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14.04.2025

Sur les navires de mer équipés de moteurs au fioul lourd, l'épuration des gaz d'échappement est obligatoire depuis le 1er janvier 2020. La surveillance des émissions provenant de ces installations est obligatoire. Bühler Technologies dispose de composants certifiés par les sociétés de classification pour ces systèmes de surveillance.
Dans le cadre des efforts de l'IAPP (International Air Pollution Prevention) pour réduire les émissions de CO2 et d'autres polluants, la navigation maritime internationale est également de plus en plus réglementée. Cela s'explique par le fait que le carburant utilisé par les grands navires de mer est principalement du fioul lourd à haute teneur en soufre (HSFO), ce qui contribue considérablement à la pollution atmosphérique mondiale.
Afin d'éliminer ces sources de pollution, l'OMI (Organisation maritime internationale) a commencé depuis longtemps à prescrire de manière contraignante des valeurs limites autorisées pour les polluants atmosphériques, comme pour les centrales électriques à terre. De plus, certaines régions côtières d'Amérique, d'Europe et d'Asie ont fixé des limites d'émission encore plus strictes et interdisent l'accès à leurs eaux côtières et à leurs ports aux navires qui ne respectent pas ces valeurs limites. Les autorités nationales surveillent également les émissions par voie aérienne et/ou à des points fixes tels que les ponts et les installations portuaires au moyen de ce que l'on appelle des sniffers.
Depuis le 1.1.2020, la valeur limite pour le SO2 est de 0,50% dans les eaux internationales et de 0,10% dans les eaux côtières (ECA's = Emission Control Areas). La mer du Nord et la mer Baltique font par exemple partie des ECA.
Afin de faciliter aux compagnies maritimes la possibilité de respecter les nouvelles valeurs limites, les réglementations autorisent différentes options. Parmi elles, le changement fondamental du type de carburant, par exemple du HSFO au MGO (Marine Gas Oil) ou au LNG (Liquid Natural Gas), ainsi que l'équipement ou le rééquipement des navires avec des installations de désulfuration, appelées « scrubbers SOx ».
Ces épurateurs présentent l'avantage, pour les armateurs, de pouvoir continuer à utiliser le HSFO, nettement moins cher que le GNL ou le GNL, dans les moteurs de propulsion existants, avec des coûts d'investissement et d'exploitation maîtrisés.
Comme les installations de désulfuration dans les centrales électriques stationnaires, les scrubbers fonctionnent comme des épurateurs d'air. Dans le procédé dit open loop, on utilise l'alcalinité de l'eau de mer pour neutraliser le soufre des gaz d'échappement des moteurs. Les procédés closed loop et sec, ainsi que les procédés hybrides combinant les deux, sont moins répandus. Il s'agit de circuits fermés dans lesquels les gaz d'échappement sont désulfurés à l'aide de produits chimiques et de minéraux.

Afin de satisfaire aux réglementations et d'obtenir les certificats nécessaires, toutes les installations sans exception doivent être équipées de systèmes de surveillance des émissions appropriés et également certifiés. Ceux-ci mesurent en permanence le respect des valeurs limites pour le SO2 et le CO2 et fournissent également la documentation correspondante. Celle-ci doit être justifiée à l'entrée des ECA et des ports. La documentation comprend également l'élimination correcte des résidus produits par le processus de désulfuration.
Comme c'est l'usage dans presque tous les domaines de la navigation pour des raisons d'assurance, tous les composants et appareils impliqués dans le système Scrubber doivent être certifiés par une société de classification internationalement reconnue. Les tests d'acceptation sont basés sur les conditions d'utilisation particulières sur les navires et les conditions climatiques ambiantes. Les composants doivent par exemple résister à des vibrations allant jusqu'à 4 g selon l'emplacement et leurs rayonnements électromagnétiques ne doivent pas perturber les systèmes ou les capteurs du bord.
Les composants et les systèmes de contrôle des émissions sont également soumis à ces exigences strictes.
Comme pour les applications terrestres, l'étendue de la surveillance des émissions dépend de la conception des systèmes d'échappement à contrôler et comprend généralement les composants suivants :

