Électrification des ports: qu'est-ce que c'est et comment ça fonctionne?

Le transport maritime se dirige vers des émissions nulles, et l’électrification des ports joue un rôle crucial

L’importance du transport maritime dans notre vie quotidienne est peut-être sous-estimée par la grande majorité d’entre nous. Cependant, les humains ont utilisé les grandes voies maritimes et fluviales du monde à leur avantage depuis des temps immémoriaux, ce qui a été crucial pour le progrès de nos sociétés. Il est difficile d’imaginer notre monde sans les routes maritimes qui ont permis le transport de matières premières essentielles, ainsi que des personnes, d’un côté du globe à l’autre. Que ce soient les Grecs, les Égyptiens, les Carthaginois, les Chinois, les Romains, les Portugais, les Espagnols, les Anglais, les Français ou bien d’autres encore, chacun des grands empires a eu comme colonne vertébrale l’utilisation des navires pour le commerce, ce qui a facilité l’élan vers la mondialisation que nous connaissons aujourd’hui. La pertinence du transport maritime pour notre société, expliquée par son efficacité élevée, n’a fait qu’augmenter jusqu’à aujourd’hui. En fait, 90 % des marchandises distribuées dans le monde sont transportées par les mers et les océans. Alors, vous vous demandez peut-être, où se situe l’électrification des ports dans cette équation ? Explorons ce sujet.

Les chiffres énormes associés au transport maritime — sachant que pendant que vous lisez cet article, 20 000 000 de conteneurs sont transportés par 5 000 navires marchands à travers nos mers — sont également significatifs en termes d’impact environnemental. Selon Transport & Environment, ce secteur est responsable de l’émission de 1 000 millions de tonnes de CO2 (3 % des émissions mondiales) et il est prévu que son impact augmente de 50 % d’ici le milieu du siècle si des mesures alternatives ne sont pas mises en œuvre. Parmi ces mesures, qui incluent le remplacement des carburants traditionnels par des alternatives d’énergie renouvelable telles que l’hydrogène vert, l’électrification cruciale des ports est primordiale. Les ports sont responsables de la réception des marchandises et des personnes que les navires transportent d’un endroit à un autre.

Pourquoi l’électrification des ports est-elle nécessaire ?

Contrairement à ce que nous pourrions penser, l’activité d’un navire ne s’arrête pas lorsqu’il arrive dans un port ; elle augmente en fait de manière significative pour accomplir sa mission et repartir en mer. Lorsqu’un navire accoste, il doit maintenir ses systèmes électriques pour assurer son fonctionnement pendant que le personnel à bord décharge la cargaison précieuse ou aide les passagers à débarquer. Cette énergie est générée par des systèmes auxiliaires qui maintiennent ces petites villes flottantes opérationnelles pour leurs équipages. Cependant, cela entraîne un coût significatif en termes d’émissions de gaz nocifs tels que les oxydes de soufre, les oxydes d’azote, le dioxyde de carbone et les particules fines. Cela représente un risque pour les populations entourant les installations portuaires et s’ajoute à l’empreinte atmosphérique déjà considérable des activités maritimes. Transport & Environment estime que l’impact généré par les navires de croisière de vacances seuls est équivalent aux émissions de 1 milliard de voitures.

Indépendamment des émissions, il y a aussi les perturbations causées par le bruit constant et les vibrations des générateurs à combustion interne qui restent en fonctionnement pour assurer l’alimentation électrique des navires. C’est quelque chose que vivent les populations proches des ports, où le bruit et les vibrations constants peuvent causer des perturbations.

Aujourd’hui, il existe une technologie (ayant une longue histoire dans les applications de loisirs et militaires à petite échelle) qui assure le fonctionnement d’un secteur crucial et résout enfin les problèmes liés à l’amarrage des navires : l’électrification des ports.

Cette technologie repose sur la fourniture d’une connexion électrique sûre et stable aux navires lorsqu’ils sont amarrés dans les ports. Cela s’appelle l’alimentation électrique à quai (OPS), qui permet à ces navires d’être alimentés depuis le port lui-même sans avoir besoin que leurs moteurs à combustion interne soient en marche, éliminant ainsi presque tout le bruit, les vibrations et les émissions nocives pour les populations proches des installations portuaires. Cette technologie OPS englobe l’alimentation électrique des navires depuis la terre à la fois en basse tension (400 V / 480 V) et en haute tension (6,6 kV / 11 kV).

D’ici 2030, les ports verts devront donc être une réalité dans tous les pays européens, comme l’exigent les réglementations environnementales de l’Union européenne et ses engagements à réduire les émissions. L’UE elle-même estime que le volume de marchandises traitées par les ports européens augmentera de 50 % en 2030 par rapport au volume enregistré en 2001, où 3,7 milliards de tonnes ont été atteintes. Cette augmentation, si elle n’est pas accompagnée d’un changement dans les opérations, élèvera encore plus l’empreinte carbone de ce type d’activité.

Comment fonctionne une solution OPS?

Pour que l’interconnexion électrique des navires fonctionne parfaitement, une infrastructure est nécessaire pour assurer l’approvisionnement énergétique de ces navires à tout moment. Selon le type de navire, l’infrastructure électrique existante d’un port peut ne pas suffire à répondre à ses besoins. Par exemple, la consommation quotidienne d’un grand navire de croisière peut atteindre un impressionnant 10 à 12 MW, contre 2 à 4 MW pour un ferry. Les ports doivent disposer de leur propre sous-station, qui sert de point d’entrée pour l’énergie supplémentaire nécessaire à la prestation du service.

Depuis la sous-station, adaptée aux besoins de consommation du port lui-même, l’énergie électrique est distribuée par un réseau dédié qui atteint chacun des points de connexion sur les quais. À cette fin, l’énergie passe par des équipements de moyenne tension, y compris des cellules de moyenne tension (configurées selon les besoins spécifiques du port) et des transformateurs pour réduire la tension du réseau en vue de la consommation. L’énergie est ensuite traitée par un convertisseur de fréquence pour correspondre aux besoins du navire, puis à nouveau adaptée par un transformateur de moyenne tension. Enfin, elle est livrée au navire par un nouveau jeu de cellules de distribution qui protègent les systèmes électriques pendant que le navire reçoit l’énergie nécessaire à son fonctionnement. La connexion se fait à quai via des systèmes de branchement.

Avec la technologie et l’expertise de grandes entreprises de réseaux électriques comme Ormazabal, l’électrification des ports deviendra l’un des piliers fondamentaux de la transition dans le transport maritime, réduisant les émissions atmosphériques et faisant des pas concrets vers la décarbonisation de notre économie. Pouvons-nous vous aider à y parvenir ?