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Rapport final

MINISTÈRE DE L’ÉCOLOGIE, DE L’ÉNERGIE, DU DÉVELOPPEMENT DURABLE ET DE L’AMÉNAGEMENT DU TERRITOIRE

ETUDE DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE ET ENVIRONNEMENTALE DU TRANSPORT MARITIME

RAPPORT FINAL

Efficacité énergétique du transport maritime

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SOMMAIRE REMERCIEMENTS .................................................................................................... 4

PRESENTATION ET CONTEXTE ............................................................................. 6

L’Organisation Maritime Internationale ........................................................................................... 7 L’Union Européenne ....................................................................................................................... 9

Objectifs de l’étude .............................. ..........................................................................10

Champ de l’étude .................................. ..........................................................................11

Limites ........................................... ..................................................................................13 Limites de validité des résultats .................................................................................................... 13 Limites méthodologiques .............................................................................................................. 13

I. APPROCHE METHODOLOGIQUE ........................... ....................................... 14

I.1 Généralités sur la méthodologie ................... ......................................................14

I.2 Processus méthodologique de détermination des indic es CO2 .......................15

I.3 Présentation pas à pas du détail de la méthodologie ........................................20

I.4 Estimation de l’énergie primaire .................. .......................................................35

I.5 Analyse de l’impact des conditions d’exploitation . ...........................................37

Le questionnaire ........................................................................................................................... 37 Le cas des porte-conteneurs ........................................................................................................ 38 Le cas des ferries et des ro-pax ................................................................................................... 39

I.6 Présentation des scenarii ......................... ...........................................................41

II. CALCUL DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE ET ENVIRONNEMENT ALE DU TRANSPORT MARITIME ................................ ......................................................... 42

II.1 Présentation des données .......................... .........................................................42

II.1.1 Données annuelles d’exploitation .................................................................................. 42 II.1.2 Profils d’exploitation ....................................................................................................... 43

II.2 Résultats sur l’efficacité énergétique ............ .....................................................50

II.2.1 Marchandises ................................................................................................................ 51 II.2.2 Véhicules légers ............................................................................................................ 54 II.2.3 Passagers ...................................................................................................................... 54

II.3 Résultats sur l’efficacité environnementale ....... ................................................56

II.3.1 Marchandises ................................................................................................................ 56 II.3.2 Véhicules légers ............................................................................................................ 60 III.3.3 Passagers ...................................................................................................................... 61 III.3.4 Passagers et Véhicules légers ...................................................................................... 62 III.3.5 Efficacité énergétique globale ....................................................................................... 64 III.3.6 Impact de la clé de répartition ....................................................................................... 65

II.4 Résultats sur les polluants locaux (SOx et NOx) ... ............................................66

II.4.1 Les SOx (SO2 et SO3) .................................................................................................. 67 II.4.2 Les NOx (NO et NO3) .................................................................................................... 71


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II.5 Cas particulier : le transport de GNL (méthaniers) ............................................75

III. ETUDE DE SCENARII SPECIFIQUES DU TRANSPORT MARITIME .......... 76

III.1 Ferries et Ropax : Comparaisons modales ........... .............................................76

III.2 Scénarii de transport maritime .................... ........................................................78

III.2.1 Importation de pétrole brut d’Arabie Saoudite ............................................................... 78 III.2.2 Exportation de céréales sur l’Afrique du Nord ............................................................... 78 III.2.3 Transport d’une remorque sur navire roulier type « Autoroutes de la mer »................. 79 III.2.4 Importation de produits manufacturés en conteneurs en provenance de Chine .......... 80 III.2.5 Transport de passagers vers la Corse .......................................................................... 81 III.2.6 Transport de conteneurs de/vers l’Europe du Nord/Europe du Sud ............................. 83

SOURCES DE DONNEES ET BIBLIOGRAPHIE ............... ..................................... 84

TABLE DES ILLUSTRATIONS ........................... ..................................................... 85

ANNEXES ................................................................................................................ 87

Annexe 1 – Liste des participants au comité de pilotage ............................................................. 87 Annexe 2 - MEPC 58 .................................................................................................................... 87 Annexe 3 – Le marché des droits à polluer .................................................................................. 87 Annexe 4 – Définition générale des navires ................................................................................. 87 Annexe 5 – Clé de répartition Ferries et RoPax ........................................................................... 87 Annexe 6 – Questionnaire armateurs ........................................................................................... 87


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REMERCIEMENTS L’équipe qui a travaillé sur cette étude tient tout particulièrement à remercier1 :

- Le Ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement Durable et de l’Aménagement du Territoire (MEEDDAT, pour l’étroite coopération de ses collaborateurs

- L’ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) pour son apport méthodologique dans l’évaluation des émissions de GES

- Armateurs de France, qui a supporté cette étude dès le départ et les armateurs qui, à titre individuel, ont contribué à la fois au débat lors des réunions de travail, mais aussi au recueil d’information sur les conditions d’exploitation de leurs navires. Nous mentionnerons à cet égard les contributions de : SNCM, Brittany Ferries, Louis Dreyfus Armateurs, CMA CGM, Broström, Geogas et Bourbon.

- Le CITEPA (Centre Interprofessionnel Technique d’Etude de la Pollution Atmosphérique) pour le partage de son expérience dans le domaine de la mesure de la pollution dans le domaine industriel

- Le BP2S (Bureau de Promotion du Short Sea Shipping) pour sa participation aux comités de pilotage

1 Annexe 1 : Liste des participants au comité de pilotage et des personnes ayant contribué à l’étude


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Cette étude a été réalisée par les sociétés MLTC et TECNITAS : MLTC (filiale conseil de la société Barry Rogliano Salles premier courtier maritime français, parmi les 5 premiers au monde). Créé en 1997, le bureau d’étude MLTC s’est spécialisé dans le conseil en transports, principalement dans les domaines portuaires terrestres (y compris fluvial) et maritimes. Ces domaines de compétences se sont élargis au fil du temps notamment pour répondre aux besoins d’une clientèle engagée dans des réflexions de plus en plus larges, intégrant l’ensemble de la chaîne logistique (notamment pré et post transport terrestre : route, fer et fleuve), mais également des activités annexes au transport.

TECNITAS (société d’expertise technique du Bureau Veritas ) : première société d’expertise technique des navires en France, Tecnitas s’appuie sur une expérience de plus de 30 ans et un réseau de 150 experts présents dans le monde entier. Son expertise couvre l’ensemble des éléments constitutifs du navire (coque, moteurs, apparaux) à l’aide des techniques de mesures et d’analyses les plus avancées, elle s’étend aussi au domaine du conseil et du management de projet.


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PRESENTATION ET CONTEXTE La présente étude s’inscrit dans la logique des travaux qui ont été effectués au cours de l’année 2007 par l’ADEME et qui portaient sur l’évaluation et l’actualisation de certaines données sur l’efficacité énergétique et environnementale des différents modes de transport. L’initiative de cette étude a été prise, au sein de la Direction Générale de la Mer et des Transports par la Direction du Transport Maritime Routier et Fluvial, qui, en collaboration avec l’ADEME en a écrit le cahier des charges. A la suite de la réorganisation, à la mi-2009 du Ministère chargé des transport maritimes, et du Ministère chargé des questions environnementales devenus le Ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement Durable et de l’Aménagement du Territoire, son pilotage a été assuré, au sein de la Direction Générale des Infrastructures, des Transports et de la Mer, par la Direction des Services de Transport. La présidence du comité de pilotage a été assurée par Philippe Maler, Directeur adjoint des Services de Transport. Si le mode maritime avait été inclus dès l’origine, il s’est avéré que son organisation et son caractère très diversifié nécessitaient une analyse à part entière. Conformément à la volonté de l’administration chargée du transport et de l’écologie d’évaluer sur ce plan le maillon maritime des chaînes de transport et d’approcher les comparaisons modales et à celle de l’ADEME de disposer de données précises, permettant une meilleure approche de l’efficacité environnementale du transport maritime ou incluant une part de transport maritime. Cette étude doit aussi servir à alimenter les débats et l’argumentation des représentants français au sein des instances internationales en charge de ces questions (OMI, UE). L’OMI est en première ligne sur ce sujet et si elle vient de légiférer sur un calendrier de réduction des polluants tels que les oxydes de soufre (SOx), les oxydes d’azote (NOx) et les particules, les discussions portant sur la réduction des gaz à effet de serre (dont le CO2) se poursuivent et seront approfondies lors de la prochaine réunion du MEPC (Marine Environment Protection Committee) en Juillet 2009. Il s’agit dans cette étude d’aboutir à une évaluation aussi pertinente que possible des émissions de CO2 pour les principaux types de navires en service (indices/niveaux opérationnels). L’option d’une approche à la fois théorique (mise en place d’un modèle de calcul des émissions unitaires de CO2) et pratique (recueil des données d’exploitation chez les armateurs) a été retenue. La question de comparabilité des résultats entre les modes de transport étant l’une des contraintes essentielles de l’exercice, la méthodologie d’évaluation des émissions de CO2


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propre au transport maritime développée pour l’occasion, aboutit néanmoins à des résultats unitaires en grammes de CO2 par tonne ou par passager-km. Enfin, et pour obtenir une image plus complète de l’évaluation des émissions des différents types de navires, des données portant sur la production de SOx et de NOx seront aussi incluses dans les résultats de cette étude.

L’Organisation Maritime Internationale La prise en compte de la problématique des émissions de gaz à effet de serre par l’OMI a commencé en 1997 à l’issu du protocole de Kyoto. Jusqu’à une période récente ces réflexions étaient restées très morcelées et superficielles dans la mesure où le Protocole de Kyoto lui même exclut les émissions provenant du transport maritime dans le calcul des émissions de chacun des Etats. Le véritable lancement des travaux de l’OMI sur la question a eu lieu en 2003 lorsque l’assemblée générale confie au MEPC (Marine Environment Protection Committee) l’objectif de réaliser un index permettant une comparaison des émissions des navires et de proposer des pistes visant à réduire ces dernières. En 2005, le MEPC adopte une directive donnant naissance à un index opérationnel permettant le calcul des émissions de CO2 des différents navires en fonction de leur consommation observée. Cet index donne une méthode de calcul et les ratios de CO2 émis par tonne de carburant. En octobre 2006, le MEPC 55 a adopté un plan de travail sur la question des gaz à effet de serre prévoyant notamment qu’au MEPC 57 (avril 2008), le comité examinerait des mesures techniques et opérationnelles permettant une réduction des émissions. Le MEPC 56 (juillet 2007) a approuvé la création d’un groupe intersession pour travailler sur cette question. Ce groupe, coordonné par l’Australie et les Pays-Bas, a travaillé à la réalisation d’une liste de proposition (voir tableau ci-dessous).


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Tableau 1 : proposition du MEPC 56

Réalisation Nature MesureCréation d'un outil identifiant les pratiques réduisant les émissions de CO2Branchement électrique au portUtilisation de voilesMise en place d'un instrument (obligatoire ou volontaire) mesurant les émissions de CO2Stricte limitation des fuites de gaz réfrigérantRéduction de la vitesse des navires (en mer et à l'arrivée au port)Mesures volontaires pour améliorer la gestion du trafic et de la flotte, les opérations de manutention…

Echange d'informations / assistance sur les données relatives aux emissions de CO2 provenant du transport maritimeConsidérer le black carbone et le NOx dans l'évaluation des émissions de GESEngagement volontaire entre le secteur économique et un gouvernementClassement des performance des navires et des opérateursMesures techniques sur le design des naviresUtilisation de carburants alternatifsVérification externe de l'index CO2Limite des émissions de CO2 avec pénalité si non conformitéCréation d'un marché des droits d'émissionsPrise en compte des émissions de GES dans le calcul des taxes portuairesTaxe sur les soutes

Court terme

Long terme

Technique

Opérationnelle

Commerciale

Technique

Opérationnelle

Commerciale

Les travaux du MEPC 57 ont repoussé la prise de décision sur la révision des règles 13 et 14 de l’annexe VI de la convention MARPOL concernant les émissions de SOx et de NOx au MEPC 58 Cette révision a été adoptée au cours du MEPC 58 qui s’est tenu en octobre 2008 pour une entrée en vigueur prévue le 1er juillet 20102. A la suite du blocage de plusieurs Etats (Chine, Inde, Brésil, Arabie Saoudite etc. …) ce comité n’est pas parvenu à progresser sur le sujet de la mise en place d’outils de réduction des émissions de gaz à effet de serre basés sur le marché du transport maritime ni à établir un indice opérationnel d’efficacité énergétique. Par contre, sans pour autant qu’elle soit finalisée, la formule descriptive de l’indice environnemental nominal des navires neufs a été significativement améliorée et fera l’objet d’une proposition au MEPC 59. Au cours du MEPC 58, la première phase d’une étude portant sur l’évaluation globale de la contribution du transport maritime a été présentée. Cette étude aboutit à un résultat de 843 millions de tonnes de CO2 produits par les transports maritimes en 2007, soit environ 2,7% du total mondial des émissions de CO2. Les résultats définitifs de cette étude seront présentés au prochain MEPC, en juillet 2009, au cours duquel seront aussi discutés les moyens les plus efficaces et adaptés pour mettre en œuvre une politique de réduction des émissions dans le domaine maritime. Les propositions faites jusqu’à présent s’orientent vers deux types de solutions possibles :

- des solutions basées sur des objectifs globaux et obligatoires de réduction des émissions et qui pourront se traduire soit par la création d’un marché de droits à

2 Annexe 2 : MEPC 58


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émettre3, soit par la création d’un fond visant à soutenir des actions en faveur de la réduction des émissions de GES, et donc d’une taxe générale.

- des solutions basées sur le volontariat des Etats et des acteurs. Le groupe intersession poursuivra ses travaux avant la présentation de propositions au prochain MEPC. Sur le plan international, l’exclusion des transports du protocole de Kyoto (qui pourrait être remplacé par un protocole de Copenhague en décembre 2009) fait actuellement débat, et le résultat des travaux de l’OMI sera présenté à l’ONU à cette occasion. Le transport aérien est aussi entré dans un processus similaire et il est fort probable que dès lors que ce dernier sera inclus dans les objectifs de Kyoto, l’inclusion du transport maritime ne sera une question de temps à moins de que des solutions spécifiques ne soient produites d’ici là.

