Navires civils a propulsion nucléaire

[stormshadow]

Pourquoi les navires civils a propulsion nucléaire ne sont-ils pas utilisé massivement ? Pourtant cela permetterait une sacré économie en carburant et beaucoup de polution en moins.

 

Je pense surtout au gros navires tel que paquebot/pétrolier/porte conteneurs qui gagneraient peut etre a etre nucléariser.

[pascal]

Pour ce qui est de la pollution ...

Quant aux coûts d'exploitation quand on voit les règles de sécurité qui entourent les installations nucléaires des navires militaires et les contraintes qu'elles induisent on est en droit de se demander le coût réel de telles mesures, sans parler du vieillissement de ces marchands.

 

Enfin il ne faudrait pas que ces navires marchands se voient interdire les ports de nombreux pays ...

 

http://www.meretmarine.com/article.cfm?id=112281

 

[stormshadow]

http://nextbigfuture.com/2009/07/nuclear-power-for-commercial-shipping.html

 

http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/archive/marineboard/fall08/cushing.pdf

 

http://nextbigfuture.com/2009/07/commercial-shipping-uses-9-of-world-oil.html

Modifié le 17 janvier 2014 par stormshadow

[alpacks]

http://nextbigfuture.com/2009/07/nuclear-power-for-commercial-shipping.html

 

http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/archive/marineboard/fall08/cushing.pdf

 

http://nextbigfuture.com/2009/07/commercial-shipping-uses-9-of-world-oil.html

 

 

   J'ai pas bien compris l'utilité de tes liens dans ce spectre de vouloir une marine marchande nucléarisée, quand on voit vers les murs économiques les quelques exemples du passé ont foncé ... Le cas japonais fait je pense école a ce niveau : Cout de possession trop élevé par rapport au conventionnel,  faible accès aux ports stratégiquement centraux pour la garantie économique, accords difficiles a obtenir avec les égyptiens pour passer Suez ou grosso modo ils n'acceptent que les batiments militaires occidentaux du genre et probablement qu'ils l'ont fait uniquement dans le spectre de pouvoir conserver l'aide massive US en milliards de $$$ (un refus de leur part de laisser passer les navires nucléaires de la Navy et de l'Otan serait "peu avisé") et qui provoque pour eux un très net surcroit d'activité sécuritaire militaire autour du canal a chaque fois qu'un batiment aussi sensible passe, surcroit d'activité qui deviendrait permanent pour eux si les marines marchandes se nucléariseraient ...

 

   Personnellement j'estime que le modèle du nucléaire naval civil ne marche que dans le cadre de navire répondant a des besoins bien spécifiques comme le cas emblématique des brises glaces nucléaires russes qui certes eux marchent bien et son pertinent (très forte densité de puissance par rapport aux prop conventionnelles bien que réaliser des brises glaces de même puissance et ampleur au mazout/tag pourrait très bien marcher ça impliquerait simplement des navires + grands c'est tout) ... Et puis le nucléaire de propulsion en Russie ça coute pas très cher du fait qu'il y a une très forte activité étatique déja pour les sous marin & batiments de surface (bien que ces derniers sont + une logique du passé) il y a compétences massives dans le domaine disponible et infrastructures assez nombreuses dans les ports arctiques russes ce qui limite les couts par rapport a une filière ou la puissance étatique n'aurait pas ou que quelques batiments militaires nucléaires ...

 

   C'est d'ailleurs aussi pour cela que j'ai évoqué l'autre jour pour un cas français un dragueur-sablier de grande échelle nucléarisé pour les futures responsabilités françaises face a la dilatation des océans avec le réchauffement global et fontes des inlandsis/grands glaciers principaux de part le monde, car cela répondait parfaitement a un besoin précis ou dès aujourd'hui on peut déja prévoir que mettre en oeuvre de tels travaux de réhaussement de motus par draguage de sable & concassage de coraux morts serait abordable au niveau de la réalisation du batiment pour la puissance financière de notre pays, mais les couts en énergie conventionnelle sur le temps et liés a cette région spécifique ou il est très couteux d'y faire parvenir des grands pétroliers plein de carburant déja raffiné car ce n'est pas une route maritime fréquemment fréquentée par les grands armateurs du domaine et donc facturent au prix fort un transit ... La raison pourquoi le transport maritime est a si bas couts de par le monde est avant tout liée au fait que les grands armateurs utilisent des routes maritimes qu'ils fréquentent en permanence avec des navires remplis jusqu'a la gueule et donc garanti d'être très rentabilisé pour eux même en facturant des marges très basses : La masse globale est telle que les bénéfices sont énormes même avec des marges insignifiantes :

