Les scientifiques développent des hélices pneumatiques qui pourraient remplacer les moteurs diesel dans les ferrys

Les scientifiques disent qu’ils ont créé une méthodologie qui pourrait remplacer deux moteurs diesel alimentant un ferry par des hélices pneumatiques.

Selon les scientifiques, les deux moteurs aériens remplaçant les moteurs diesel ont généré 250 kW et ont fourni suffisamment de puissance pour faire prendre le ferry dans une route prédéterminée dans le contexte du système de transport maritime de la Finlande.

L’étude de la revue Conversion et gestion d’énergie a été “conduit pour évaluer la faisabilité technique et économique de remplacer le moteur diesel conventionnel par un propulseur pneumatiquement propulsé sur un ferry existant dans le contexte des besoins de transport maritime de la Finlande”, écrivent les scientifiques.

“Il est démontré que la propulsion pneumatique, bien que non conventionnelle, est prometteuse comme une alternative durable et économe en énergie aux moteurs marins conventionnels, en particulier pour les opérations de ferry à courte distance.”

Les moteurs diesel sont actuellement les moteurs de combustion internes les plus fiables en termes de contrôle de la densité de puissance et de robustesse. Cependant, ils nécessitent de grandes quantités de carburant diesel pour les alimenter. De plus, ils peuvent être assez bruyants et, pire, ils sont une source majeure de pollution.

“Le remplacement de ces moteurs par des moteurs pneumatiques est une option plus propre et plus efficace car ces moteurs peuvent également être incorporés dans le corps en ferry pour stocker l’air soit dans la structure du bateau, soit sur des réservoirs auxiliaires, ce qui améliorera la flottabilité”, a déclaré Abdul Hai Alami, l’auteur principal.

Les résultats de la recherche sont basés sur des résultats expérimentaux et des calculs réalistes car les auteurs utilisent des relations polytropiques pour calculer le comportement de l’air à partir du moment où il est sous pression dans le réservoir à son circulation dans le moteur d’air utilisé pour faire tourner l’hélice.

“L’utilisation de cette méthode pour les navires maritimes est attrayante des points de vue économiques, pratiques et environnementaux et pourrait être facilement adapté à la plupart des ferrys, même dans des conditions difficiles”, a ajouté Alami, qui est également professeur d’énergie durable et renouvelable de l’Université de Sharjah.

Les hélices pneumatiques dépendent de la puissance de l’air comprimé pour conduire des moteurs, des cylindres ou d’autres dispositifs mécaniques au lieu du diesel, de l’électricité ou des batteries. La méthode de propulsion pneumatique des auteurs implique l’utilisation d’air comprimé stocké dans des réservoirs à haute pression et libéré dans un moteur d’air de palette qui est couplé à une roue navale.

Les auteurs présentent ce qu’ils appellent “une étude techno-environnementale… avec une évaluation du cycle de vie” pour remplacer un ferry à moteur diesel par un système de propulsion pneumatique.

“Le système proposé a une baisse des coûts opérationnels et une période de récupération attrayante. Le système proposé est fiable avec un contexte d’impact environnemental nettement plus petit”, écrivent-ils.

La valeur de nouveauté de l’approche des auteurs découle de leur tentative de l’appliquer sur un ferry existant construit en 1985 et est actuellement alimenté par un moteur diesel en Finlande.

Le co-auteur Kaj Jansson, un ferry finlandais du finlandais K. J Marineconsulting AB, a supervisé le remplacement des moteurs diesel par des moteurs à air ainsi que le voyage du ferry avec ses hélices pneumatiques sur l’itinéraire désigné.

“La propulsion pneumatique est l’avenir de la navigation sur les itinéraires maritimes fixes. La prévisibilité du rythme, de la charge utile et de la destination des ferrys permet de remplacer les moteurs diesel conventionnels qui sont efficaces et fiables mais polluants, bruyants et sensibles aux prix de l’huile fluctuants par des prix pneumatiques”, a déclaré Jansson.

Les auteurs notent: “D’un point de vue technique, le système pneumatique proposé a présenté des performances satisfaisantes, répondant aux mêmes exigences de propulsion que le système moteur diesel. La conception modulaire du système pneumatique offre une évolutivité et une adaptabilité à des besoins opérationnels variables, s’alignant sur la demande croissante de solutions de transport flexibles et soucieuses de l’environnement.

«Sur le plan économique, le système pneumatique proposé offre des avantages concurrentiels en termes de réduction des coûts de carburant et de baisse des exigences de maintenance en raison de sa conception mécanique simplifiée.

“Lorsqu’il est analysé du point de vue du cycle de vie, le ferry pneumatique a présenté une option réalisable pour la réduction des coûts par rapport aux homologues diesel. Une économie de coûts stupéfiante de 73 000 USD est calculée avec une période de récupération de huit ans.”

Le professeur Alami a déclaré qu’il était optimiste que la nouvelle méthode de l’hélice pneumatique que lui et ses collègues ont développée seraient notées et adoptées par l’industrie des ferrys.

“La recherche et le développement dans les moteurs à air de Vane permettront d’utiliser des matériaux plus avancés, ce qui entraînera des moteurs pneumatiques plus forts. La recherche a conclu que la période de récupération de la modernisation du ferry avec des moteurs à air au lieu que les moteurs diesel ne soient pas appliqués tout le temps.