L’Union Européenne L’Union Européenne est très active sur les questions environnementales et elle n’hésite pas à devancer l’OMI sur ce sujet. Mais, le domaine où elle a le plus progressé est sans doute de la problématique des émissions de gaz du type SOx (oxyde de soufre) et NOx (oxyde d’azote).

Le rapport CE Delft a néanmoins réalisé une analyse des premiers échantillons de navires ayant récolté des données dans le cadre de l’index de l’OMI ce qui a permis de réaliser un premier classement des différentes catégories de navires en fonction de leurs émissions. Les échantillons restent néanmoins très inégaux selon les catégories.

Une analyse plus fine des résultats dans le rapport induit une critique de l’index OMI, dans la mesure où il ne règle pas la question des ferries (le rapport suggère d’affecter une masse pour chacun des passagers ou des véhicules) et où il ne prend pas en compte le voyage retour à vide (comme le fait l’indice INTERTANKO présenté dans le rapport).

L’UE réfléchit également à des mesures permettant une réduction des GES des navires. Ainsi, suite à l’extension du marché des droits à polluer au transport aérien décidé en 2006 par la commission européenne, une réflexion est en cours actuellement au sein de l’Union pour inclure également le transport maritime. Néanmoins, le rapport Kageson4 remis au gouvernement allemand met en évidence un grand nombre d’obstacles techniques et économiques à cette extension.

D’autre part, l’Union Européenne a également rédigé une recommandation visant à promouvoir le branchement à quai des navires. Néanmoins, cette recommandation, si elle peut avoir un impact en termes d’émission de GES, a prioritairement été motivée par la problématique des émissions de gaz du type SOx et NOx dans des régions portuaires urbanisés.

3 Annexe 3 : le marché des droits à polluer

4 Kågeson, P. (2007), Linking CO2 emissions from international shipping to the EU ETS, Nature Associates.


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Objectifs de l’étude

Cette étude a pour objectifs :

- L’estimation des efficacités énergétiques et environnementales du transport maritime, en termes d’émissions atmosphériques par navire à partir de conditions réelles d’exploitation

- L’étude de l’impact de ces conditions d’exploitation sur les émissions en termes de marchandises transportées.

Elle permet aussi la comparaison entre les navires d’une même catégorie et entre les différents types de navires, selon deux critères :

- l’efficacité énergétique - les émissions de CO2 associées

On comparera alors les émissions de GES par navire/kilomètre. D’autre part, afin de faciliter la comparaison avec les autres modes de transport, les résultats seront présentés de la manière suivante, en fonction des navires étudiés :

� Emission de GES en gramme équivalent pétrole par tonne/kilomètre = gep/t-km � Emission de GES en gramme équivalent pétrole par passager/kilomètre = gep/pax-

km Les émissions seront par ailleurs différenciées selon qu’elles proviennent :

- de la production, transport, raffinage, distribution, ou autre opération relative à la phase amont. (alors appelée du « puits au réservoir »)

- de l’utilisation de l’énergie ainsi livrée dans les réservoirs, le plus souvent par leur combustion (alors appelée du « réservoir à la roue »)

Pour l’ADEME, il s’agit de se rapprocher des démarches retenues pour les études précédemment réalisées sur l’efficacité énergétique des autres modes de transport. Il s’agit de considérer la notion de service rendu et de se ramener par conséquent aux rejets relatifs à la masse de marchandise « utile » transportée. La typologie des navires étudiés dans cette étude a pour vocation de couvrir la majeure partie des besoins transports maritimes nationaux, ce qui exclut certains secteurs représentant des tonnages trop faibles. La présente étude doit aussi ouvrir la réflexion à d’autres sujets liés à la réduction de l’empreinte écologique du transport maritime et aux moyens d’y parvenir qui passent par l’étude de sujets tels que :

- la réduction de la vitesse des navires - l’adaptation et l’évolution des moteurs - les procédés de captage des gaz produits avant rejet dans l’atmosphère - le branchement à quai des navires - l’optimisation de la navigation (réduire les trajets à vide) - les nouveaux modes de propulsion (gaz, électrique, voile…)


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Champ de l’étude

Typologie des navires 5

L’analyse des émissions de GES par le transport maritime nécessite une analyse différenciée en fonction des types de navires et des types de marchandises transportées. En effet, il est difficile de mettre sur le même plan un transport de pétrole brut entre le Moyen-Orient et l’Europe du Nord avec le transport d’un passager par ferry entre la France et le Royaume-Uni. La typologie retenue prend à la fois en compte ces critères de types de navires, de marchandises transportées, mais aussi de tailles de navires, ceci afin de refléter au mieux les trafics de marchandises au départ ou à destination du territoire français. En outre, et même si la plupart des armateurs interrogés sont installés sur le territoire, la typologie étudiée ne se limite pas aux navires sous pavillon français, ces derniers ne couvrant pas la totalité des configurations souhaitées compte tenu notamment du caractère peu « souple » des moteurs marins, c’est à dire de la faible plage d’utilisation pour laquelle leur rendement est optimal. La typologie ainsi adoptée est la suivante :

Tableau 2 : Typologie des navires

CATEGORIE TYPE CAPACITE

NAVIRES VRAQUIERS

Capesize 180 000 tpl

Panamax 75 000 tpl

Handymax 52 000 tpl

Handysize 28 500 tpl

Petit vraquier / fluvio-maritime 5 à 6 000 tpl

NAVIRES PETROLIERS VLCC 300 000 tpl

Aframax 100 000 tpl

TRANSPORTEURS DE

PRODUITS PETROLIERS

Handy product 37 000 tpl

Petit product tanker 16 000 tpl

NAVIRES METHANIERS Méthanier Diesel 145 000 m3

Méthanier Turbine 145 000 m3

NAVIRES GAZIERS Petit GPL 6 500 m3

VLGC 53 000 m3

NAVIRES PORTE

CONTENEURS

PC 800 evp 10 000 tpl

PC 1 600 evp 21 500 tpl

PC 2 200 evp 30 500 tpl

PC 5 500 evp 73 500 tpl

PC 9 500 evp 115 000 tpl

FERRY

Ferry de nuit

6 300 tpl

Cabines / 2000 pax

1000 ml

Ferry de jour 5 700 tpl

1900 pax

Navire Ro-Pax

3 800 tpl

1000/1500 pax

2000 ml

NAVIRE ROULIER RoRo 5 900 tpl

2000 ml

5 Annexe 4 : Définition générale des navires


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Périmètre des émissions calculées Dans le cadre de cette étude, les émissions spécifiques calculées sont les suivantes :

- Emissions de CO2 - Emissions de SOx - Emissions de NOx

Le CO2 est directement lié à la consommation de carburant, le NOx est lié au fonctionnement de la motorisation et le SOx à la consommation et au type de carburant utilisé. Les émissions de gaz réfrigérants et de méthane (CH4) seront abordées brièvement dans l’étude mais uniquement de manière qualitative. Ces émissions de gaz sont pour la plupart accidentelles (gaz réfrigérants) et rarissimes (CH4). En revanche, les émissions de GES lors des opérations de maintenance ont été exclues du périmètre de l’étude. Ces émissions n’ayant pas été comptabilisées lors de l’étude réalisée sur les autres modes de transport (routier, aérien) Branchement à quai : La méthodologie présentée est telle qu’elle permettra ultérieurement de réaliser une comparaison des émissions de CO2 dans le cas de production par le bord et dans le cas de fourniture partielle ou totale par un branchement à quai. Appelé plus communément « cold ironing », cette pratique vise à substituer, lorsque le bateau est à quai, la production d’énergie du bord par la production d’énergie électrique fournie par le réseau à terre, moins émettrice de CO2. Le modèle d’évaluation des émissions de CO2, SOx et NOx élaboré dans le cadre de cette étude permet entre autres de réaliser des estimations concernant les volumes produits lors des escales. Cette « situation » fait partie de la structure du profil d’exploitation utilisé pour la mesure des émissions unitaires de chaque type de navire. Vous trouverez en introduction du chapitre II.2 sur les résultats concernant l’efficacité énergétique, un tableau reprenant la proportion des émissions en fonction des phases d’exploitation sur une année entière pour plusieurs types de navires. Les opérations à quai représentent entre 3 et 7% des émissions globales selon les types de navires et leurs conditions d’exploitation.


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Limites

Limites de validité des résultats La méthodologie se base sur l’utilisation de statistiques annuelles (sur une ligne ou une activité) et leur déclinaison pour un navire donné, avec un chargement moyen donné et un trajet moyen défini, représentatifs de son l’activité annuelle. Les indices et valeurs d’émission ainsi défini ne devront ainsi être utilisés que dans leur domaine de validité, c'est-à-dire en relation avec les statistiques annuelles et autres hypothèses avec lesquelles ils ont été définis.

Limites méthodologiques La méthodologie s’attache à donner des ordres de grandeur et à déterminer les performances moyennes qu’aurait un navire moyen sur un trajet déterminé où il rencontrerait des conditions de navigation ordinaires. Ce caractère moyenné ne permet pas de faire apparaitre directement les performances des navires qui s’éloignent de la norme. (Ex ; utilisation d’un moteur spécialement économe en énergie, ou au contraire, performances médiocres). Les performances (bonnes ou mauvaises) de ces navires sont en effet masquées par la flotte de navires. Leur appréhension est cependant tout à fait possible, en modifiant les paramètres de ce navire spécifique dans l’outil Excel conçu pour cette étude. La méthodologie est peu adaptée à la détermination des consommations et rejets dans des situations où le régime moteur serait fréquemment transitoire. La précision diminue également quand le navire évolue longtemps à une vitesse qui est très éloignée de sa vitesse maximale, compte tenu notamment du caractère peu « souple » moteurs de propulsion marins, c’est à dire de la faible plage pour laquelle leur rendement est optimal.


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I. APPROCHE METHODOLOGIQUE

I.1 Généralités sur la méthodologie La méthodologie retenue est adaptée aux objectifs recherchés par l’ADEME :

� de permettre de définir des indices opérationnels d e rejets de CO2,

� d’avoir des ordres de grandeur et de prendre en com pte les écarts liés aux situations d’exploitation,

� de fournir un outil pour comparer différents modes de transport.

Pour chaque navire de la typologie décrite précédemment, il s’agit de déterminer la consommation de carburant (combustible) et les rejets de CO2 associés, consommation en carburant et rejets de CO2 étant liés par les équations-bilan de la réaction de combustion. La consommation de carburant est une donnée contrôlée, mesurable et bien connue (à la différence du rejet de CO2, qui en est une conséquence). Elle permettra de valider l’approche de l’évaluation de CO2 (voir étape 1), par comparaison avec des données obtenues auprès des armateurs.

� La demande de puissance varie selon les besoins du navire qui évoluent selon la navigation de celui-ci.

� Pour chaque étape de navigation (à quai, en manœuvres, en mer), il peut être établi

un bilan de puissance . L’approche privilégie l’adoption d’un chargement moyen pour un trajet moyen, représentant au mieux les données annuelles considérées pour un navire ou une flotte. La méthodologie permet également de simuler que le navire est plein à 100% de sa capacité commerciale et ainsi de déterminer les meilleurs indices atteignables par le navire. Les indicateurs CO2 prendront en compte les éventuels voyages retour à vide (sur ballast). Les indices sont calculés à partir des km réellement parcourus. Pour comparer deux modes d’un point A à un point B, il s’agit en effet de prendre en compte la distance effectivement réalisée par le mode de transport (principalement lié à la géographie et/ou à la configuration du réseau).


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I.2 Processus méthodologique de détermination des indices CO2 La méthodologie est synthétisée par les schémas qui suivent, découpée en 4 étapes : ETAPE 1 : Il s’agit dans cette étape de valider la méthodologie et les hypothèses prises en corroborant les résultats de consommation de carburant obtenus par simulation avec les données mises à disposition par les armateurs. Un bouclage a donc été réalisé au cours de l’étude, pour que la maquette minimise, sur des cas concrets de navires, les erreurs sur les estimations de consommation de carburant par rapport aux relevés de soutes réels. Le facteur correctif adopté intervient en toute fin du processus de calcul, afin de ne pas multiplier les facteurs de correction. La méthodologie définit à partir des bilans de puissances, la consommation spécifique (en gramme de carburant (selon le cas : HFO, MDO, etc.) par kilowatt. heure) de chacun des producteurs principaux d’énergie, en fonction du trajet moyen et du chargement considéré comme moyen.


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ETAPE 2 : Après validation des calculs de consommation, il s’agit de déterminer les rejets de CO2 relatifs aux trajets moyens, puis par extrapolation les rejets annuels.


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ETAPE 3 : Calcul de l’indice CO2 Nota : il doit être remarqué que l’indice CO2 ne peut représenter l’efficacité énergétique d’un navire que pour les conditions retenues, c’est-à dire dépendant à la fois du périmètre des statistiques considérées, des hypothèses de chargement moyen, profil d’utilisation, etc. Il faudra être vigilant sur la possibilité de transposition de l’indice, au cas par cas.


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ETAPE 4 : Branchement à quai Le branchement à quai change (totalement ou partiellement) les bilans de puissance à quai, les consommations et donc les rejets de CO2 par le navire. Toutefois, pour conserver le même périmètre de rejets de CO2 pour le « service rendu », il convient de comptabiliser le rejet de CO2, consécutif à la production d’énergie par le réseau terrestre.


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I.3 Présentation pas à pas du détail de la méthodologie Ce chapitre descriptif de la méthodologie pourra servir également de « guide de l’utilisateur » pour l’outil développé (appelé ci-après « maquette »), car il reprend l’architecture de celui-ci. Les illustrations proviennent directement de captures d’écrans de l’outil développé sous Excel.

a) Entrée des caractéristiques principales du navire a ppartenant à la typologie L’entrée des caractéristiques du navire consiste à entrer les données suivantes :

- Longueur hors tout - Largeur - Tirant d’eau à sa pleine charge - Déplacement (= poids total du navire quand il est à sa charge maximale) - Port en lourd (= tous les poids mobiles transportés par le navire, c'est-à-dire la

charge commerciale, mais aussi les consommables comme le carburant, l’huile, l’eau, l’eau de ballast, mais également les membres d’équipages, les passagers et leurs effets, les provisions, etc.)