 

   Mais dès qu'il s'agit d'un archipel isolé ou les aller et venu des quelques cargos et pétroliers qui approvisionnent sont a hauteur d'un passage tout les 6 mois bi-annuel voir annuel selon ... pour assurer les besoins de seulement 200/250 000 habitants environ : Les couts pour armer un navire explosent par rapport a un trajet régulier comme Rotterdam-Shangaï pour citer le + emblématique du transport de masse ou chaque navire a la garanti de faire une traversée toutes les 3 semaines environ si on met de coté les petites aléas qui font que dans les faits c'est + tout les mois et demi (embouteillage pour se faire charger-décharger, petites maintenances régulières a faire aux ports, administration qui font que vous quittez pas les ports quand vous le voulez a la date et heure que vous auriez choisi : Nécessité d'avoir un pilote de port fourni par les autorités ect ...) a 2 mois environ et on parle de navires bien + grands que ceux engagés pour la réappro habituelle de la Polynésie ... Engager des armements de pétroliers exceptionnels pour alimenter un navire qui ferait ce job dont j'ai parlé dans le cas d'usage de carburant conv : Couterait un max et faut y rajouter que si par exemple ça se fait dans 20 ans, je n'ose imaginer le prix du mazout a cette période ou les carburants se seront raréfiés ... De la, la solution nucléaire pour un tel cas de figure s'imposerait pour limiter les couts et ce malgré les couts de possession !

 

   (ce que je viens d'évoquer on s'en rend compte par exemple très bien avec les navires armés depuis la France et subventionnés par l'état pour la réappro des antilles françaises et dont les couts élevés ont été mis en avant durant la crise de l'AKP et de la "pwofitation" ca coute très cher au point que l'état doit subventionner et malgré les subventions ça n'empêche pas les produits importés depuis la métropole d'être hors de prix au point qu'ils vendent les produits alimentaire au détail a l'unité ... Je vous laisse imaginer avec le cas Polynésien bien qu'il est en dualité avec la nouvelle Calédonie, mais bon les antilles française se sont des cas en dualité aussi ...)

 

   La réalité c'est que le nucléaire maritime civil ça ne marche que pour les besoins d'exception ou les couts du conventionnel s'il était mis en oeuvre dépassent de loin, le cout de possession spécifique au nucléaire qui fait qu'il n'y a pas a hésiter ... Mais ces cas sont rares voir inexistants ...

 

 

    Ceci dit, il y a peut être aussi autre chose a explorer comme un éventuel navire (civil, étatique mais qui serait armé par la marine nationale) multi-missions nucléaire d'appuis des territoires d'outre mer qui souffrent beaucoup malgré les subventions de couts de transport depuis la métropole ... Si on ferait mieux pas d'abandonner ces subventions qui n'ont aucun effet sur les prix au détail dans les commerces d'outre mer (prix prohibitifs ...) et de rediriger ces subventions pour un navire nucléaire de très grande taille qui ferait un service public de logistique sans facturation, d'appoint de nos iles par des missions bi-annuels partant de métropole (de Brest et j'expliquerais pourquoi ce port après) et livrant de tout :

 

     _ Cargo conteneurs

 

     _ Vrac en cale

 

