Brevet FR2842783A1 — publié le 20040130

L'invention concerne un méthanier équipé d'une hélice de propulsion. L'invention s'applique par exemple à un méthanier dans lequel l'hélice de propulsion est entraînée par un moteur électrique et est destinée à jouer un rôle de frein en cas d'arrêt d'urgence du méthanier. Classiquement, l'hélice est mise en mouvement par une turbine à vapeur qui est alimentée par un combustible fossile provenant par exemple de la cargaison du méthanier. Lors d'un arrêt d'urgence, l'alimentation en vapeur de la turbine est d'abord arrêtée pendant une certaine durée, durée pendant laquelle l'hélice est entraînée en rotation par le flux d'eau qui la traverse. Le méthanier ralentit alors progressivement jusqu'à ce que sa vitesse atteigne une valeur autorisant une rotation de l'hélice en sens inverse pour le freiner. Lorsqu'une vitesse suffisamment faible est atteinte, l'alimentation en vapeur de la turbine est progressivement rétablie mais de manière à entraîner l'hélice en sens inverse pour qu'elle freine le méthanier jusqu'à son arrêt complet. Cette durée est nécessaire pour que des conditions thermiques permettant d'injecter de la vapeur dans la partie de la turbine destinée à la rotation inverse de l'hélice soient réunies, et pour que le méthanier ait une vitesse suffisamment faible pour autoriser une rotation inverse de l'hélice sans risque de contriantes mécaniques trop élevées. Durant tout le début de l'arrêt d'urgence, l'hélice de propulsion est passive, et le ralentissement du méthanier résulte seulement des forces de frottement exercées par l'écoulement d'eau le long de la coque du méthanier, ce qui prend un temps important. Il s'ensuit qu'un tel méthanier a une distance d'arrêt importante du fait que le freinage effectif n'intervient qu'en fin de procédure d'arrêt d'urgence. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un agencement avec lequel l'hélice peut jouer son rôle de frein dès le début d'un arrêt d'urgence. A cet effet, l'invention a pour objet un méthanier équipé d'une hélice de propulsion, caractérisé en ce que ladite hélice est entraînée par un moteur électrique agissant en générateur électrique en phase de freinage dudit méthanier, et en ce qu'un système de dissipation d'énergie électrique est électriquement relié audit générateur électrique. Avantageusement, le système de dissipation d'énergie est une chaudière électrique, ce qui évite d'installer un équipement supplémentaire exclusivement dédié au freinage de l'hélice. Une telle construction fait que le générateur peut fonctionner dès le début d'une phase d'arrêt d'urgence pour ralentir le méthanier en freinant le mouvement de rotation de son hélice, ce qui permet de réduire significativement la distance d'arrêt. La rotation de l'hélice est ensuite inversée lorsque le méthanier atteint une certaine vitesse, de manière à le freiner jusqu'à son arrêt complet. L'invention concerne aussi un Procédé pour ralentir un méthanier comprenant une hélice entraînée par un moteur électrique, caractérisé en ce que le moteur électrique est entraîné en rotation par l'hélice lors de la phase de freinage du méthanier et en ce que ledit moteur électrique, fonctionnant en générateur électrique, alimente en énergie le réseau électrique à bord du méthanier. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence au dessin annexé qui en illustre une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure unique est une représentation très schématique de l'équipement du méthanier selon l'invention. Dans l'exemple de cette figure, l'équipement d'un méthanier comprend une hélice 1 entraînée par un moteur électrique 2. Le moteur 2 est alimenté en énergie électrique par des générateurs électriques 3 qui sont entraînés en rotation par des moteurs thermiques 4. Les générateurs 3 alimentent un réseau électrique 6 du méthanier en aval duquel sont connectés d'une part des consommateurs électriques 5 tels que pompes, systèmes de ventilation et d'éclairage, le moteur électrique de propulsion 2, et d'autre part un système 7 produisant de la vapeur sous pression destinée à des consommateurs de vapeur du bord. Comme visible dans la figure unique, chaque élément électrique 2, 3, 5, 7 est relié au réseau 6 par un interrupteur qui lui est propre. Le moteur électrique 2 est par exemple un moteur synchrone relié au réseau 6 par l'intermédiaire d'un convertisseur 2' à fréquence et tension variables. Selon l'invention, en phase d'arrêt d'urgence du méthanier, l'hélice qui est entraînée par le flux d'eau qui la traverse entraîne en rotation un générateur électrique qui est ici le moteur de propulsion fonctionnant en générateur. Dans cette situation, le générateur électrique oppose un couple résistant au mouvement de rotation de l'hélice pour la freiner, ce qui ralentit le méthanier