- Vitesse maximale - Puissance utilisée pour atteindre la vitesse maximale - Capacité commerciale du navire (selon le type de navire, il s’agira tantôt de

m3 de fret liquide, de mètres linéaires de camions, d’un nombre de conteneurs

Illustration graphique issue de la maquette : Le code couleur adopté est le suivant : les cases orangées sont des cases qui doivent être renseignées (données utilisateurs), les cases bleutées sont des données calculées à l’aide de formules et ne doivent jamais être modifiées par l’utilisateur, et les cases jaunes sont des résultats importants, les cases vertes sont des données calculées affichées pour des vérifications de cohérence.


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b) Entrée des caractéristiques des consommateurs d’éne rgie pour la propulsion L’entrée du descriptif de l’appareil propulsif consiste à entrer les données suivantes :

- Nombre de moteurs diesel - Nombre de turbines - Puissance maximale de chacun de ces consommateurs d’énergie - Vitesse en tour par minute pour les moteurs diesel (pour déterminer s’il s’agit

de moteurs lents, semi rapides ou rapides) - Type de carburant consommé (Fuel lourd HFO, Diesel Marine (MDO), Gasoil

Marine (MGO))

A partir du type de navire, du type de moteur (lent, rapide, semi rapide), du carburant consommé et si le navire est en manœuvre ou en route, la maquette sélectionne les facteurs d’émissions à retenir pour les moteurs principaux. Pour les moteurs auxiliaires, la valeur des facteurs diffère, mais les critères de détermination sont les mêmes. Ces facteurs d’émissions figurent dans le tableau ci-dessous ; ils sont issus d’études similaires où les auteurs se sont appuyés sur la compilation d’hypothèses de plusieurs études reconnues. Tableau 3 : Rejets unitaires de CO2, NOx, SOx


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Illustration graphique issue de la maquette :

c) Entrée des caractéristiques des producteurs d’énerg ie auxiliaires pour la production d’énergie électrique L’entrée du descriptif de l’appareil propulsif consiste à entrer les données suivantes :

- Nombre de diesel alternateurs - Nombre de turbines alternatrices - Nombre d’alternateurs attelés aux moteurs diesel principaux, en choisissant

sur quels moteurs ils sont attelés - Puissance maximale de chacun de ces consommateurs d’énergie - Vitesse en tours par minute pour les moteurs diesel (pour déterminer s’il s’agit

de moteurs lents, semi-rapides ou rapides) - Type de carburant consommé (Fuel lourd HFO, Diesel Marine (MDO), Gasoil

Marine (MGO))

A partir du type de navire, du type de moteur (lent, rapide, semi-rapide), du carburant consommé et si le navire est en manœuvre ou en route, la maquette sélectionne les facteurs d’émissions à retenir pour les moteurs auxiliaires. Ces facteurs d’émissions figurent dans le tableau présenté ci-avant.

Illustration graphique issue de la maquette :


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d) Prise en compte d’autres consommateurs (ex : chaudi ères, incinérateurs, etc.) A bord des navires de commerce, la vapeur fournie par les chaudières sert :

� Au réchauffage du combustible lourd (de 110 à 150 °C) afin d’en rendre la viscosité compatible avec la centrifugation, la circulation et l’utilisation par les moteurs.

� Aux auxiliaires éventuels utilisés pour le navire lui-même (turbopompes, chauffage des emménagements, etc.)

� Aux auxiliaires éventuels utilisés pour la cargaison (turbopompes, chauffage etc..). Les moteurs diesel auxiliaires fonctionnent généralement au fioul léger. Nota : De plus grosses chaudières peuvent maintenir à température la cargaison transportée (principalement pour les transports de fret liquide). Dans ce cas, l’énergie consommée dépend directement du type de produit et de la consigne de température à maintenir.

e) Etablissement de la courbe puissance/vitesse du nav ire étudié Le navire n’évolue souvent pas à sa vitesse maximale. Ainsi, pour chaque vitesse du navire, il est utile de connaître la puissance nécessaire pour la propulsion. Elle est appelée plus communément « courbe Puissance/Vitesse ». Cette puissance est délivrée par les moteurs principaux. Il est surtout important d’obtenir une bonne précision pour la vitesse maximale et les vitesses qui se situent à 1, 2 voire 3 nœuds de celle-ci. Ceci est vrai pour deux raisons : la première est que les navires de la typologie évoluent la majorité de leur temps de navigation dans cette plage. La deuxième raison est que les vitesses élevées correspondent aux puissances les plus élevées et donc les plus émettrices de CO2, NOx et SOx.

Il a été envisagé un temps de créer un modèle de prévision des performances propulsives, à partir simplement des dimensions principales du navire, du tirant d’eau, du nombre de lignes d’arbre et d’hélices, des rendements mécaniques et d’essais de remorquage. Nous avons renoncé à cette approche, car elle suppose la prise en compte de données qui ne sont pas toujours connues, telles que les caractéristiques précises de l’hélice, les rendements de


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coque, les rendements de succion et de sillage. Tant est si bien que le rendement d’autopropulsion peut très largement être estimé faussement. Au final, les résultats s’avèreraient peu satisfaisants pour les vitesses au voisinage de la vitesse maximale. Nous avons retenu une autre approche. Elle se base sur le fait qu’il est aisé d’avoir pour un déplacement donné un point de la courbe Puissance/Vitesse du navire situé au voisinage de la vitesse maximale (ou la vitesse maximale elle-même). La connaissance de ce point apporte l’avantage que l’on considère implicitement les rendements de propulsion, liés aux éléments mécaniques, mais aussi au design du plan de formes du navire. Nous appellerons dans la suite ce point : le point d’étalonnage. Le point qu’il est idéal de connaître est le triplé :

- Vitesse maximale - Puissance maximale - Déplacement pleine charge

Ce point doit être connu, carène propre, avec une mer calme. Ces données sont généralement obtenues au cours des essais après la construction ou lors des premières navigations. Le point d’étalonnage peut également être le point à la vitesse de service à 85% (ou 90%) de la puissance maximale de propulsion. Attention : il arrive que le point déterminé Puissance maxi/Vitesse maxi soit déterminé au déplacement lège. La maquette n’est pas prévue pour considérer un tel point d’étalonnage. La Courbe Puissance/Vitesse (pour le déplacement considéré) évolue donc entre deux points connus qui sont : le point à vitesse nulle et puissance nulle et le point d’étalonnage. La maquette détermine l’allure de la courbe entre les deux points, en fonction de ratios adimensionnels, basés sur des essais menés en bassin d’essais des carènes. L’allure de la courbe prend ainsi l’allure d’une courbe classique d’une courbe de puissance/ vitesse d’un navire à déplacement. L’important pour notre étude est de connaître au mieux la courbe au voisinage de la vitesse maximale et de celle de service.


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Graphe 1 : Exemple d’une courbe Puissance/Vitesse Il est à noter que l’allure de la courbe est de type « exponentiel ». Pour les vitesses proches de la vitesse maximale du navire, une variation à la baisse sur la vitesse aura d’importante conséquence sur la consommation du navire. De manière approchée, une variation de 3% sur la vitesse correspondra à une variation d’environ 10% sur la puissance nécessaire et donc sur la consommation. Ceci permet d’expliquer la réaction de certains armateurs pendant la période 2007-2008 pendant laquelle le prix des soutes était élevé : ils ont choisi de limiter la consommation de leur navire en réduisant la vitesse d’utilisation de leur navire. Le gain sur les soutes est important pour une durée de trajet proportionnellement peu augmentée. Les moteurs marins sont optimisés selon le programme du navire. Le rendement d’un moteur dépend de son taux de charge et se dégrade quand celui-ci diminue. Pour les navires de la typologie (naviguant la plus grande partie du temps à une vitesse de service proche de la vitesse maximale), les moteurs sont optimisés pour un rendement optimal dans la fourchette de taux de charge 85%-100%, au détriment de la souplesse aux régimes intermédiaires. Les rendements deviennent médiocres sur la plage 0%-20%.


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Graphe 2 : Exemple de la consommation spécifique d’un moteur en fonction de son taux de charge Consommation d'un diesel en fonction de son taux de charge

0

100

200

300

400

500

600

700

0.0% 20.0% 40.0% 60.0% 80.0% 100.0% 120.0%

Taux de charge en %

g/kW

.h

Une fois la courbe Puissance/Vitesse déterminée, il s’agit de l’adapter :

- En fonction des conditions de mer rencontrées (1) - En fonction de l’état de propreté de la carène (2) - En fonction du tirant d’eau correspondant au cas de charge pour lequel la puissance doit être déterminée. (3)

Les points 1 et 2 correspondent à ce que l’on appelle la « sea margin », qui est un surplus de puissance qui doit être dépensé pour maintenir la vitesse, quand la mer forcit et/ou que la carène devient plus rugueuse. En phase de design, la sea margin est généralement fixée à 15%. Nous avons retenu, après essai de la maquette, une surpuissance de 9% pour une mer formée, et 1% pour une mer calme.

Graphe 3 : Courbe Puissance/Carénage Pour l’état de la carène, nous avons adopté la courbe ci-contre :


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L’augmentation de puissance nécessaire pour maintenir la vitesse est ainsi déterminée en fonction du temps écoulé depuis le dernier carénage. Enfin, le navire évolue selon les cas de chargement auxquels il est soumis. Il n’est donc pas systématiquement à son cas de pleine charge, au tirant d’eau maximum. Nous avons opté pour une adaptation de la courbe puissance/vitesse en fonction du tirant d’eau. Si les tirants d’eau ne sont pas connus, la maquette prévoit une approximation de ceux-ci. f) Description des cas de chargement : pleine charge, trajet aller, trajet retour, trajet ballast Les personnes embarquées font partie du port en lourd. L’équipage et les passagers (payants) sont discriminés. Les nombres maximaux et moyens sont entrés.

Les capacités maximales d’emport du navire sont entrées dans la maquette. Ces capacités concernent les consommables (HFO, MDO, huile, eau douce, eau de mer, provisions, vivres) ainsi que le fret solide (vrac, conteneurs, camions, voitures, etc.) et/ou liquide (vrac). L’état de remplissage des capacités au cours du trajet moyen (aller et/ou retour et/ou ballast) est renseigné. Par hypothèse, nous avons retenu un taux de remplissage moyen des consommables de 50%. Les valeurs peuvent être entrées directement si elles sont mieux connues.


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Le port en lourd maximum est vérifié et/ou ajusté, avec le port en lourd fourni par les données caractéristiques. Cela permet de confirmer aussi la valeur du navire lège. g) Description du trajet commercial moyen du navire co nsidéré Les données annuelles de l’armateur permettent de décliner celles-ci en un trajet moyen représentatif de l’activité annuelle du navire. Le trajet est décrit au moyen d’étapes, décomposées en manœuvre port départ, Route libre bonnes conditions et mauvaises conditions, manœuvre port arrivée, déchargement et temps d’attente à quai.


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Pour chacune des étapes, les données à entrer sont les durées des phases, la vitesse du navire lors de ces phases et le cas de chargement dans lequel se trouve le navire (trajet moyen aller / retour / ballast définis ci-avant). La maquette accepte l’entrée de 5 étapes pour le trajet moyen. La maquette détermine, selon les explications données précédemment, en fonction de ces conditions, quelle est la puissance propulsive nécessaire et estime à l’aide de statistiques la puissance nécessaire pour la vie à bord. Ces statistiques dépendent du type de navire. Nous n’avons retenu du tableau suivant que les valeurs de taux de charge pour les moteurs auxiliaires. Tableau 4 : Valeur par défaut du taux de charge des auxiliaires


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h) Description de la production d’énergie électrique Pour chacune des phases de chacune des étapes du trajet moyen, la manière dont est produite l’énergie électrique est décrite. Cette répartition entraîne la fixation d’un taux de charge par producteur d’énergie. La connaissance du taux de charge et de la puissance maximale du producteur d’énergie permet à la maquette de définir une consommation spécifique. Cette consommation s’appuie sur la connaissance d’une courbe de consommation théorique à laquelle nous avons appliqué une correction de 10% supplémentaire. En effet, la consommation déterminée par les motoristes dans les conditions optimales est optimiste, et ne tient pas compte de l’environnement du navire moins idéal, ni de l’usure moyenne du moteur. Nota : quand le navire dispose d’alternateurs attelés, l’énergie électrique peut être produite par eux lorsque le navire est en route et en manœuvre, mais aussi par les diesels alternateurs indépendants. La philosophie est que les armateurs choisissent le plus souvent de brûler du fuel lourd, plutôt que du Diesel car cela est moins onéreux. Ainsi, dès que possible, les moteurs principaux (qui fonctionnent au HFO) sont utilisés pour produire l’électricité. Les groupes électrogènes fonctionnent le plus souvent au MDO. Dans la maquette, nous avons intégré la possibilité de se brancher à quai. La consommation d’électricité par le réseau à terre entraîne un rejet de CO2, dont le facteur de conversion est à préciser selon la nature de la production.


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i) Description de la production d’énergie de propulsio n De la même manière que pour les moteurs auxiliaires, les moteurs de propulsion sont chargés pour répondre à la demande en puissance de propulsion. j) Récapitulatif pour le trajet moyen Les consommations sont récapitulées pour le trajet moyen et comparées aux relevés de soute, qui ont été fournis par les armateurs participant à l’étude. Deux coefficients d’adaptation ont été adoptés, après avoir testé la maquette sur un échantillon de navires tests, pour que les écarts relevés soient en moyenne les plus faibles possibles. Pour le HFO, un coefficient de -5% a été retenu et est appliqué systématiquement pour le résultat. Les prévisions de consommations de MDO sont moins bonnes et nous avons pris un coefficient de -25% (surestimation) sur les prévisions par rapport aux relevés réels. Cette correction sur la consommation permet de valider le bon fonctionnement de la maquette, et de s’assurer que la méthodologie est vérifiée pour évaluer les rejets de CO2, NOx et SOx.


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Les quantités de rejets de CO2, NOx et SOx déterminés tout au long des phases et étapes sont également résumées. k) Bilan annuel Le nombre annuel de « trajets moyens » tel que défini précédemment dépend de la durée de celui-ci et du nombre de jours où le navire est arrêté pour maintenance. En connaissant le nombre de trajets moyens, il est possible de réaliser toutes sortes de consolidations annuelles. Il est possible de vérifier que le trajet moyen a été bien défini, si ces données annuelles sont bien celles que connait l’armateur.