     _ Charges utiles spéciales avec milieu controlé, pour par exemple de futurs besoins spéciaux éventuels du CSG guyanais ... Enfin pour le cas ou l'ESA & la France changerait d'avis sur leur politique spatiale fondamentalement commerciale qui va nous mener dans le mur par absence de "vision" pour notre avenir industriel ... Ne pas oublier qu'aux USA une politique comme celle de la navette spatiale + exploration intensive du système solaire via leurs nombreuses sondes = 1 gros millions d'emplois de haut niveau a haut salaire ... Chaque $ dépensés dans le spatial US (4x + que nous en Europe voir probablement bien + que ça encore si on comptait vraiment toutes les subventions cachées) n'est pas dépensé en vain ... Ca implique en réalité une forte injection étatique dans de l'emploi a haut niveau donc hauts salaires et industries de hautes technologies qui y trouvent le bol d'air nécessaire pour permettre aux USA de rester dominant économiquement et en innovations techno ... Alors certes ils ont abandonné la navette, mais je pense que dès que SLS sera terminé ils vont y revenir ... Et le fait est qu'en soutenant des projets comme celui de l'USAF avec sa navette-drone : Ils maintiennent de la compétence pour en refaire une dès que leur changement de politique spatiale sera "purgée" car on sent clairement qu'ils ne veulent pas perdre la capacité qui allait bien même si au niveau sécurité la navette n'était pas satisfaisante mais ça c'est un autre problème : Ils auraient du en financer fin des 90's un successeur mais y a eu le 11/09 et l'obssession irakienne du clan Bush qui est passé par la et a asséché toute possibilité financière ... Enfin je m'égare

 

     _ Pétrolier en cuve-cale de vrac mixte transformable

 

     _ Missions australes & antarctique pour remplacer éventuellement dans l'avenir le Marion Dufrenes avec capacité de brise glace

 

 Bref un navire de fou ^^ bon je m'égare beaucoup, mais il n'y a que la spécificité des besoins qui ne peut justifier le nucléaire, au de la c'est courir derrière une chimère, le commerce mondiale n'en voudra jamais et ça fera rebelote comme la tentative japonaise dans le domaine qui a débouché sur un échec alors que le navire était Ok ...

[Karg se]

Pourquoi les navires civils a propulsion nucléaire ne sont-ils pas utilisé massivement ? Pourtant cela permetterait une sacré économie en carburant et beaucoup de pollution en moins.

 

Parce que la technologie nucléaire actuelle n'est pas assez safe et simple. On reverra ce type de navire quand la technologie des réacteurs à sels fondus sera diffusée et acceptée.

[ARPA]

Pourquoi les navires civils a propulsion nucléaire ne sont-ils pas utilisé massivement ? Pourtant cela permetterait une sacré économie en carburant et beaucoup de polution en moins.

 

Je pense surtout au gros navires tel que paquebot/pétrolier/porte conteneurs qui gagneraient peut etre a etre nucléariser.

Pour ce qui est de la pollution, il y a un petit vide juridique. Les navires polluent dans les eaux international donc ne font pas vraiment partis des statistiques. Je ne me souviens plus des chiffres exacts, mais je crois que les 200 navires les plus polluants émettent une part très significative des gaz à effet de serre.

Ensuite la production de navire nucléaire n'est pas à la portée de tous les industriels. En Europe occidental, seul DCNs a un peu d'expérience pour des navires de surface.

En plus du problème de la construction (et de l'entretien majeur comme les IPER) qui ne pourront pas être fait partout, il y a aussi le problème de la sécurité. On parle d'un navire qui sera à la fois une arme de destruction massive et une centrale nucléaire avec 7 (pour la France) à 20 ans (pour les US) de carburant. Pour des terroristes, des pirates ou même un pays "pauvre", le vol (ou la "réquisition") d'un tel navire serait très intéressant.

Ce problème de sécurité risque de limiter l'utilisation d'un navire nucléaire dans des zones sécurisées.

