Méthanier brise-glace : une première dans le transport du GNL

Pour acheminer depuis l'Arctique le gaz naturel liquéfié (GNL) de Yamal LNG, l’un des plus grands projets GNL au monde, Total et ses partenaires ont conçu un navire d'un nouveau genre : le méthanier brise-glace. Cette solution innovante permet d'assurer efficacement le transport de grandes cargaisons de GNL, à un rythme soutenu, pendant toute l'année et sans l'assistance de brise-glace. Long de 300 m, ce bateau d'une capacité de 172 600 m³ peut naviguer par - 52 °C dans des glaces atteignant jusqu'à 2,1 m d'épaisseur. Quinze méthaniers brise-glace seront mis en service entre décembre 2016 et 2019. Zoom sur un concentré de technologies.

Le GNL, une énergie d’avenir

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Lancement en janvier 2016 du 1er méthanier Arc7 au chantier DSME en Corée du Sud.

Transport du GNL : une coque haute résistance

Le méthanier brise-glace est classé ARC 7 suivant la notation du Russian Maritime Register of Shipping, un niveau de certification qui autorise la navigation par des épaisseurs de glace jusqu'à 1,7 m. Il s'agit du plus grand navire commercial à ce niveau de certification. Afin de pouvoir naviguer dans de telles conditions, sa coque est spécialement renforcée et la zone des machines protégée par une double coque. Un acier haute résistance d'une limite d'élasticité de 500 MPa a été utilisé pour limiter le poids du navire – 125 000 t avec la cargaison – et respecter un tirant d'eau maximal de 12 m.

 

Un profil de proue hydrodynamique

Le choix d'une étrave de profil brise-glace modéré au lieu d'une étrave à bulbe permet au méthanier d'avancer plus facilement en eau libre et dans des conditions de glace légère, jusqu'à 1,5 m d'épaisseur. Dans une glace plus épaisse, ce bateau double-acting tourne à 180° et progresse en marche arrière : le profil brise-glace lourd de la coque au niveau de la poupe lui permet de naviguer en cassant jusqu'à 2,1 m d'épaisseur de glace. De nombreux essais réalisés en bassin ont permis de valider la performance et la manœuvrabilité du navire en mer ouverte et par différentes conditions de banquise.

 

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Kaj Riska

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Pierre Giboin

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Frédéric Hannon

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Cuves de stockage du GNL : un confinement innovant

Le système de confinement des cuves installé sur le méthanier est équipé de la technologie à membrane NO96 GW, développée par Gaz transport & Technigaz (GTT). L’isolation est réalisée avec des caissons de contreplaqué renforcés et remplis de laine de verre. Le comportement de la laine de verre au regard des vibrations associées aux conditions d'opération dans la glace est meilleur sur la durée que celui de la perlite généralement utilisée. Le navire est construit sans quille de roulis, une première pour un méthanier. Ce choix a été validé après étude du ballottement du GNL dans les cuves en conditions de mer sévères.

 

Une propulsion performante

Six moteurs hybrides diesel-électrique Wärtsilä 50DF fournissent une  puissance propulsive de 45 MW, la plus grande installée sur un méthanier. Le bateau peut atteindre une vitesse de 19,5 nœuds en eaux libres et de 5 nœuds en marche arrière par 1,5 m de glace. Le GNL de la cargaison est utilisé pour la propulsion. Cette solution permet de réduire jusqu'à 30% les émissions de CO2 sur cette route de l'Arctique. Le système d'injection du GNL gaz combustible est conçu pour répondre à une demande de puissance élevée par basses températures, avec un faible taux d'évaporation naturelle du gaz. Il comporte deux compresseurs Low Duty et un vaporisateur GNL de grande capacité.

 

Un système d'entraînement efficace par Azipod®

La propulsion est assurée par trois unités Azipod ABB. Ces propulseurs azimutaux améliorent la manœuvrabilité du navire dans la glace. Fixé dans une ogive sous la coque, chaque Azipod® est constitué d'un moteur électrique de 15 MW connecté à une hélice, l’ensemble pouvant pivoter sur 360° pour changer de direction. Les unités Azipod® permettent de concasser la glace brisée par l'étrave ou la poupe et de l’évacuer sur les côtés du bateau. Leur tourbillonnement engendre une turbulence qui réduit fortement la friction du méthanier contre la glace. Ces mécanismes sont plus performants que les coups de boutoir des brise-glace conventionnels.

 

Une salle des machines adaptée au froid

Le compartiment des machines est isolé par 10 cm de laine de verre. Sa ventilation est dissociée du système d’alimentation en air des moteurs. La température minimale de l'air ventilé est de 5 °C si la température extérieure atteint - 52 °C. Près d'un tiers de cet air est recyclé pour limiter les déperditions de chaleur. Le système de refroidissement des machines est composé d'une boucle d’eau froide alimentée par un coffre de prise d’eau de mer servant de séparateur glace/eau. Une partie de l'eau chaude générée par ce circuit de refroidissement est envoyée vers le coffre, afin d'éviter son blocage par la glace.

 

Un très haut standard de sécurité

Le compartiment des machines est divisé en deux espaces distincts, séparés par une cloison antifeu. Les systèmes indispensables à la propulsion du navire sont situés de part et d'autre. Cette conception respecte les normes de la classification AVM-IPS du Bureau Veritas et garantit la disponibilité des machines en situation critique. En cas d'incendie ou d’inondation d’une des zones, le méthanier peut opérer à 50% de sa puissance, avec deux unités Azipod®. Des tests effectués en bassin ont confirmé que le bateau peut alors continuer à progresser en toute sécurité avec l'appui d’un brise-glace et rejoindre un port en eau libre pour réparations.

 

Un pont hivérisé

Les équipements du pont du navire sont conçus et protégés pour fonctionner par très basses températures, jusqu'à - 52 °C. Cette hivérisation, en grande partie passive, repose sur l'emploi de matériaux spéciaux, une isolation thermique poussée et des motorisations électriques, plus fiables par grand froid. Des systèmes de chauffage à huile thermique conservent à l'abri du gel les points stratégiques du pont et maintiennent au chaud ses postes de garde. Les plages d’amarrage sont couvertes pour éviter l’accumulation de neige ou de glace et protéger l’équipage du froid lors des manœuvres.

 

Une timonerie double

Le méthanier comporte un double poste de pilotage. Le premier est conventionnellement tourné vers l'avant du navire, avec de part et d'autre à bâbord et tribord deux ailerons extérieurs hivérisés permettant de contrôler les manœuvres. Le second est installé à l'arrière du château du navire, pour la navigation en marche arrière. Les deux sites sont reliés par une passerelle qui donne à cette double timonerie une forme en T. Chaque poste de pilotage est équipé de l'ensemble des technologies indispensables à la navigation dans les glaces : radar glace, lumière Xenon, systèmes de positionnement GPS et Glonass, compas GPS, etc.

* Mégapascal.

 

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PROJET

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PROJET

GLNG Project

PROJET

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PUBLICATION

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