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l) Indicateurs C02, NOx, SOx Prenons comme exemple les indicateurs CO2. Ces indicateurs proviennent du ratio entre la quantité annuelle de CO2 rejeté divisée par la distance annuelle parcourue et divisé aussi par la quantité commerciale considérée (que ce soit une masse, un conteneur, un camion, une voiture ou bien encore un passager, etc.) Dans le cas d’un ROPAX, une clé de répartition6 est nécessaire pour distribuer la masse de CO2 rejetée entre les passagers et les véhicules. Nous en discutons en annexe 5. Finalement, l’indicateur CO2 est déterminé : 6 Annexe 5 : Clé de répartition ferries et RoPax


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Il nous paraît important de repréciser à cet endroit du texte que l’indice CO2 (respectivement les indices SOX et NOx) dépend de beaucoup de paramètres architecturaux et d’emploi, et que par conséquent, il faut prendre garde à ne pas extrapoler trop facilement. L’indice CO2 (resp. NOx et SOx) est spécifique à un navire, qui effectue un certain trajet dans un environnement donné, avec un profil d’emploi particulier (par exemple profil de vitesse), un cas de chargement donné. Si l’idée de faire la comparaison de deux navires particuliers venait, la prudence devrait être de mise pour que la comparaison soit équitable et réaliste.


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I.4 Estimation de l’énergie primaire Jusqu’ici, nous avons uniquement considéré les émissions de CO2 relatives à l’utilisation du carburant brulé lors des phases d’exploitation du navire. Or, pour que ce combustible se retrouve dans les capacités du navire, il faut, en amont, l’extraire, le transporter, le raffiner et le distribuer depuis la zone d’extraction jusqu’au navire utilisateur. L’énergie primaire est ainsi : - transformée en énergie utilisable (ce que nous appellerons « du puits au réservoir », par similitude avec les autres modes de transport). - utilisée par le navire ( ce que nous appellerons « du réservoir à la roue ») L’efficacité énergétique d’un mode de transport relève de l’efficacité de chacune de ces deux sources d’émissions. De manière à être en mesure de comparer avec les autres modes de transport, il faut donc estimer et ajouter les rejets « du puits au réservoir ». Notre action s’inscrivant dans la suite de l’étude réalisée par Deloitte, nous avons opté pour retenir les valeurs de leur rapport, ceci afin de bien pouvoir comparer les modes, sur un même base d’hypothèses d’évaluation. Ces valeurs sont reproduites dans les deux tableaux ci-après. Dans notre cas, les valeurs qui nous intéressent particulièrement sont le fioul lourd et le gazole. Ces valeurs peuvent être un peu surestimées pour les navires, car la livraison du carburant au navire ne nécessite pas nécessairement de transport « final » par camion, contrairement à ce qui concerne les véhicules automobiles routiers. Tableau 5 : Emissions de GES imputables à la phase amont pour les carburants fossiles


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Tableau 6 : Emissions atmosphériques imputables à la phase de production des carburants fossiles7

Nous avons retenu les valeurs :

- 1 g de fuel lourd = 1.005 gep - 1g de MDO = 1.0 gep

(gep : gramme équivalent pétrole. Pour mémo, cette unité est utilisée pour comparer l’efficacité énergétique de différents combustibles en prenant comme référence de base la combustion du pétrole. On peut ainsi exprimer 1 kg de bois ou encore 1kg de charbon, etc. en kgep). Les résultats intégrant à la fois l’efficacité énergétique primaire « du puits au réservoir et l’efficacité énergétique en phase d’utilisation « du réservoir à la roue » sont présentés dans le tableau 18 page 64 du présent rapport.

7 Rapport IFP & AFGNV : « gaz naturel quels potentiels ? »


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I.5 Analyse de l’impact des conditions d’exploitation

Le questionnaire A la lumière des choix méthodologiques effectués, nous avons pu identifier les éléments de différenciations susceptibles d’être des variables pour le niveau des émissions de gaz à effet de serre d’un navire donné. Les principaux éléments sont présentés dans le tableau ci dessous :

Tableau 7 : Facteurs de différenciation

On peut ainsi distinguer au sein les éléments de différenciation les aspects relatifs aux caractéristiques du navire (son design et l’entretien de la structure), aux besoins d’énergie (propulsion, production d’électricité, carburants…) et à l’exploitation commerciale. Pour s’assurer du bon fonctionnement de la matrice réalisée, il était nécessaire de la confronter à des données basées sur la réalité de l’exploitation commerciale d’un navire. Un questionnaire a ainsi été réalisé à l’attention des armateurs afin de valider auprès d’eux les données à intégrer dans la matrice. Ces questionnaires ont été personnalisés en fonction de l’activité de l’armateur interrogé et du type de navire exploité. L’objectif est d’obtenir des données moyennes représentatives portant sur l’exploitation d’une ligne maritime ou d’un transport de vrac. Le questionnaire8 porte sur différents aspects : le service maritime, l’exploitation de la ligne, le chargement du navire. L’approche analytique (calcul des puissances) permet de recouper les données réelles de consommation fournies par les armateurs, de façon à étalonner l’outil et à permettre son utilisation pour d’autres navires ou d’autres conditions d’exploitation.

8 Annexe 6 : Questionnaire armateurs

Caractéristiques du navire Besoin d’énergie Exploitat ion commerciale

Longueur & largeur Appareil propulsif Chargement marchandise et passager

Tirant d’eau Propulseur d’étrave Chargement consommable (soute, eau, huile…)

Poids du navire lège Production d’électricité Distance parcourue

Déplacement du navire Chaudière Vitesse

Etat des lieux du carénage Type de carburant utiliséDurée des phases de l’exploitation commerciale


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Le cas des porte-conteneurs Certaines contraintes, dans le calcul des émissions de GES pour le cas des navires de ligne porte conteneurs, nous ont conduit à proposer une méthode de calcul alternative, présentée et validée lors du comité de pilotage n° 3 :

Au cours des premières investigations menées nous avons relevé les paramètres suivants :

• Faible impact du chargement sur la consommation entre les escales intermédiaires

(le navire n’est jamais vide!). • Grande homogénéité des vitesses entre les escales, quelle que soit la distance.

• Impossibilité de prise en compte des chargements réels à chaque escale (variabilité, vides, manque de données armateurs).

• Nécessité d’harmonisation méthodologique avec les autres secteurs maritimes (vracs secs et liquides)

• Nécessité de simplification en vue d’une utilisation ultérieure du modèle de calcul par l’ADEME.

Méthode proposée : Nous avons choisi de baser nos calculs sur un chargement moyen sur les 2 tronçons principaux du voyage. En effet, un navire porte-conteneurs est généralement exploité entre 2 zones géographiques principales de chargement et de déchargement et les différences principales liées au coefficient de chargement du navire sont constatées entre ces deux zones plus qu’entre chaque port à l’intérieur d’une même zone. L’ensemble des autres données seront quant à elles calculées en cumul ou en moyenne sur la totalité du voyage : vitesse, durée des phases d’exploitation. En ce qui concerne la tare des conteneurs, les deux hypothèses seront présentées dans cette étude. Il est cependant important, le conteneur est l’unité de transport et non le contenant de la marchandise et de ce fait il devrait être inclus dans le calcul des émissions de GES. Ci-après le schéma explicatif de la méthode choisie.


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Ce schéma représente un service entre l’Europe et l’Asie. Chacune des étoiles désigne un port. En rouge, nous avons les ports les plus éloignés géographiquement en Asie et en Europe. Ils serviront de référence pour la distance et donc la consommation de carburant. En bleu et jaune, nous avons respectivement les ports les plus proches les uns des autres en Europe et en Asie sur le trajet aller et retour. C’est entre ces 2 ports que les flux sont les plus importants, c’est la raison d’être du service. Ces flux serviront de base de référence pour la prise en compte des conteneurs transportés sur le service. Ainsi, sur chacun des services de conteneurs, nous obtiendrons une mesure de l’efficacité énergétique en termes de CO2 par evp/kilomètre ou par tonnes/kilomètre transportés pour un voyage aller et un retour. Les enquêtes menées auprès des armateurs ont confirmé l’idée qu’il est à la fois très fastidieux et surtout inutile pour le calcul des émissions de CO2 d’effectuer un relevé de données port par port pour des services ayant un aussi grand nombre d’escales (souvent plus d’une dizaine), étant donné l’écart infinitésimal et variable existant entre les données moyennes et l’addition des données par escale.

Le cas des ferries et des ro-pax Problématique : La question des transports par ferries ou ro-pax est encore plus complexe que celle des porte-conteneurs dans la mesure ou ces navires transportent des marchandises de natures différentes : passagers, véhicules particuliers, ensembles routiers, remorques sans tracteur, conteneurs sur mafi, etc.… L’évaluation de l’efficacité énergétique et environnementale de ce type de navires nécessite de faire des choix. Donner une valeur absolue d’émission de CO2 en tonnes par km ou en passagers par km pour un ferry n’aurait aucun sens dans la mesure ou cela reviendrait à additionner des unités de nature différente. Ainsi, le choix du mode de calcul de l’efficacité environnementale de ces navires doit se faire en regard de l’objectif recherché, de la configuration du navire et de son exploitation commerciale. Il serait de la même manière incorrecte d’utiliser les mêmes critères afin de comparer deux navires identiques exploités sur des liaisons différentes dans la mesure où l’intérêt de ces outils est de présenter une grande souplesse d’exploitation (saisonnière, géographique et commerciale). Au cours du comité de pilotage n°3, les armateurs p résents nous ont fait part de ces écueils ainsi que de leurs inquiétudes de voir produits et ensuite diffusés des chiffres qui ne prendraient pas en compte les spécificités de leur secteur d’activité. Il est toutefois nécessaire de faire des choix méthodologiques qui devront intégrer les contraintes suivantes :

- Lorsque l’on s’intéresse au transport des passagers, il est nécessaire de prendre en compte la part du fret dans le calcul de l’efficacité afin de ne pas leur attribuer l’intégralité de la consommation.

- De même, lorsque l’on s’intéresse au transport de fret, il est nécessaire d’exclure la part non seulement consacrée aux passagers, mais aussi aux véhicules particuliers dans la consommation totale du navire.


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- En outre pour le fret, il semble indispensable de prendre en compte l’impact de la tare du matériel transporté (camion, remorque) dans le calcul de l’efficacité, sans laquelle le transport roulier n’aurait aucun sens.

L’objectif est donc de définir des « clés » de répartition entre des « frets » de nature différente : marchandises, passagers, véhicules afin de : - Ramener à une mesure commune les chargements mixt es pour une évaluation de la contribution globale du transport maritime. - Permettre une comparaison intermodale ou une comp lémentarité modale, quand celles-ci sont pertinentes. Nous avons en conséquence fait le choix d'une clé de répartition basée sur les poids respectifs (en tonnes d'acier et autres) des installations du navire consacrées aux différentes cargaisons transportées (passagers, véhicules particuliers, camions et remorques). Le détail de cette clé de répartition est présenté en annexe9.

9 Annexe 5 : Clé de répartition ferries et RoPax


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I.6 Présentation des scenarii La méthodologie et les résultats obtenus lors des deux précédentes étapes seront appliqués

à une série de cas concrets, reproduisant des situations réelles de transport incorporant un

maillon maritime.

Les cas suivants seront étudiés dans le chapitre 3 du rapport :

• Importation de pétrole brut d’Arabie Saoudite

• Exportation de céréales sur l’Afrique du Nord

• Transport d’une remorque sur navire roulier type « Autoroutes de la mer »

• Importation de produits manufacturés en conteneurs en provenance de Chine

• Transport de passagers vers la Corse, la Grande-Bretagne

• Transport de conteneurs de/vers l’Europe du Nord/Europe du Sud

Le choix de ces « cas » repose sur leur pertinence vis-à-vis de problématique exposée dans

le cahier des charges et évoquée à l’occasion des comités de pilotage qui est de rattacher

autant que possible l’étude à un contexte national, tant du point de vue de la communauté

des armateurs français que des trafics passant par les ports nationaux.


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II. CALCUL DE L’EFFICACITE ENERGETIQUE ET ENVIRONNEMENTALE DU TRANSPORT MARITIME

II.1 Présentation des données Les données présentées ci-après sont issues des réponses aux questionnaires que nous avons reçues de la part des armateurs.

II.1.1 Données annuelles d’exploitation Tableau 8 : Données annuelles d’exploitation

TYPE TAILLE

TONNAGE ANNUEL

MOYEN

MARCHANDISES 10

(M de tonnes-

milles)

DISTANCE

ANNUELLE

MOYENNE

PARCOURUE

(milles)

VITESSE

MOYENNE

D'EXPLOITATION

(route libre)

Puissance

moyenne

Moteur principal

(kW)

VRAQUIERS Capesize 180 000 tpl 6 888 90 600 14.5 18 600

Panamax 75 000 tpl 3 070 89 300 13.7 9 700

Handymax 52 000 tpl 1 676 63 700 14 6 500

Handysize 28 500 tpl 781 61 200 13 5 800

Petit vraquier / fluvio-

maritime 5- 6 000 tpl 179 72 300 10 2 300

PETROLIERS

VLCC 300 000 tpl 13 651 107 100 16,3 27 200

Aframax 100 000 tpl 4 794 92 000 13,9 19 100

TRANSPORTEURS DE

PRODUITS PETROLIERS

Handy product 37 000 tpl 986 63 600 14.6 8 600

Petit product tanker 16 000 tpl 365 45 700 13,1 6 500

GAZIERS

Petit GPL 6 500 m3 200 107 200 14.7 4 000

VLGC 53 000 m3 2 824 126 200 17.4 19 600

PORTE CONTENEURS

PC 800 evp 10 000 tpl 470 111 600 16.0 5 400

PC 1 600 evp 21 500 tpl 1 216 106 000 16.2 15 800

PC 2 200 evp 30 500 tpl 2 013 100 300 19.5 24 800

PC 5 500 evp 73 500 tpl 6 400 132 200 22.5 57 100

PC 9 500 evp 115 000 tpl 11 141 140 100 22.8 68 700

FERRY

Ferry de nuit 6 300 tpl 167 82 200 18 17 000

Ferry de jour 5 700 tpl 280 99 100 23 39 000

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 104 68 100 16.5 21 100

ROULIER

RoRo 5 900 tpl 356 153 300 18 10 100

10

Porte conteneurs, Ferries et Rouliers : dans ce tableau, le tonnage annuel moyen présenté, ne prend en compte que la

marchandise (camions et remorque), sont exclus les véhicules légers et les passagers. La tare des camions et conteneurs est

inclus dans le tonnage moyen présenté dans ce tableau.


