Propulseur à profil aspiré

Concept

Parmi les différents concepts de propulseur éolien dont les caractéristiques sont compatibles avec l'exploitation des navires de commerce, celui du profil aspirant nous apparait comme le plus prometteur. Ce système possède de nombreux avantages : 

• De bonnes performances aérodynamiques dans un large spectre de conditions
• Des performances énergétiques séduisantes
• Une taille raisonnable pour développer une force propulsive significative
• Une conception mécanique accessible
• Absence de partie externe mobile à grande vitesse
• Adaptable à toute les tailles de navire

Pour cette raison, nous avons entrepris au CRAIN de développer ce type de propulseur. La construction d'un prototype débutera en 2015.

La photo suivante montre une vue d'artiste d'un tanker de 300 000 tonnes qui serait équipé de quatre propulseurs éoliens basé sur le principe du profil aspiré. L'encombrement sur le pont est réduit et la taille du système propulsif éolien compatible avec les dimensions du navire. Les économies d'énergie moyenne sur l'exploitation du navire sont de l'ordre de 25% et peuvent être supérieure si les routes suivies bénéficient de conditions météorologiques avantageuses.

Performances

Dans cette optique, nous avons travaillé sur les aspects aérodynamiques et énergétiques d'un tel système. Ces travaux nous ont permis d'améliorer significativement les performances énergétiques de ce système et des voies de progrès subsistent.

Pour valider et améliorer les performances de ce système, nous nous sommes appuyés sur nos compétences en aérodynamique. Des essais en soufflerie ont été réalisés, ainsi que des calculs CFD (Computational Fluid Dynamic).

Économies potentielles

Les économies potentielles en terme de consommation de carburant, et donc d'émission de gaz polluants, liées à l'utilisation de notre concept de propulseur éolien sont très dépendantes des conditions d'exploitation du navire et en particulier :

• des conditions météorologiques rencontrées
• de la vitesse moyenne d'exploitation, spécialement dans le cas d'une réduction volontaire de la vitesse (slow steaming)
• des possibilités d'optimisation de la route suivie (weather routing)

Tous ces facteurs doivent être pris en compte pour faire une analyse rigoureuse des possibles économies. Le CRAIN s'est doté d'outils performants qui permettent d'évaluer correctement l'influence de tout ces critères.

Les études que nous avons réalisé montre que ces gains peuvent atteindre 30% de la consommation moyenne sur la base d'hypothèses réalistes. Ces prédictions peuvent être dépassée dans le cas de conditions favorables.

Pour des renseignements complémentaires, téléchargez notre article : Analysis of wind propulsion for cargo ships and workboats

Les travaux présentés ici ont été réalisés avec le soutien du Fond Européen pour le Développement Régional (FEDER) et le concours financier de la région Nouvelle-Aquitaine.