Selon l'Administration fédérale des voies navigables et de la navigation (WSV), environ 172 millions de tonnes de marchandises sont transportées chaque année par des navires, ce qui permet de désengorger les routes et les chemins de fer. En raison de leur tonnage élevé, les navires pourraient donc constituer un moyen de transport relativement respectueux de l'environnement, puisqu'un seul navire peut remplacer 150 camions. L'hydrogène offre des scénarios d'application prometteurs pour la propulsion des navires. Un moteur électrique installé dans le groupe motopropulseur, alimenté en énergie par un système de pile à combustible, ne nécessiterait qu'un apport continu d'oxygène et d'hydrogène. Stockés dans des réservoirs pressurisés ou réfrigérés, ils peuvent être mis en œuvre à bord d'un navire, par exemple. En d'autres termes, un projet sur mesure pour la société hambourgeoise
Le potentiel au service de l'eau
Engagée dans l'objectif clairement défini de minimiser l'impact environnemental du transport maritime, la compagnie maritime néerlandaise Acta Marine a opté pour l'hydrogène vert comme principale source d'énergie. Avec le navire de ravitaillement Mittelplate Coastal Liberty, qui est déployé dans la mer des Wadden, l'entreprise s'efforce désormais de donner un exemple pionnier en matière de durabilité et d'approvisionnement en énergie à bord sans émissions. ECap Marine a été chargée de convertir le système de propulsion électrique sans émissions en un système à base d'hydrogène. Pendant deux ans, l'entreprise a mis au point un système d'énergie hydrogène-électricité conteneurisé qui permet de faire fonctionner les navires sans émissions. Le système appelé tanktainer, qui comprend deux piles à combustible Ballard FCwave (2 x 200 kW), un système de batteries maritimes, un système d'extinction d'incendie, des réservoirs, un système de gestion de l'énergie personnalisé et tous les équipements de refroidissement et de sécurité nécessaires, peut être échangé "plug-and-play" au moyen d'une grue portuaire et rempli dans les ports à l'aide d'un système d'électrolyse. Comme l'explique Lars Ravens, directeur général d'eCap Marine : "À ce jour, il s'agit d'une installation unique à bord d'un navire de mer. Grâce à des composants modulaires et configurables individuellement, ils sont également évolutifs pour les grands navires marchands et les petits bateaux de navigation intérieure" Au début de l'année 2024, le navire de ravitaillement modernisé pour le système de navires-citernes a également reçu la certification de classe de DNV (organisation allemande de classification de l'industrie maritime).
Le navire de ravitaillement Coastal Liberty approvisionne la plate-forme pétrolière et de production Mittelplate en matériaux et ramène les déchets. Un système de pile à combustible convertit l'hydrogène en électricité et permet ainsi le fonctionnement avec des moteurs électriques grâce à l'utilisation de transmissions hybrides.
Arne Küddelsmann, ingénieur de projet chez eCap Marine, explique fièrement que le changement, la déconnexion et la reconnexion des réservoirs d'hydrogène sont très pratiques et sûrs grâce à un concept de connectivité sans outil et aux connexions standard pour les grues et les camions. Ceci est assuré, entre autres, par des solutions de connectivité qui répondent aux exigences les plus élevées de DNV en termes de sécurité, de durabilité et de fiabilité. En collaboration avec eCap Marine, HARTING a développé une solution innovante qui garantit une mise en réseau efficace des composants et des systèmes.
Partout où des fonctionnalités de surveillance et de contrôle sont requises dans la production (électrolyse), le stockage, la distribution et le remplissage d'hydrogène, les composants modulaires et configurables individuellement ainsi que les solutions système personnalisées de HARTING seront à la hauteur.
Une interface spéciale était nécessaire pour la communication entre le PowerPac et le réservoirH2. "Nous avons pensé à un boîtier qui, d'une part, capterait les signaux des transmetteurs et, d'autre part, les indicateurs de position des vannes du réservoir. Il devrait alors être possible de le raccorder de l'autre côté du boîtier à l'aide d'un raccord enfichable", explique Arne Küddelsmann pour expliquer le problème. Les vannes de sélection du réservoir doivent être contrôlées au moyen des interfaces de la boîte. La température et la pression du système doivent également être transmises. D'une part, il s'agit d'une question de sécurité et d'autre part, il peut également être utilisé pour déterminer le niveau de remplissage du réservoir. La classe IP élevée requise pour le boîtier des composants électriques et électroniques a constitué un autre défi. Cela est essentiel pour assurer la longévité d'un navire naviguant en mer du Nord. En outre, tous les composants électriques du système de conteneurs-citernes devaient être conformes à la norme ATEX. Cet indice de protection est requis pour une atmosphère potentiellement explosive, comme c'est le cas en raison de la faible énergie d'inflammation de l'hydrogène.
Une performance commune particulière a été pour moi d'obtenir en très peu de temps une certification ATEX pour un produit aux exigences aussi complexes, grâce à l'application de l'eau.
Arne Küddelsmann
Ingénieur de projet chez eCap Marine
Expertise en matière de technologie et de méthodes
Afin de permettre aux développeurs d'e Cap Marine de se concentrer sur la technologie d'électrolyse et de stockage et sur la production en série, HARTING assume la responsabilité de la spécification, de la sélection et du développement de la technologie de connexion électrique appropriée. Le centre de qualité et de technologie HARTING accrédité (HQT) accompagne la qualification, la validation et, si nécessaire, l'approbation de la solution développée. Guido Steenbock résume les choses comme suit : "Notre engagement en faveur de la personnalisation et de l'optimisation de l'espace est illustré par les boîtes à bornes de ce projet. Ces boîtiers sont conçus pour offrir des options de connexion robustes et peu encombrantes qui peuvent être intégrées de manière transparente dans les infrastructures existantes. Nos clients bénéficient de solutions prêtes à l'emploi qui font figure de pionniers dans l'industrie de l'hydrogène"
Conscients de l'importance de la sécurité lorsqu'il s'agit d'hydrogène, nous fournissons des solutions de sécurité intrinsèque Ex-i qui conviennent à tous les types de signaux.
Guido Steenbock
Solutions personnalisées HARTING