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II.1.2 Profils d’exploitation Nous avons évalué l’efficacité énergétique et environnementale selon deux profils d’exploitation :

- Un profil d’exploitation « moyen » - Un profil d’exploitation « optimisé »

Dans les catégories de navires suivantes : porte conteneurs, ferries et roulier, les profils d’exploitation moyens sont issus des données fournies par les armateurs via le questionnaire. Dans le cas du profil optimisé, nous avons travaillé sur des hypothèses de chargement supérieures aux conditions moyennes. Ce profil montre donc les résultats en termes d’efficacité énergétique et environnementale, si les navires étaient chargés à limite de leur capacité en port en lourd (tpl). En ce qui concerne les navires vraquiers, pétroliers, transporteurs de produits pétroliers et gaziers, les résultats des questionnaires montrent que les armateurs exploitent leurs navires d’une manière déjà très optimale : environ 75% des trajets sont « à plein », c'est-à-dire chargés. La situation « optimisée » présentée dans cette étude est donc celle issue de notre enquête auprès des armateurs. Le profil d’exploitation « moyen » correspond quant à lui à une situation où 50% des trajets se font « à plein » et 50% « à vide » : une situation plutôt commune dans l’exploitation de ce type de navires vraquiers, pétroliers, transporteurs de produits pétroliers et gaziers. Dans tous cas, la variable utilisée pour faire varier les hypothèses est le chargement du navire. Ci-après le détail des profils d’exploitation par catégorie de navires.


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PROFILS D’EXPLOITATION VRAQUIERS Les profils d’exploitation des vraquiers présentés ci-après sont tous relativement similaires, seul celui du plus gros d’entre eux, le Capesize, diffère sensiblement en raison de la nature des trafics desservis qui impliquent une proportion plus importante de retours à vide, et donc un coefficient « chargé » plus faible. Par exemple, un voyage entre Tubarao (Brésil) et Rotterdam comporte une phase de chargement (env. 3 jours) un transit time portuaire (quelques heures, sans congestion portuaire) et un trajet principal d’environ 16 jours (même chose au déchargement et au retour à vide). Les résultats de l’enquête menée auprès des armateurs ont révélé des conditions d’exploitation commerciale des navires très favorables, correspondant à la conjoncture exceptionnelle qu’ont connue les marchés depuis quelques années. En conséquence et au regard de la crise qui touche actuellement de plein fouet le transport de vrac, nous avons donc décidé d’envisager une option « dégradée » sur la base d’un retour systématique à vide. Les résultats seront donc présentés, d’une part sur la base de conditions d’exploitation « optimales », c’est à dire avec des taux de voyages « chargé » situés aux alentours des 2/3 de l’année en fonction des données transmises par les armateurs et, d’autre part, en prenant pour hypothèse un retour systématique à vide c'est-à-dire des taux de « chargé » situés aux alentours de 50%. Tableau 9 : Profils d’exploitation navires vraquiers

Capesize Panamax Handymax Handysize Petit vraquier

Caractéristiques du navire

Longueur 290 m 225 m 190 m 170 m 130 m

Tonnes de port en lourd 180 000 tpl 75 000 tpl 52 000 tpl 28 500 tpl 5 500 tpl

Motorisation et propulsion

Appareil propulsif 18 600 kW 9 700 kW 6 500 kW 5 800 kW 2 300 kW

Propulseur d'étrave 1 x 150 KW

Production d'électricité 2 400 kW 1700 kW 1 800 kW 1 350 kW 1 150 kW

Type de carburant HFO HFO HFO HFO HFO & MDO

Vitesse maximale aux essais 18.3 nds 14 nds 15 nds 16.5 nds 11.5 nds

Exploitation commerciale

Coefficient de remplissage du navire

55% chargé

45% en ballast

65% chargé

35% en ballast

71% chargé

29% en ballast

64% chargé

36% en ballast

66% chargé

34% en ballast

Chargement consommables11

(hors ballast) 6 300 t 3 500 t 2 800 t 2 100 t 250 t

Distance moyenne parcourue par an 90 600 milles 89 300 milles 63 700 milles 61 200 milles 72 300 milles

Vitesse moyenne (en route libre) 14.5 nds 13.75 nds 14 nds 13 nds 10 nds

11 Consommables : Soutes (HFO et MDO), huile, eau douce, impompable eau de mer


Avril 2009 45

PROFILS D’EXPLOITATION DES PETROLIERS Les profils d’exploitation reposent sur la description schématique de voyages types tels que Ras Tanura (Arabie Saoudite) / Rotterdam pour le VLCC et un voyage transatlantique pour le transporteur de produits pétroliers. Le profil optimisé est quant à lui très variable en fonction des tailles de navires, alors qu’il est difficile d’optimiser davantage l’exploitation d’un VLCC en raison du nombre limité de zones de chargement et de déchargement, l’optimisation est « théoriquement » plus aisée pour des navires de plus petite taille Aframax et Product Tankers, car ils sont pour beaucoup ne mesure de transporter une plus grande variété de produits et peuvent accéder à des zones de chargement et de déchargement plus nombreuses et plus diversifiées. Tableau 10 : Profils d’exploitation navires pétroliers et transporteurs de produits pétroliers

VLCC Aframax Handy product Petit product tanker


Longueur 330 m 250 m 185 m 145 m

Tonnes de port en lourd 300 000 t 100 000 t 37 000 t 16 000 t


Appareil propulsif 27 200 kW 19 100 kW 8 600 kW 6 500 kW

Propulseur d'étrave 1 x 1 000 kW 1 X 600 KW

Production d'électricité 3 300 kW 2 400 kW 4 600 kW 1 500 kW

Type de carburant HFO HFO HFO & MDO HFO & MDO

Vitesse maximale aux essais 15,5 nds 16.34 nds



66% chargé

34% en ballast

66% chargé

34% en ballast

63% chargé

37% en ballast

69% chargé

31% en ballast

Chargement consommables (hors ballast) 10 100 t 4 300 t 2 000 t 1 000 t

Distance moyenne parcourue par an 107 100 milles 92 000 milles 63 600 milles 45 700 milles

Vitesse moyenne (en route libre) 16,3 nds 13,9 nds 14,5 nds 13,1 nds


Avril 2009 46

PROFILS D’EXPLOITATION DES GAZIERS Les profils d’exploitation des gaziers s’assimilent à ceux des pétroliers dans la mesure ou les grandes unités (VLGC) ont des zones d’exploitation (chargement/déchargement) limitées et qu’en revanche les navires de plus petite taille peuvent intervenir sur des marchés plus variés (en type de produits) mais aussi accéder à des marchés exports et imports plus diversifiés. La marge théorique d’optimisation des petits navires sera donc plus importante que celle des VLGC. Tableau 11 : Profils d’exploitation navires gaziers

Petit GPL VLGC


Longueur 120 m 225 m

Tonnes de port en lourd 6 500 t 53 000 t


Appareil propulsif 4 00 kW 19 600 kW

Propulseur d'étrave

Production d'électricité 900 kW 4 750 kW

Type de carburant HFO & MDO HFO

Vitesse maximale aux essais 16.4 nds 18.6 nds



52% chargé

48% en ballast

52% chargé

48% en ballast

Chargement consommables (hors ballast) 1 050 t 4 500 t

Distance moyenne parcourue par an 107 200 milles 126 200 milles

Vitesse moyenne (en route libre) 14,75 nds 17.45 nds


Avril 2009 47

PROFILS D’EXPLOITATION DES PORTE CONTENEURS Les données d’exploitation sont issues de l’enquête que nous avons menée auprès des opérateurs de porte conteneurs ayant participé à l’étude. Les données recueillies auprès des armateurs nous ont conduits à calculer des profils moyens d’exploitation.

Les navires étudiés peuvent être regroupés en trois catégories :

- Les 5 500 et 9 500 EVP : Ces navires à forte capacité sont exploités sur des lignes Europe/Asie. Les chiffres de remplissage plus faible sur le voyage Aller prennent en compte le repositionnement des conteneurs vides pour compenser la faiblesse des exportations au départ d’Europe. A l’heure actuelle, environ 2/3 des conteneurs chargés en Europe sont des vides.

Le poids moyen des EVP a aussi été ajusté pour être le plus proche possible des conditions réelles d’exploitation : environ 16 tonnes au départ d’Europe et 10 tonnes au départ d’Asie (tare incluse)

- Les 2 200 et 1 800 EVP : Ces navires sont exploités sur des lignes transatlantiques. Les chiffres de remplissage sont plus élevés dans le sens Aller, environ 85% que dans le sens Retour pour prendre en compte la faiblesse des exportations, notamment dans la zone Caraïbe. Le repositionnement des conteneurs vides a aussi été pris en compte dans les calculs car il peut représenter jusqu’à 50% des conteneurs chargés au retour.

Le poids des conteneurs12 (20 pieds) a été considéré comme étant homogène : environ 14 tonnes par unité (tare incluse)

- Le 800 EVP : le cas d’un navire feeder effectuant des rotations entre une plate forme de transbordement en méditerranée et un pays du bassin méditerranéen a aussi été étudié. Les caractéristiques de cette ligne sont le déséquilibre des flux : chargement à 90% des capacités en sortie de plate forme de transbordement contre 40% au retour.

Nous avons aussi choisi de travailler sur des hypothèses de chargement optimisé. Sans revoir les profils d’exploitation : vitesse en route libre, durée de la rotation, nombre d’escale, chargement des combustibles (soutes) ; nous avons calculé les efficacités énergétiques et environnementales des navires avec un chargement optimum, c'est-à-dire au maximum de sa capacité en EVP.

12

Les poids moyen des conteneurs (EVP) utilisés pour cette étude sont issus des informations que nous avons pu récoltés

auprès des armateurs et de nos experts spécialistes des lignes maritimes régulières.


Avril 2009 48

Tableau 12 : Profils d’exploitation navires porte conteneurs

9 500 EVP 5 500 EVP 2 200 EVP 1 800 EVP 800 EVP


Longueur 335 m 280 m 200 m 170 m 125 m

Tonnes de port en lourd 115 000 t 73 500 t 30 500 t 21 500 t 10 000 t


Appareil propulsif 68 700 kW 57 100 kW 24 800 kW 15 800 kW 5 400 kW

Propulseur d'étrave 1 X 2 500 KW 1 X 2 200 KW 1 X 1 100 KW 1 X 800 KW 1 X 500 KW

Production d'électricité 12 200 kW 8 100 kW 7 550 kW 4800 kW 480 kW

Type de carburant HFO HFO HFO HFO HFO & MDO

Vitesse maximale aux essais 25.6 nds 26 nds 22.5 nds 19.5 nds 16.5 nds



Aller 70%

Retour 95%

Aller 70%

Retour 95%

Aller 75%

Retour 50%

Aller 65%

Retour 60%

Aller 90%

Retour 40%

Chargement consommables (hors

ballast) 15 800 t 10 300 t 3 100 t 3 200 t 1 100 t

Distance moyenne parcourue par voyage 22 900 milles 20 900 milles 7 900 milles 23 600 milles 2 500 milles

Vitesse moyenne (en route libre) 22.7 nds 22.7 nds 20 nds 16.2 nds 16 nds


Avril 2009 49

PROFILS D’EXPLOITATION FERRIES ET NAVIRES ROULIERS

Les données d’exploitation sont issues de l’enquête que nous avons menée auprès des opérateurs de ferries ayant participé à l’étude. Les chiffres de remplissage peuvent sembler relativement faibles, notamment pour les passagers, mais il faut prendre en considération le fait que l’activité des ferries est avant tout saisonnière et que les navires sont aussi conçus pour répondre à la demande lors des pics de trafics. Les taux de remplissage « fret » sont plus satisfaisants car les trafics sont moins saisonniers, ce qui permet de calibrer l’offre de capacité de manière plus fine. Les résultats d’un calcul des émissions basé sur des taux de remplissages « maxima » seront aussi présentés dans cette étude. Les profils d’exploitation des ferries et ro-pax utilisés sont de trois types :

- un ferry de nuit, c'est-à-dire disposant de cabines et de couchettes et exploité sur une traversée longue en « saut de nuit 13».