Un échantillon de gaz (gaz de mesure) est prélevé en continu à un endroit approprié du système d'échappement à l'aide d'une sonde de prélèvement de gaz chauffée. Afin d'éviter la formation de condensats gênants, le gaz de mesure est ensuite acheminé vers le système d'analyse via une conduite de gaz de mesure chauffée. Ce système se divise en deux étapes fonctionnelles :

Le premier niveau est le système de traitement. Il comprend un filtre fin pour éliminer les particules éventuellement présentes dans le flux de gaz, une pompe à gaz de mesure qui transporte l'échantillon de gaz de la sonde de prélèvement au système d'analyse et, dans les systèmes de Bühler Technologies, un refroidisseur de gaz de mesure à deux étages dans lequel le gaz de mesure est “séché”, c'est-à-dire que l'humidité contenue dans le gaz est précipitée en passant en dessous du point de rosée et éliminée au moyen de pompes à condensat. En aval du refroidisseur, une sonde d'humidité surveille le degré de séchage du gaz de mesure. Ensuite, le débit correct pour l'analyseur situé dans la deuxième étape est réglé dans un débitmètre à surveillance électrique.

Le séchage du gaz de mesure dans la première étape est un point particulièrement critique. D'une part, la composition du gaz de mesure ne doit pas être influencée dans cette étape, mais d'autre part, l'humidité doit être séparée le plus complètement possible. Différents procédés sont utilisés ici. Outre les membranes copolymères, on utilise des refroidisseurs à semi-conducteurs (Peltier) et des refroidisseurs à compresseur. Lors du choix des appareils, il convient de tenir compte des conditions d'utilisation particulières à bord des navires. Outre la disponibilité à bord, les exigences élevées en matière de pureté de l'air de fonctionnement des membranes copolymères peuvent entraîner des coûts d'exploitation élevés. Comme les navires traversent des zones climatiques et météorologiques différentes au cours de leur voyage sur les mers, les refroidisseurs de gaz de mesure doivent garantir, outre des coûts d'exploitation avantageux, une grande stabilité du point de rosée. Seule l'interaction entre une bonne gestion des gaz et une stabilité thermique élevée du refroidisseur de gaz de mesure permet d'obtenir des résultats de mesure fiables.

Tous les composants et/ou le système complet mentionnés dans ce système d'analyse doivent être testés et certifiés selon MEPC.259(68) et MARPOL Annexe VI.

Dans les installations d'entraînement comportant plusieurs sources de gaz d'échappement, le système d'analyse peut également être équipé pour surveiller ces sources individuelles. Pour ce faire, un commutateur de point de mesure est intégré dans le premier étage, en aval du refroidisseur de gaz de mesure. Jusqu'à trois autres conduites de gaz de mesure peuvent être placées sur celui-ci. Pour des raisons de technique de mesure et d'économie, ces lignes de gaz de mesure ne sont que partiellement équipées de lignes chauffées. Chacune de ces lignes est équipée de son propre refroidisseur de gaz de mesure à proximité du point de prélèvement et d'une ligne chauffée uniquement entre la sonde de prélèvement et le refroidisseur. Seules des conduites de gaz simples sont nécessaires entre le refroidisseur et la commutation du point de mesure.

Pour le rinçage du système de préparation avec de l'air pour instruments, il existe un raccordement en amont du refroidisseur de gaz de mesure. Le raccordement pour l'alimentation en gaz de contrôle ou en gaz zéro pour l'étalonnage de l'analyseur se trouve entre les deux étages de refroidissement de la ligne de gaz de mesure un.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des appareils développés et certifiés par Bühler Technologies pour ce domaine d'application spécifique :