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ODC Marine et MARINELEC innovent dans le monitoring des systèmes de propulsion électrique
Partenariat de confiance pour une solution made in France
Le marché des navires à propulsion électriques évoluant en milieu sensible, navigation intérieure et zones marines protégées est en plein essor. Un enjeu pour réduire l’emprunte écologique du transport maritime et fluvial, mais aussi un virage technologique. Ces navires de dernière génération, qui intègrent de plus en plus d’équipements pour la sécurité et le confort à bord sont aussi plus complexes et requièrent la surveillance d’une multitude de données. Pour simplifier l’accès à l’information en passerelle et permettre au commandant de prendre les bonnes décisions pour protéger ses passagers et son équipage, le chantier naval ODC Marine a sollicité l’expertise de MARINELEC Technologies afin de développer une interface unique permettant de regrouper toutes les informations et les commandes du navire à superviser.
Partenariat de confiance pour une solution made in France
MARINELEC Technologies et ODC Marine ont spécifié et développé ensemble le système de supervision des navires hybrides et électriques construits par le chantier. « Tous les équipements de sécurité de nos navires sont fabriqués et fourni par MARINELEC Technologies qui est notre partenaire historique, » explique Stéphane Gonnetand, Directeur Associé du chantier qui précise que bien que basée en Chine, l’entreprise reste française et essaye d’exporter le savoir-faire et les composants français. « L’interface dont nous avions besoin est stratégique. Elle regroupe toutes les informations du navire. Il nous fallait la mettre au point avec un partenaire de confiance qui connaisse les contraintes de l’environnement marin et aie la meilleure expertise en termes de normes. MARINELEC Technologies a déjà une Supervision qui regroupe les systèmes de sécurité. Nous avons souhaité centraliser aussi les informations propres à nos navires, dont les équipements liés à la propulsion électrique. Nous nous sommes lancés il y a deux ans environ avec un premier bateau hybride et sommes parvenus aujourd’hui à standardiser l’architecture d’un nouveau système qui peut évoluer avec les spécificités de chaque nouveau navire, en fonction des besoins de l’armateur ; ce qui change aujourd’hui, c’est la puissance de l’ordinateur et le moniteur en passerelle. »
Protocoles de communication adaptés à la propulsion électrique
Les produits de supervision de MARINELEC Technologies sont « customisables » et adaptables aux bateaux monitorés. Les bateaux électriques impliquent la surveillance de nouveaux équipements comme les parcs de batterie ou des chargeurs, développés à l’origine pour l’industrie terrestre. Ils utilisent des systèmes de communication comme le CAN, très performant pour éviter les perturbations électromagnétiques, qui sont peu habituels dans l’électronique marine mais très répandus dès qu’il s’agit de propulsion électrique.
« Il a fallu adapter les protocoles de communication de nos systèmes pour les rendre compatibles avec les systèmes électriques du navire, » explique Jean-Marc Autret, responsable du bureau d’études de MARINELEC Technologies. « La propulsion, c’est-à-dire le ou les moteurs électriques, les chargeurs ou le parc batteries composé de multiples cellules, génèrent des informations complémentaires dont on doit être en mesure de surveiller chacun des paramètres : tension, courant et températures des batteries ; vitesse, courant, couple et température des moteurs, etc. Nous avons fait appel à des composants spécifiques qu’il a d’abord fallu identifier en veillant à ce qu’ils soient conformes aux normes de sécurité et de qualité appliqués au maritime. Nous avons été capables, avec notre collaborateur Jean-Benoît Delpy, basé en Chine, de prendre en charge des échanges techniques avec des fabricants du monde entier pour comprendre le fonctionnement du Battery-Power Management System. Une souplesse et une culture technique qui ont permis de greffer sur les systèmes de supervision de MARINELEC Technologies des équipements nouveaux qui ne sont pas encore à ce jour des standards du marché. »
Les fabricants de chargeurs et de batteries électriques communiquent également via une interface CAN. Mais ils utilisent des protocoles spécifiques propres à leur matériel pour lesquels MARINELEC Technologies a réussi à adapter le programme de ses automates grâce à son expertise. Pour l’interface physique de communication CAN, le bureau d’études a travaillé sur le protocole standardisé NMEA 2000 qui tend à se développer chez tous les motoristes. Cet effort de recherche et de développement permet aujourd’hui d’adapter les programmes des automates MARINELEC Technologies à toute demande de fonctionnalité utilisant cette norme.