- un ferry de jour, c'est-à-dire disposant d’un nombre limité de cabines mais capable d’accueillir un grand nombre de passagers en traversée « courte »

- un ro-pax, c'est-à-dire disposant d’une proportion plus importante de sa capacité commerciale dédiée au transport de camions ou de remorques routières et dans le cas présent sur une traversée « longue »

Nous avons retenu les hypothèses suivantes :

- Poids moyen d’un camion = 29 tonnes (tare incluse de 13 tonnes)14

- Poids moyen d’un véhicule léger = 1.6 tonnes15

Tableau 13 : Profils d’exploitation ferries et navires rouliers

Ferry de nuit Ferry de jour RoPax RoRo


Longueur 175 m 185 m 165 m 140 m

Tonnes de port en lourd 6 300 t 5 700 t 3 800 t 5 900 t


Appareil propulsif 17 000 kW 39 000 kW 21 100 kW 10 100 kW

Propulseur d'étrave 2 x 1 500 kW 4 x 1 800 kW 2 x 1 500 kW 2 X 1 100 KW

Production d'électricité 8 050 kW 14 800 kW 10 150 kW 1 550 kW

Type de carburant HFO HFO & MDO HFO & MDO HFO & MDO

Vitesse maximale aux essais 20,8 nds 27 nds 20.8 nds 18,6 nds



23% passagers

53% camions

46% véhicules

16% passagers

81% camions

43% véhicules

38% passagers

52% camions

59% véhicules

Aller 66%

Retour 66%

Chargement consommables (hors

ballast) 2 200 t 1 900 t 1 200 t 750 t

Distance moyenne parcourue par voyage 175 milles 45 milles 190 milles 2 670 milles

Vitesse moyenne (en route libre) 18 nds 23 nds 16,5 nds 18 nds

13 Le ferry est exploité sur une liaison suffisamment longue qui permet de faire le trajet durant la nuit 14 Source : transporteurs routiers

15 Source : ADEME


Avril 2009 50

II.2 Résultats sur l’efficacité énergétique L’efficacité énergétique intègre l’efficacité de la production d’énergie utilisée par le navire considéré et l’efficacité de la phase d’utilisation. Les résultats sont présentés en fonction des deux profils d’utilisation étudiés :

- Profil moyen - Profil optimisé

La consommation de carburant est une donnée contrôlée, mesurable et bien connue. Elle permettra de valider l’approche de l’évaluation de CO2. La demande de puissance varie selon les besoins du navire qui évoluent selon la navigation de celui-ci et son taux de chargement. Pour chaque étape de navigation (route libre, manœuvre, à quai/opérations, en attente), il peut être établi un bilan énergétique . A titre d’exemple, voici le profil annuel moyen de répartition des consommations de combustible de certains navires étudiés (en % et en valeur absolue). Les consommations en route libre (en mer) représentent entre 80% et 85% des consommations annuelles pour la totalité des navires étudiés. Graphe 4 : Profils de consommations annuelles


Avril 2009 51

II.2.1 Marchandises Tableau 14 : Efficacité énergétique générale marchandises

TYPE

TAILLE

TONNAGE

ANNUEL MOYEN

MARCHANDISES 16

(M de tonnes/

milles)

TOTAL

CONSOMMATION

ANNUELLE HFO +

MDO

Profil moyen

(tonnes)

TOTAL

CONSOMMATION

ANNUELLE HFO +

MDO

Profil optimisé

(tonnes)

EFFICACITE

ENERGETIQUE17

Profil moyen

(gep/tonne.km)

EFFICACITE

ENERGETIQUE

Profil optimisé

(gep/tonne.km)

VRAQUIERS Capesize 180 000 tpl 6 888 13 638 13 739 1,1 0,9

Panamax 75 000 tpl 3 070 8 190 8 565 1,4 1,2

Handymax 52 000 tpl 1 676 4 678 5 063 1,5 1,1

Handysize 28 500 tpl 781 4 635 4 843 3,2 2,6

Petit vraquier /

fluvio-maritime 5- 6 000 tpl 179 1 725 1169 5,2 2,6

PETROLIERS

VLCC 300 000 tpl 13 651 23 978 25 534 0,9 0,8

Aframax 100 000 tpl 4 794 12 361 12 983 1,4 1,1

TRANSPORTEURS

DE PRODUITS

PETROLIERS

Handy product 37 000 tpl 986 9312 9360 5,1 4

Petit product

tanker 16 000 tpl 365 4704 4744 6,9 5,8

GAZIERS

Petit GPL 6 5000 m3 200 5 475 5 464 14,8 13,9

VLGC 53 000 m3 2 824 21 174 20 926 4,1 3,8

PORTE

CONTENEURS

PC 800 evp 10 000 tpl 470 6 850 7 786 7,9 6

PC 1 600 evp 21 500 tpl 1 216 13 071 13 889 5,8 4

PC 2 200 evp 30 500 tpl 2 013 19 250 19 895 5,2 4,6

PC 5 500 evp 73 500 tpl 6 400 42 526 43 860 3,6 3

PC 9 500 evp 115 000 tpl 11 141 54 382 56 596 2,6 2,3

FERRY

Ferry de nuit 6 300 tpl 167 5 611 5 245 18.2 9

Ferry de jour 5 700 tpl 280 6 048 5 020 11.7 8.6

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 104 3 838 3 467 20 5.9

ROULIER

RoRo 5 900 tpl 356 16 396 18 119 25 18.3

16

Ferries et RoPax : dans ce tableau, le tonnage annuel moyen présenté, ne prend en compte que la marchandise (camions

et remorque), sont exclus les véhicules légers et les passagers. 17

Ferries et RoPax et Porte conteneurs : Efficacité énergétique marchandises uniquement (camions et remorques) + tare

incluse


Avril 2009 52

Graphe 5 : Efficacité énergétique navires vraquiers

Les écarts importants relevés en fonction des profils d’exploitation des petits vraquiers fluvio-maritimes tiennent au fait que ces navires, et notamment leur consommation de carburant, sont très sensibles à la charge. En outre les distances étant beaucoup plus courtes, l’effet distance sur l’estimation des émissions en tonnes-km joue en leur défaveur. Ils restent cependant à des niveaux très bas comparativement à d’autre types de navires et surtout à d’autres modes de transport. Graphe 6 : Efficacité énergétique navires pétroliers et gaziers

Les possibilités plus larges d’optimisation de l’exploitation des transporteurs de produits pétroliers et les petits gpliers font que les écarts entre les écarts entre les points hauts et bas de nos estimations sont plus grands pour ces derniers.


Avril 2009 53

Graphe 7 : Efficacité énergétique navires porte conteneurs

Graphe 8 : Efficacité énergétique navires rouliers et ferries marchandises

En termes d’efficacité énergétique, les rouliers purs présentent des résultats moins favorables car ils ne «bénéficient » pas de l’effet atténuateur de la présence d’autres types de frets (passagers, véhicules légers) à bord comme les ferries ou les ro-pax. Les résultats ne sont toutefois guère éloignés car le facteur principal jouant sur la consommation est le chargement du navire, donc principalement le taux de remplissage en fret roulant.


Avril 2009 54

II.2.2 Véhicules légers Graphe 9 : Efficacité énergétique navires rouliers et ferries véhicules légers

II.2.3 Passagers

Graphe 10 : Efficacité énergétique navires rouliers et ferries passagers


Avril 2009 55

VALORISATION DES CONSOMMATIONS Au-delà de l’angle de vue pris dans le cadre de cette étude, les conséquences de l’optimisation des consommations ne se limitent pas aux émissions de gaz à effet de serre, de particules ou de polluants, mais se traduit directement dans le budget des armateurs au niveau de la ligne « carburants ». Deux éléments sont à prendre en considération, l’effet « consommation » d’une part et l’effet « prix » d’autre part. A prix constants, les écarts de consommation par tonne*km transportés entre les profils d’exploitation « moyens » et les profils « optimisés » qui ressortent de la présente étude varient de 1 à 2 pour les ferries (très sensibles au remplissage) ou les petits navires (très sensibles à la charge) et 1 à 1,1 pour les grands vraquiers, les pétroliers ou les gaziers dont la consommation est beaucoup moins sensible à la charge ou au remplissage.

Graphe 11 : Evolution du prix des soutes Il est nécessaire de compléter cette vision avec la forte variabilité du prix des carburants, notamment au cours des deux dernières années. Entre le mois de mai et le mois de novembre 2008 le prix des soutes a en moyenne baissé de 50 à 70% selon le type de carburant, pour revenir à des niveaux semblables à ceux de l’année 2006. Ces même prix avaient plus que triplé entre leur niveau de 2003 et ceux atteints au premier semestre 2008 ! Cette variabilité, si elle a été exceptionnelle en 2008, reste un élément externe et non maîtrisable pour les armateurs qui peut difficilement être compensé (à court terme) par des investissements matériels ou des actions opérationnelles visant à réduire la consommation des navires. En outre si la motivation et les possibilités financières d’investir dans la réduction des consommations ont été fortes au cours des deux dernières années, la crise actuelle pourrait obliger certains à repousser leurs programmes d’investissement (renouvellement des navires, adaptation des moteurs). Reste que malgré la baisse du prix des carburants la part de ces derniers dans les coûts d’exploitation des navires est très importante de (30 à 60% selon les types) et que les mesures visant à minimiser la consommation seront toujours favorisées, surtout en période de taux de fret bas.

PRIX DES SOUTES BASE LIVRAISON ROTTERDAM

40

240

440

640

840

1 040

1 240

1 440

01-0

3

04-0

3

07-0

3

11-0

3

02-0

4

06-0

4

09-0

4

01-0

5

04-0

5

08-0

5

11-0

5

03-0

6

06-0

6

09-0

6

01-0

7

05-0

7

08-0

7

12-0

7

03-0

8

07-0

8

10-0

8

Diesel oil

IFO 180 cst

IFO 380 CST


Avril 2009 56

II.3 Résultats sur l’efficacité environnementale

II.3.1 Marchandises Tableau 15 : Efficacité environnementale générale marchandises

TYPE TAILLE

REJETS ANNUEL

DE CO2

Profil moyen

(tonnes)

REJETS

ANNUEL DE

CO2

Profil

optimisé

(tonnes)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE

Profil moyen

(g CO2/tonne.km)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE

Profil optimisé

(g CO2/tonne.km)

VRAQUIERS Capesize 180 000 tpl 40 606 40 990 3,2 2,7

Panamax 75 000 tpl 25 752 27 189 4,6 3,8

Handymax 52 000 tpl 14 222 15 615 4.5 3,5

Handysize 28 500 tpl 13 592 14 311 9,4 7,7

Petit vraquier / fluvio-maritime 5- 6 000 tpl 5 284 5 526 15,9 12,5

PETROLIERS VLCC 300 000 tpl 84 845 84 195 3,4 2,5

Aframax 100 000 tpl 35 777 38 239 4 3,2

TRANSPORTEURS DE PRODUITS

PETROLIERS Handy product 37 000 tpl 29 917 30 124 16,4 13

Petit product tanker 16 000 tpl 14 683 14 825 21,7 18,1

GAZIERS Petit GPL 6 500 m3 17 404 17 363 47 44,4

VLGC 53 000 m3 69 579 68 680 13,3 12,4

PORTE CONTENEURS18

PC 800 evp 10 000 tpl 21 266 24 767 24,4 17,64

PC 1 600 evp 21 500 tpl 38 439 41 551 17,1 12

PC 2 200 evp 30 500 tpl 60 108 62 595 16,1 14,4

PC 5 500 evp 73 500 tpl 132 564 137 763 11,2 9,45

PC 9 500 evp 115 000 tpl 172 011 180 680 8,3 7,18

FERRY19

Ferry de nuit 6 300 tpl 18 520 17 616 60 29

Ferry de jour 5 700 tpl 19 433 15 210 39 28

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 13 044 12 125 67 38

ROULIER RoRo 5 900 tpl 51 676 58 335 82 61

18 Porte conteneurs : Efficacité environnementale marchandises tare incluse 19 Ferries et Rouliers : Efficacité environnementale marchandises tare incluse


Avril 2009 57

Graphe 12 : Efficacité environnementale navires vraquiers

Graphe 13 : Efficacité environnementale navires pétroliers et gaziers


Avril 2009 58

Graphe 14 : Efficacité environnementale navires porte conteneurs

Graphe 15 : Efficacité environnementale navires rouliers et ferries marchandises


Avril 2009 59

Comme précisé dans la méthode, nous avons aussi calculé l’efficacité environnementale des porte conteneurs, ferries et navires rouliers en excluant la tare, c'est-à-dire le poids du contenant, que ce soit le conteneur ou la remorque. Cette hypothèse dégrade les résultats dans la mesure où seule la marchandise transportée est prise en compte. Graphe 16 : Efficacité environnementale navires porte conteneurs

Graphe 17 : Efficacité environnementale navires rouliers et ferries marchandises


Avril 2009 60

II.3.2 Véhicules légers Tableau 16 : Efficacité environnementale générale véhicules légers

TYPE TAILLE

TONNAGE

ANNUEL MOYEN

VEHICULES

LEGERS

(M de

tonnes/milles)

REJETS ANNUEL

DE CO2

Profil moyen

(tonnes)

REJETS ANNUEL

DE CO2

Profil optimisé

(tonnes)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE

Profil moyen

(g CO2/tonne.km)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE

Profil optimisé

(g CO2/tonne.km)

FERRY

Ferry de nuit 6 300 tpl 18 8 103 7 958 241 118

Ferry de jour 5 700 tpl 48 12 956 12 808 149 106

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 17 8 385 8 083 270 154

Graphe 18 : Efficacité environnementale navires rouliers et ferries pour les véhicules légers


Avril 2009 61

III.3.3 Passagers Tableau 17 : Efficacité environnementale générale passagers

TYPE TAILLE

NOMBRE

ANNUEL MOYEN

PASSAGER

(M de

passagers/milles)

REJETS ANNUEL

DE CO2

Profil moyen

(tonnes)

REJETS ANNUEL

DE CO2

Profil optimisé

(tonnes)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE

Profil moyen

(g CO2/pax.km)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE

Profil optimisé

(g CO2/pax.km)

FERRY

Ferry de nuit 6 300 tpl 40 31 252 30 686 422 94

Ferry de jour 5 700 tpl 30 48 584 48 033 901 159

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 29 25 156 24 250 470 184

Graphe 19 : Efficacité environnementale navires rouliers et ferries passagers


Avril 2009 62

III.3.4 Passagers et Véhicules légers Les résultats présentés ci-après permettent d’évaluer l’impact du nombre de passagers par VL sur l’efficacité énergétique du transport de passagers voyageant avec leurs véhicules sur des navires ferries et Ropax. Les valeurs présentées sont des grammes de CO2 par véhicule/passager. Graphe 20 : Efficacité environnementale ferry de nuit véhicules et passagers

Graphe 21 : Efficacité environnementale ferry de jour véhicules et passagers

Graphe 22 : Efficacité environnementale RoPax véhicules et passagers


Avril 2009 63


Avril 2009 64

III.3.5 Efficacité énergétique globale L’estimation de l’efficacité d’un mode de transport intègre à la fois l’efficacité de la transformation de l’énergie primaire (voir chapitre 1.4) en énergie utilisée (« du puits au réservoir ») et l’utilisation de l’énergie par le mode de transport en conditions réelles d’exploitation (« du réservoir à la roue »). Les résultats totaux sont présentés dans le tableau ci-dessous : Tableau 18 : Efficacité environnementale globale20

TYPE TAILLE

EFFICACITE

ENVIRONNEMENT

ALE Profil moyen

(g CO2/tonne.km)

"PUITS AU

RESERVOIR"

EFFICACITE

ENVIRONNEMENT

ALE Profil moyen

(g CO2/tonne.km)

"RESERVOIR A LA

ROUE"

EFFICACITE

ENVIRONNEMENT

ALE Profil moyen

(g CO2/tonne.km)

"TOTALE"