quelle que soit sa vitesse. Dans l'art antérieur, le freinage était réalisé par inversion du sens de rotation de l'hélice, ce qui nécessitait d'attendre que le méthanier ait une vitesse suffisamment faible pour inverser le sens de rotation. Dans l'exemple de la figure unique, en phase d'arrêt d'urgence du méthanier, le moteur électrique de propulsion 2 qui fonctionne en générateur et le convertisseur 2' qui le relie au réseau 6 constituent un ensemble permettant l'injection de puissance sur le réseau 6. Le courant électrique produit par le moteur 2 en phase de freinage est réinjecté dans le réseau électrique 6 pour être consommé par les différents récepteurs électriques 5. Le courant délivré par le moteur 2 en phase de freinage a une fréquence et une tension qui dépendent notamment du régime de rotation de l'hélice, mais le convertisseur 2' convertit ce courant aux valeurs de fréquence et de tension du réseau 6. Avantageusement, un système de dissipation d'énergie est électriquement relié au réseau 6 pour absorber l'énergie électrique fournie par le moteur 2. Ce système de dissipation d'énergie pourra par exemple comprendre une ou plusieurs résistances électriques pour convertir l'énergie fournie par le moteur en chaleur. Dans l'exemple qui est illustré sur la figure unique, le système de dissipation 7 comprend une chaudière électrique 8 qui fournit de la vapeur d'eau sous pression à des équipements de bord 9. Ces équipements de bord sont des consommateurs de vapeur destinés à maintenir en température certains organes du méthanier. Par exemple, les espaces séparant les cuves de méthane les unes des autres et de la coque du navire sont maintenus à température par des radiateurs spécifiques alimentés en vapeur pour éviter les phénomènes de condensation. Selon l'invention, cette 25 chaudière électrique remplace une chaudière à combustible fossile qui équipe généralement un tel méthanier, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un équipement exclusivement dédié à la dissipation d'énergie en phase d'arrêt du méthanier. Plus particulièrement, la chaudière 8 comprend des résistances électriques alimentées par le réseau 6 pour chauffer de l'eau d'un circuit fermé et fournir ainsi de la vapeur d'eau aux consommateurs de bord 9 qui retournent cette vapeur à un condenseur 10. Le condenseur 10 est relié à un circuit de refroidissement qui aspire de l'eau de mer avec une pompe 11 pour refroidir la vapeur d'eau qu'il reçoit dans un échangeur thermique, afin d'alimenter la chaudière électrique 8 en eau liquide. La circulation de l'eau dans le circuit fermé ainsi constitué est assurée par une pompe de circulation 12 située entre le condenseur 10 et la - 2842783 chaudière 8. Le circuit fermé comprend également une dérivation 13 pour réinjecter directement la vapeur sortant de la chaudière dans le condenseur 10. Cette dérivation permet d'ajuster le débit de vapeur traversant le condenseur et la chaudière quelle que soit la consommation des consommateurs de vapeur 9. Dans ce mode de mise en oeuvre, la chaudière électrique présente l'avantage de remplacer une chaudière à combustible fossile qui équipe classiquement un tel méthanier. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un équipement supplémentaire dédié exclusivement à la dissipation de l'énergie produite par le moteur de propulsion 2. Dans le cas o un freinage maximal de l'hélice est souhaité alors qu'aucun équipement 9 ne consomme de vapeur, la dérivation 13 permet de court-circuiter la sortie de la chaudière 8 sur le condenseur 10 de manière à dissiper la plus grande quantité possible d'énergie produite par le moteur 2. Dans l'exemple de la figure, un seul système de dissipation 7 est représenté, mais le dimensionnement pourra conduire à installer plusieurs systèmes de dissipation d'énergie tels que 7. REVENDICATIONS l1 Méthanier équipé d'une hélice de propulsion (1), caractérisé en ce que ladite hélice (1) est entraînée par un moteur électrique agissant en générateur électrique (2) en phase de freinage dudit méthanier, et en ce qu'un système de dissipation d'énergie électrique (7) est électriquement relié audit générateur électrique (2). 2/ Méthanier selon la revendication 1, dans lequel le système de dissipation d'énergie (7) est formé par au moins une chaudière électrique (8). 3/ Méthanier selon la revendication 2, dans lequel ladite chaudière électrique (8) est associée à un condenseur (10) refroidi par eau de mer. 4/ Procédé pour ralentir un méthanier comprenant une hélice (1) entraînée par un moteur électrique (2), caractérisé en ce que le moteur électrique est entraîné en rotation par l'hélice lors de la phase de freinage du méthanier et en ce que ledit moteur électrique, fonctionnant en générateur électrique (2), alimente en énergie le réseau électrique (6) à bord du méthanier.