètres d’Oceanco, baptisé Aelis, marquant une étape cruciale vers sa commercialisation. Cependant, concernant les bateaux existants, aucune information ne permet de déterminer la complexité ni le coût de l’installation de cette technologie, ce qui reste un point à évaluer pour l'adoption future.