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTAL

E Profil optimisé

(g CO2/tonne.km)

"PUITS AU

RESERVOIR"

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTAL

E Profil optimisé

(g CO2/tonne.km)

"RESERVOIR A LA

ROUE"

EFFICACITE

ENVIRONNEMEN

TALE Profil

optimisé

(g

CO2/tonne.km)

"TOTALE"

VRAQUIERS Capesize 180 000 tpl 0,3 3,2 3,5 0,2 2,7 3,0

Panamax 75 000 tpl 0,4 4,5 4,9 0,3 3,8 4,1

Handymax 52 000 tpl 0,4 4,5 4,9 0,3 3,5 3,9

Handysize 32 000 tpl 0,9 9,4 10,3 0,7 7,7 8,4

Petit vraquier /

fluvio-maritime 5- 6 000 tpl 3,1 15,9 19,1 1,6 12,5 14,1

PETROLIERS

VLCC 300 000 tpl 0,3 3,4 3,6 0,2 2,5 2,7

Aframax 100 000 tpl 0,4 4,0 4,4 2,7 3,2 5,9

TRANSPORTEURS

DE PRODUITS

PETROLIERS

Handy product 37 000 tpl 1,4 16,4 17,8 1,1 13,0 14,2

Petit product

tanker 16 000 tpl 1,9 21,7 23,6 1,6 18,1 19,6

GAZIERS

Petit GPL 6- 7 000 m3 4,2 47,0 51,2 4,0 44,4 48,4

VLGC 80 000 m3 1,1 13,3 14,4 1,0 12,5 13,5

PORTE

CONTENEURS

PC 800 evp 10 000 tpl 2,2 24,4 26,6 1,5 17,6 19,2

PC 1 600 evp 21 500 tpl 1,6 17,1 18,6 1,1 12,0 13,1

PC 2 200 evp 30 500 tpl 1,4 16,1 17,5 1,2 14,5 15,7

PC 5 500 evp 73 500 tpl 1,0 11,2 12,1 0,8 9,4 10,3

PC 9 500 evp 115 000 tpl 0,7 8,3 9,0 0,6 7,2 7,8

FERRY

Ferry de nuit 6 300 tpl 4,9 59,9 64,7 2,4 30,2 32,6

Ferry de jour 5 700 tpl 3,5 38,4 42,0 2,6 26,0 28,6

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 7,9 67,7 75,7 3,9 39,2 43,1

ROULIER

RoRo 5 900 tpl 6,9 78,4 85,2 5,0 58,5 63,6

20 Ferries, Roulier et Porte conteneurs : efficacité énergétique globale tare incluse


Avril 2009 65

III.3.6 Impact de la clé de répartition Les graphiques ci-après présentent la clé de répartition utilisée pour calculer des émissions de CO2 entre les différents types de marchandises et passagers chargés à bord de ces navires mixtes. Cette clé de répartition est basée sur la méthode présentée en annexe 5. Graphe 23 : Répartition des émissions des CO2 pour le ferry de nuit

Graphe 24 : Répartition des émissions des CO2 pour le ferry de jour

Graphe 25 : Répartition des émissions des CO2 pour le RoPAX


Avril 2009 66

II.4 Résultats sur les polluants locaux (SOx et NOx) En complément de l’analyse sur les émissions de CO2 nous avons réalisé un exercice similaire pour les polluants locaux SOx et NOx. Les calculs ont été effectués sur la base d’une qualité de carburant standard, notamment avec un contenu de soufre situé aux alentours de 3%. Il faut préciser que les niveaux de soufre présents dans les soutes sont très variables en fonction de l’endroit où le navire achète son carburant, on peut trouver des soutes contenant 2 à 2.5% de soufre au Japon, voire davantage ailleurs en Asie, et des soutes avec un niveau de soufre inférieur à 1% en Europe du Nord notamment. En avance sur les mesures qui restent à prendre sur la limitation des émissions de gaz à effet de serre, la question des polluants locaux a d’ores et déjà et été prise en main par l’OMI. Le MEPC (Marine Environment Protection Committee) qui s’est déroulé du 6 au 10 octobre 2008 a adopté une nouvelle règle en la matière, qui vient amender l’Annexe VI de la convention MARPOL. Le texte prévoit une réduction progressive des émissions de SOx avec un premier seuil fixé à 3.5% (contre 4.5% actuellement) applicable à compter du 1er Janvier 2012. Ce seuil sera ramené progressivement à 0.5% à compter du 1er Janvier 2020, sous réserve d’une étude de faisabilité dont les résultats devront être connus au plus tard en 2018. Les limites applicables aux zones dites SECA (Sulphur Emission Control Areas) sera réduit à 1,0% à compter du 1er Juillet 2010 (contre 1.5% actuellement), et sera ramené à 0.1% à compter du 1er Janvier 2015. Le texte prévoit aussi une réduction progressive des émissions de NOx, notamment pour les moteurs dits « Tiers III » qui seront installés sur les navires construits à compter du 1er Janvier 2016 et opérant dans zones de contrôle des émissions. La création de ces zones sera soumise à l’approbation de l’OMI sur proposition d’une ou de plusieurs parties à la convention. L’OMI précise que l’Annexe VI de la Convention MARPOL a été jusqu’ici ratifiée par 53 pays représentant plus de 80% du tonnage de la flotte mondiale (en tonneaux).


Avril 2009 67

II.4.1 Les SOx (SO 2 et SO3) Les émissions de SOx des différents navires étudiés sont proportionnelles aux consommations de combustible des navires, donc aux efficacités énergétiques présentées. Les émissions de SOx calculées dans le cadre de l’étude couvrent les différentes phases d’utilisation du navire : route libre, en manœuvre, à quai/opérations et en attente. Il nous paraît important de repréciser à cet endroit du texte que l’indice présent dépend de beaucoup de paramètres architecturaux et d’emploi ainsi que d’éventuels équipements supplémentaires qui pourront être ajoutés aux moteurs des navires pour absorber une partie des oxydes de soufre émis, et que par conséquent, il faut prendre garde à ne pas extrapoler trop facilement. L’indice SOx est spécifique à un navire, qui effectue un certain trajet dans un environnement donné, avec un profil d’emploi particulier (par exemple profil de vitesse), un cas de chargement donné.


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Tableau 19 : Efficacité environnementale polluants locaux : SOx

TYPE TAILLE

REJETS ANNUEL

DE SOx

Profil moyen

(tonnes)

REJETS

ANNUEL DE

SOx

Profil

optimisé

(tonnes)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE21

Profil moyen

(g SOx/tonne-km)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE22

Profil optimisé

(g SOx/tonne-km)

VRAQUIERS Capesize 180 000 tpl 79 80 0,01 0,01

Panamax 75 000 tpl 48 58 0,01 0,01

Handymax 52 000 tpl 219 242 0,07 0,05

Handysize 28 500 tpl 225 238 0,16 0,13

Petit vraquier / fluvio-maritime 5- 6 000 tpl 15 10 0,05 0,02

PETROLIERS VLCC 300 000 tpl 160 167 0,01 0,00

Aframax 100 000 tpl 83 88 0,01 0,01


PETROLIERS Handy product 37 000 tpl 472 475 0,26 0,21

Petit product tanker 16 000 tpl 232 235 0,34 0,29

GAZIERS Petit GPL 6 500 m3 34 34 0,09 0,09

VLGC 53 000 m3 157 139 0,03 0,03

PORTE CONTENEURS PC 800 evp 10 000 tpl 29 32 0,03 0,02

PC 1 600 evp 21 500 tpl 104 107 0,05 0,03

PC 2 200 evp 30 500 tpl 156 160 0,04 0,04

PC 5 500 evp 73 500 tpl 248 253 0,02 0,02

PC 9 500 evp 115 000 tpl 343 352 0,02 0,01

FERRY Ferry de nuit 6 300 tpl 255 239 0.83 0.41

Ferry de jour 5 700 tpl 290 252 0.57 0.43

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 122 118 0.63 0.38

ROULIER RoRo 5 900 tpl 905 1 014 1,37 1,02

21

Ferries et RoPax : Efficacité environnementale marchandises uniquement (camions et remorques) 22

Ferries et RoPax : Efficacité environnementale marchandises uniquement (camions et remorques)


Avril 2009 69

Graphe 26 : Efficacité environnementale SOx navires vraquiers

Graphe 27 : Efficacité environnementale SOx navires pétroliers et gaziers


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Graphe 28 : Efficacité environnementale SOx navires porte conteneurs

Graphe 29 : Efficacité environnementale SOx navires rouliers et ferries marchandises


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II.4.2 Les NOx (NO et NO 3) Les émissions de NOx des différents navires étudiés sont proportionnelles aux consommations de combustible des navires, donc aux efficacités énergétiques présentées. Les émissions de NOx calculées dans le cadre de l’étude couvrent les différentes phases d’utilisation du navire : route libre, en manœuvre, à quai/opérations et en attente. Il nous paraît important de repréciser à cet endroit du texte que l’indice présent dépend de beaucoup de paramètres architecturaux et d’emploi ainsi que d’éventuels équipements supplémentaires qui pourront être ajoutés aux moteurs des navires pour absorber une partie des oxydes d’azote émis, et que par conséquent, il faut prendre garde à ne pas extrapoler trop facilement. L’indice NOx est spécifique à un navire, qui effectue un certain trajet dans un environnement donné, avec un profil d’emploi particulier (par exemple profil de vitesse), un cas de chargement donné.


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Tableau 20 : Efficacité environnementale polluants locaux : NOx

TYPE TAILLE

REJETS ANNUEL

DE NOx

Profil moyen

(tonnes)

REJETS

ANNUEL DE

NOx

Profil

optimisé

(tonnes)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE23

Profil moyen

(g NOx/tonne-km)

EFFICACITE

ENVIRONNEMENTALE24

Profil optimisé

(g NOx/tonne-km)

VRAQUIERS Capesize 180 000 tpl 776 783 0,06 0,05

Panamax 75 000 tpl 503 526 0,09 0,07

Handymax 52 000 tpl 407 453 0,09 0,10

Handysize 28 500 tpl 417 440 0,29 0,24

Petit vraquier / fluvio-maritime 5- 6 000 tpl 118 122 0,36 0,28

PETROLIERS VLCC 300 000 tpl 1444 1557 0,06 0,05

Aframax 100 000 tpl 672 719 0,08 0,06


PETROLIERS Handy product 37 000 tpl 805 811 0,44 0,35

Petit product tanker 16 000 tpl 405 409 0,60 0,50

GAZIERS Petit GPL 6 500 m3 327 327 0,88 0,84

VLGC 53 000 m3 1 314 1304 0,25 0,24

PORTE CONTENEURS PC 800 evp 10 000 tpl 395 465 0,45 0,33

PC 1 600 evp 21 500 tpl 731 788 0,32 0,23

PC 2 200 evp 30 500 tpl 1 135 1181 0,30 0,27

PC 5 500 evp 73 500 tpl 2 479 2575 0,21 0,18

PC 9 500 evp 115 000 tpl 3 208 3369 0,16 0,13

FERRY Ferry de nuit 6 300 tpl 410 397 1.33 0.68

Ferry de jour 5 700 tpl 473 401 0.94 0.69

Navire Ro-Pax 3 800 tpl 348 337 1.81 1.09

ROULIER RoRo 5 900 tpl 1075 1212 1,7 1,26

23

Ferries et RoPax : Efficacité environnementale marchandises uniquement (camions et remorques) 24

Ferries et RoPax : Efficacité environnementale marchandises uniquement (camions et remorques)


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Graphe 30 : Efficacité environnementale NOx navires vraquiers

Graphe 31 : Efficacité environnementale NOx navires pétroliers et gaziers


Avril 2009 74

Graphe 32 : Efficacité environnementale NOx navires porte conteneurs

Graphe 33 : Efficacité environnementale NOx navires rouliers et ferries


Avril 2009 75

II.5 Cas particulier : le transport de GNL (méthaniers) Les navires ont des systèmes de propulsion qui, jusqu’à 2006, ont utilisé la vapeur comme moyen de transmission principal de l’énergie. Cette vapeur est produite par des chaudières fonctionnant au GNL et au fuel. Le GNL utilisé provient de la vaporisation naturelle (boil off) et, si cette évaporation naturelle est insuffisante, par vaporisation forcée de la cargaison. A minima et dès lors que le navire n’est pas raccordé à une ligne « vapeur » d’un terminal, tout le boil off est brulé, et ce quelle que soit la demande en vapeur des systèmes du bord. Plus récemment certains navires utilisent d’autres systèmes de production d’énergie :

- diesel électrique dual fuel (GNL et fuel oil) - diesel lent fonctionnant au fuel, dans ce cas le boil off est soit brulé, soit

reliquéfié. Le reliquéfaction induit une consommation énergétique qui s’ajoute aux autres consommations du navire.

L’absence de données armateur n’a pu dans ce cas précis être comblé par des estimations théoriques, les masses de fuel brulé (GNL et autres) ne dépendant pas uniquement des puissances requises par les systèmes du navire mais également du taux de boil off. Ce dernier dépend de la technologie du système de containment (valeur inférieure à 0.25% /j pour le NO 96 par ex) mais aussi des conditions d’environnement (houle, température, ..) A titre d’information : La consommation de carburant théorique d’un navire GNL de 129 000 m3 est estimée à 220 t de fuel pour une vitesse de 19 nœuds. Un boil off de 0.25% correspond à 150 t/j de gaz. Les navires plus récents (la quasi-totalité de la flotte) ont un boil off maximum garanti de 0.15% (NO96, MARK III et MOSS). Le rendement d’un système de propulsion vapeur est d’environ 290 g/kWh de HFO. La puissance pour un 138 000 m3 à 19.5 nœuds est comprise entre 25 000 et 30 000 kW selon les navires. A noter qu’il n’y a pas de rejet de GNL dans l’atmosphère, sauf cas d’avarie.