Coté chantier, ODC Marine a modifié la conception de toute l’électricité du navire pour optimiser l’utilisation de la supervision. L’utilisation de bus CAN permet d’alléger le poids de câble du navire « d’environ 30% » assure Stéphane Gonnetand. La communication multiplexée permet de faire passer plusieurs données à travers seulement deux fils. « Ce gain a été réinvesti dans davantage d’isolation acoustique et de confort pour l’équipage. Cela a également permis au chantier de standardiser l’architecture des réseaux. Nous avons déjà livré 5 navires et 3 autres sont en construction, tous équipés de ces systèmes et intégrant chaque fois de nouveaux équipements. Soit on branche le composant, soit-on ne le branche pas mais c’est la même architecture. C’est un gain en ingénierie significatif, » ajoute le Directeur Associé du chantier.
Système performant, efficace et intuitif
MARINELEC et ODC Marine ont cherché à rendre le système le plus facile à utiliser par un équipage n’ayant jamais exploité de navires hybrides. MARINELEC a développé des programmes spécifiques pour ses automates mais aussi une interface utilisateur ergonomique et intuitive avec un écran tactile et des pictogrammes facilement identifiables. Le capitaine peut d’un coup d’œil connaitre l’état des systèmes critiques du navire, tous connectés sur la supervision.
Le système est composé d’un écran tactile en timonerie - un ordinateur haute résistance (l’interface homme-machine) - qui interagit avec un automate situé dans un compartiment, constitué de cartes électroniques communicant avec un réseau BUS CAN ou directement à un système. On parle de matériel capable d’être utilisé des dizaines de milliers d’heures. L’objectif étant d’améliorer la sécurité et de faciliter la prise de décision en informant l’armateur en temps réel en cas d’anomalie, par une alarme. Tous les systèmes de monitoring de MARINELEC Technologies interviennent en amont, avant qu’une panne ou un incident ne survienne. Cela permet de préserver la sécurité des équipements et de l’équipage et également d’optimiser la maintenance.
Outil d’optimisation de la maintenance
Le système permet également d’améliorer la maintenance du navire et des équipements de plus en plus complexes et de plus en plus communicants. Les systèmes de MARINELEC permettent de gérer les nombreuses alarmes de ces technologies récentes. L’interface unique centralise toutes les informations et, en la rendant intelligente, on peut réaliser de la maintenance préventive. C’est crucial pour les navires hybrides, dont les parcs de batteries, les pompes de refroidissement et les moteurs électriques nécessitent une attention particulière pour en prolonger la durée de vie. MARINELEC a donc développé des fonctions spécifiques de maintenance préventives, tels que des compteurs horaires et des alarmes de pré-défauts. Cela permet de guider le client sur la maintenance pour l’ensemble de son navire afin d’en optimiser l’utilisation.
Le chantier a aussi envisagé de réaliser une maintenance à distance. A l’heure du bateau connecté, le système de supervision de MARINELEC est parfaitement adapté. Pour ODC Marine, l’entreprise d’électronique marine fait un véritable mouvement vers la gestion de l’information. « De la même manière qu’on fait intervenir un technicien sur son ordinateur de bureau, la connexion à distance permet de guider le pilote en passerelle. C’est d’autant plus critique pour les bateaux électriques et hybrides, explique Stéphane Gonnetand. Lorsque l’on a un parc de 90 ou 120 batteries, la supervision a un rôle central pour bien indiquer le fonctionnement et la sécurité. On supervise de nombreuses informations ce qui n’est pas possible à l’œil nu ! »
Vers le navire autonome ?
Les navires électriques et hybrides font appel à des technologies nouvelles dont il convient d’augmenter le niveau de monitoring pour en optimiser le fonctionnement à long terme et anticiper une usure prématurée. On peut aller plus loin avec la centralisation des informations dans un système analytique comme l’ECOMER de MARINELEC qui va permettre de collecter, stocker et interpréter les données dans le but d’anticiper les pannes, d’optimiser la consommation et la maintenance : mieux connaitre son navire.
ODC Marine se projette plus avant avec l’idée de passer du bateau connecté au bateau autonome. Les technologies numériques permettront demain d’assister le pilote pour entrer dans le port, pour faire une manœuvre, voire certaines opérations difficiles en mer qu’un équipage ne souhaitera plus effectuer. Les chantiers et équipementiers du secteur naval proposeront leur assistance pour de nouveaux services. Des sujets d’avenir sur lesquels l’industrie travaille et auxquels MARINELEC apporte aussi sa réflexion et son expertise.