Avril 2009 76

III. ETUDE DE SCENARII SPECIFIQUES DU TRANSPORT MARITIME

III.1 Ferries et Ropax : Comparaisons modales L’objectif de ce chapitre est de comparer les résultats obtenus en terme d’efficacité énergétique (g de CO2/tonne-km) pour les ferries et RoPax avec les autres modes de transport : routier et aérien. Cette comparaison ne peut se faire qu’avec ces types de navires, en effet les autres navires étudiés ne sont pas une alternative à un autre mode de transport comme c’est le cas ici. Les chiffres utilisés pour réalisés cette comparaison modale sont issus de l’étude réalisée par l’ADEME en 2008 sur l’efficacité énergétique des modes de transport. Graphe 34 : Comparaison modale Routier

Routier : chiffres ADEME (entre 59 et 150 g de CO2/tonne-km)


Avril 2009 77

Graphe 35 : Comparaison modale route

Route : chiffres ADEME (entre 170 et 257 g de CO2/véhicule-km soit 272 à 412 g de CO2/tonne-km)

Graphe 36 : Comparaison modale aérien

Aérien : chiffres ADEME (entre 142 et 241 g de CO2/pax-km

25)

25

Chiffres aérien : Forçage radiatif des autres GES non pris en compte


Avril 2009 78

III.2 Scénarii de transport maritime Ce chapitre présente des scénarios de transport maritime. Nous pouvons ainsi évaluer une efficacité énergétique correspondant à un scénario de transport représentatif de l’activité maritime mondiale et/ou nationale. Nous avons aussi comparé certains de ces scénarios de transport maritime à d’autres alternatives modales afin d’obtenir une vision de l’impact des choix modaux sur les émissions de CO2.

III.2.1 Importation de pétrole brut d’Arabie Saoudi te

Départ Ras Tanura Ras Tanura – Fos Sur Mer

Navire Pétrolier VLCC

Distance parcourue 8 652 km

Efficacité environnementale 3.6 g de CO2/tonne-km

Bilan environnemental 31.1 kg de CO2/tonne

III.2.2 Exportation de céréales sur l’Afrique du No rd

Départ Rouen Rouen – Alger

Navire vraquier H andysize





Avril 2009 79

III.2.3 Transport d’une remorque sur navire roulier type « Autoroutes de la mer » Cet exemple permet de comparer l’efficacité énergétique sur un trajet donné en fonction du mode de transport utilisé. CAS 1 :

Départ Le Havre Le Havre - Leixoes Leixoes - Seville

Navire Roulier Camion

Distance parcourue 1 342 km 749 km

Efficacité environnementale 85.2 g de CO2/tonne-km 104.5 g de CO2/tonne-km


CAS 2 :

Départ Le Havre Le Havre - Séville

Camion




Sur l’exemple présenté, nous remarquons que le transport par voie maritime sur une partie du trajet Le Havre – Séville rend le transport plus efficace en matière d’émissions de gaz à effet de serre 192.6 kg de CO2 contre 195.3 kg par la voie uniquement routière. A noter que ce calcul, ne prend pas en compte les nuisances induites par l’utilisation du mode routier : dégradation des infrastructures, congestion, nuisances sonores etc.


Avril 2009 80

III.2.4 Importation de produits manufacturés en con teneurs en provenance de Chine CAS 1 :

CAS 2 :

Dans le cas d’une importation de produits manufacturés, l’impact de l’utilisation de la voie d’eau est important. La distance sur la voie d’eau représente moins de 2% du trajet total mais permet une réduction de 15% environ des émissions de CO2 par tonne sur le trajet total.

Départ Shanghai Shanghai - Marseille Marseille - Lyon

Porte conteneurs 9 500 EVP

Camion


317 km Efficacité

environnementale

9 g de CO2/tonne-km 104.5 g de CO2/tonne-km

Bilan environnemental 179 kg de CO2/tonne

Départ Shanghai Shanghai - Marseille Marseille - Lyon

Porte conteneurs 9 500 EVP Barge fluviale


275 km

Efficacité environnementale 9 g de CO2/tonne-km 37 g de CO2/tonne-km



Avril 2009 81

III.2.5 Transport de passagers vers la Corse (Cas pour une famille de 3 personnes)

CAS 1 :

Départ Bordeaux Bordeaux - Ajaccio

Avion

Distance parcourue 980 km

Efficacité environnementale 191.5 g de CO2/pax-km

Bilan environnemental

562.8 kg de CO2/famille soit

187.6 kg de CO2/passager

CAS 2 :

Départ Bordeaux Bordeaux - Toulon Toulon - Ajaccio

Véhicule léger Ferry de nuit

Distance parcourue

709 km

276 km

Efficacité environnementale 56.6 g de CO2/pax-km 550 g de CO2/pax-km


576.4 kg de CO2/famille soit

192 kg de CO2/véhicule passager


Avril 2009 82

CAS 3 :

Nota : Il faut donc être vigilant dans les comparaisons intermodales. Dans le cas 2, contrairement au cas 1 et 3, la famille voyage avec son propre véhicule qui est embarqué sur le ferry. Les émissions de CO2 attribuées au véhicule sur le ferry sont donc additionnées à celle des voyageurs ce qui alourdi le bilan énergétique.

Départ Bordeaux Bordeaux - Toulon Toulon - Ajaccio

train Ferry de nuit

Distance parcourue

709 km

276 km

Efficacité environnementale 11.3 g de CO2/pax-km 4 22 g de CO2/pax-km


372 kg de CO2/famille soit

124 kg de CO2/passager


Avril 2009 83

III.2.6 Transport de conteneurs de/vers l’Europe du Nord/Europe du Sud

CAS 1 :

CAS 2 :

CAS 3 :

Départ Rouen Rouen – Casablanca

Navire Fluvio -maritime



Bilan environnmental 44.2 kg de CO2/tonne

Départ Rouen Rouen – Le Havre Le Havre - Casablanca

Camion Porte conteneurs 800 EVP

(feeder)

Distance parcourue

100 km

2 185 km

Efficacité environnementale

104.5 g de CO2/tonne-km 26.6 g de CO2/tonne-km


Départ Rouen Rouen – Le Havre Le Havre - Casablanca

Barge fluviale Porte conteneurs 800 EVP

(feeder)

Distance parcourue 130 km

2 185 km

Efficacité environnementale

37 g de CO2/tonne-

km 26.6 g de CO2/tonne-km



Avril 2009 84

SOURCES DE DONNEES ET BIBLIOGRAPHIE - Bilan Carbone version 5 (2007), ADEME - CE Delft et al. (2006), Greenhouse Gas Emissions for Shipping and Implementation Guidance for the Marine Fuel Sulfur Directive, CE Delft. - Corbett, J. J., et al. (2007), Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment - Corbett, J. J., and H. W. Koehler (2003), Updated emissions from ocean shipping, Journal of Geophysical Research-Atmospheres - De Perthuis C. (2008), Le puzzle des marchés du carbone, Revue Pour la science, page 49 - De Perthuis C., Convery F., Ellerman D (2008) Le marché européen du carbone en action, enseignement de la première phase - Endresen, O., et al. (2007), A historical reconstruction of ships' fuel consumption and emissions, Journal of Geophysical Research-Atmospheres, p.112 - EU (2005), Directive 2005/33/EC of the European Parliament and of the Council. - Eyring, V., et al. (2005), Emissions from international shipping: 1. The last 50 years, Journal of Geophysical Research-Atmospheres, p.110. - Faber, J., et al. (2007), Aviation and maritime transport in a post 2012 climate policy regime, N. E. A. Agency. - IMO (2005), Interim Guidelines for Voluntary Ship CO2 Emission Indexing for Use in Trials. - Kågeson, P. (2007), Linking CO2 emissions from international shipping to the EU ETS, Nature Associates. - MARINTEK, et al. (2000), Study of Greenhouse Gas Emissions from Ships, International Maritime Organization. - United Nations Framework Convention on Climate Change (1997), Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Site internet:

- http://www.ipcc.ch/ - http://www.caissedesdepots.fr - http://www.iea.org/ - http://unfccc.int - http://ec.europa.eu/environment/climat/emission/index_en.htm

- http://www.imo.org


Avril 2009 85

TABLE DES ILLUSTRATIONS Sommaire des tableaux TABLEAU 1 : PROPOSITION DU MEPC 56 ................................................................................................................ 8 TABLEAU 2 : TYPOLOGIE DES NAVIRES ................................................................................................................. 11 TABLEAU 3 : REJETS UNITAIRES DE CO2, NOX, SOX .............................................................................................. 21 TABLEAU 4 : VALEUR PAR DEFAUT DU TAUX DE CHARGE DES AUXILIAIRES ......................................................... 29 TABLEAU 5 : EMISSIONS DE GES IMPUTABLES A LA PHASE AMONT POUR LES CARBURANTS FOSSILES ............. 35 TABLEAU 6 : EMISSIONS ATMOSPHERIQUES IMPUTABLES A LA PHASE DE PRODUCTION DES CARBURANTS

FOSSILES ...................................................................................................................................................... 36 TABLEAU 7 : FACTEURS DE DIFFERENCIATION ...................................................................................................... 37 TABLEAU 8 : DONNEES ANNUELLES D’EXPLOITATION .......................................................................................... 42 TABLEAU 9 : PROFILS D’EXPLOITATION NAVIRES VRAQUIERS .............................................................................. 44 TABLEAU 10 : PROFILS D’EXPLOITATION NAVIRES PETROLIERS ET TRANSPORTEURS DE PRODUITS PETROLIERS 45 TABLEAU 11 : PROFILS D’EXPLOITATION NAVIRES GAZIERS ................................................................................. 46 TABLEAU 12 : PROFILS D’EXPLOITATION NAVIRES PORTE CONTENEURS ............................................................. 48 TABLEAU 13 : PROFILS D’EXPLOITATION FERRIES ET NAVIRES ROULIERS ............................................................ 49 TABLEAU 14 : EFFICACITE ENERGETIQUE GENERALE MARCHANDISES ................................................................. 51 TABLEAU 15 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE GENERALE MARCHANDISES .................................................... 56 TABLEAU 16 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE GENERALE VEHICULES LEGERS ................................................ 60 TABLEAU 17 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE GENERALE PASSAGERS ............................................................ 61 TABLEAU 18 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE GLOBALE .................................................................................. 64 TABLEAU 19 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE POLLUANTS LOCAUX : SOX ...................................................... 68 TABLEAU 20 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE POLLUANTS LOCAUX : NOX ..................................................... 72

Sommaire des graphes GRAPHE 1 : EXEMPLE D’UNE COURBE PUISSANCE/VITESSE ................................................................................. 25 GRAPHE 2 : EXEMPLE DE LA CONSOMMATION SPECIFIQUE D’UN MOTEUR EN FONCTION DE SON TAUX DE

CHARGE ....................................................................................................................................................... 26 GRAPHE 3 : COURBE PUISSANCE/CARENAGE ....................................................................................................... 26 GRAPHE 4 : PROFILS DE CONSOMMATIONS ANNUELLES ..................................................................................... 50 GRAPHE 5 : EFFICACITE ENERGETIQUE NAVIRES VRAQUIERS ............................................................................... 52 GRAPHE 6 : EFFICACITE ENERGETIQUE NAVIRES PETROLIERS ET GAZIERS ........................................................... 52 GRAPHE 7 : EFFICACITE ENERGETIQUE NAVIRES PORTE CONTENEURS ................................................................ 53 GRAPHE 8 : EFFICACITE ENERGETIQUE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES MARCHANDISES .................................... 53 GRAPHE 9 : EFFICACITE ENERGETIQUE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES VEHICULES LEGERS ............................... 54 GRAPHE 10 : EFFICACITE ENERGETIQUE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES PASSAGERS ......................................... 54 GRAPHE 11 : EVOLUTION DU PRIX DES SOUTES ................................................................................................... 55 GRAPHE 12 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES VRAQUIERS ................................................................ 57 GRAPHE 13 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES PETROLIERS ET GAZIERS ............................................. 57 GRAPHE 14 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES PORTE CONTENEURS ................................................. 58 GRAPHE 15 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES MARCHANDISES ...................... 58 GRAPHE 16 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES PORTE CONTENEURS ................................................. 59 GRAPHE 17 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES MARCHANDISES ...................... 59 GRAPHE 18 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES POUR LES VEHICULES LEGERS . 60 GRAPHE 19 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NAVIRES ROULIERS ET FERRIES PASSAGERS ............................. 61 GRAPHE 20 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE FERRY DE NUIT VEHICULES ET PASSAGERS ............................... 62 GRAPHE 21 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE FERRY DE JOUR VEHICULES ET PASSAGERS .............................. 62 GRAPHE 22 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE ROPAX VEHICULES ET PASSAGERS ............................................ 62 GRAPHE 23 : REPARTITION DES EMISSIONS DES CO2 POUR LE FERRY DE NUIT ................................................... 65 GRAPHE 24 : REPARTITION DES EMISSIONS DES CO2 POUR LE FERRY DE JOUR .................................................. 65 GRAPHE 25 : REPARTITION DES EMISSIONS DES CO2 POUR LE ROPAX ................................................................ 65 GRAPHE 26 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE SOX NAVIRES VRAQUIERS ......................................................... 69 GRAPHE 27 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE SOX NAVIRES PETROLIERS ET GAZIERS ..................................... 69 GRAPHE 28 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE SOX NAVIRES PORTE CONTENEURS .......................................... 70


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GRAPHE 29 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE SOX NAVIRES ROULIERS ET FERRIES MARCHANDISES .............. 70 GRAPHE 30 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NOX NAVIRES VRAQUIERS ........................................................ 73 GRAPHE 31 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NOX NAVIRES PETROLIERS ET GAZIERS ..................................... 73 GRAPHE 32 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NOX NAVIRES PORTE CONTENEURS ......................................... 74 GRAPHE 33 : EFFICACITE ENVIRONNEMENTALE NOX NAVIRES ROULIERS ET FERRIES ......................................... 74 GRAPHE 34 : COMPARAISON MODALE ROUTIER .................................................................................................. 76 GRAPHE 35 : COMPARAISON MODALE ROUTE ..................................................................................................... 77 GRAPHE 36 : COMPARAISON MODALE AERIEN .................................................................................................... 77


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ANNEXES

Annexe 1 – Liste des participants au comité de pilo tage

Annexe 2 - MEPC 58

Annexe 3 – Le marché des droits à polluer

Annexe 4 – Définition générale des navires

Annexe 5 – Clé de répartition Ferries et RoPax

Annexe 6 – Questionnaire armateurs

etude de l’efficacite energetique et ......l’initiative de cette étude a été prise, au sein...

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