En plus les navires nucléaires coûteront cher même à quai. A moins de trouver le moyen de leur faire revendre de l'électricité, il faudra donc s'en servir le plus possible. Il faut donc éviter d'utiliser un navire nucléaire pour une utilisation seulement quelques mois par ans. La SNCM (trajet France-France dans nos eaux) ne fait donc clairement pas partie des clients pour des navires nucléaires (ou alors juste un qui sera complété par tout une flotte de navires conventionnels)

Et si le but est de relier 2 pays dont un pays "pétrolier" (comme les USA), il faut s'attendre à ce que le prix du pétrole soit beaucoup plus faible qu'en France.

[Voyageur]

Pour ce qui est de la pollution, il y a un petit vide juridique. Les navires polluent dans les eaux international donc ne font pas vraiment partis des statistiques. Je ne me souviens plus des chiffres exacts, mais je crois que les 200 navires les plus polluants émettent une part très significative des gaz à effet de serre.

La totalité de la marine marchande représente environ 5% des émissions de CO2 mais les 16 plus gros navires rejettent plus de particules fines que toutes les voitures du monde.

[true_cricket]

La totalité de la marine marchande représente environ 5% des émissions de CO2 mais les 16 plus gros navires rejettent plus de particules fines que toutes les voitures du monde.

 

Sachant que le transport maritime c'est environ 80% des tonnes-km du transport mondial, pour environ 50% de la valeur du commerce mondial.

[g4lly]

La totalité de la marine marchande représente environ 5% des émissions de CO2 mais les 16 plus gros navires rejettent plus de particules fines que toutes les voitures du monde.

 

comme il les rejette pas juste devant tes narine on s'en fout un peu. La pollution "lourde" c'est un affaire de proximité tu y es exposé parce que tu est proche de l'émetteur, typiquement les habitant des ville qui sont toujours a quelques dizaine de mettre des voie de circulation.

 

Une émission de particule a 100 bornes au large ... n'a d'influence que sur les mouettes.

[Rémi87]

Et les 2 temps qui propulsent les porte container type Emma Maersk sont à la fois les plus puissants et ceux qui disposent du meilleur rendement de conversion de l'énergie de tous les moteurs à pistons! Plus de 50% là où une voiture arrive péniblement à 30%... Ces moteurs sont donc globalement assez économiques en fait.

[Karg se]

 Plus de 50% là où une voiture arrive péniblement à 30%

 

Attention, ils sont surtout efficace parce ces navires navigues à 99% du temps à régime constant. Un moteur auto est optimisé pour une plage d'utilisation très large, il ne peut pas être aussi efficace. 

[g4lly]

Attention, ils sont surtout efficace parce ces navires navigues à 99% du temps à régime constant. Un moteur auto est optimisé pour une plage d'utilisation très large, il ne peut pas être aussi efficace. 

 

D'ou l'interet de transporter en bateau ou sur le rail.

[Deres]

Attention, ils sont surtout efficace parce ces navires navigues à 99% du temps à régime constant. Un moteur auto est optimisé pour une plage d'utilisation très large, il ne peut pas être aussi efficace. 

 

Oui d'ailleurs c'est en grande partie de là que provient l'économie de carburant des hybrides tel la Prius. Le système électronique maintient plus le moteur thermique dans sa plage d'utilisation optimale en utilisant plutôt le moteur électrique pour gérer les variations de demandes de puissance.

[Rémi87]

Attention, ils sont surtout efficace parce ces navires navigues à 99% du temps à régime constant. Un moteur auto est optimisé pour une plage d'utilisation très large, il ne peut pas être aussi efficace. 

C'est en partie vrai... mais en partie seulement! Si tu vas par là, un groupe électrogène pourrait avoir un rendement du même ordre, alors que c'est faux.

 

L'économie tient à mon sens dans la faible vitesse de rotation permettant une combustion plus complète, dans les systèmes de récupération d'énergie au niveau des gazs d'échappement notamment, dans la taille du moteur qui va faire que "les effets de bords" seront moindres par rapport à un petit, dans le cycle 2 temps optimisé à cette faible vitesse de rotation et évitant 2 temps non productifs du moteur 4 temps.

 

Maintenant cette optimisation ne me parait pas applicable à plus petite échelle, mais confirme le bien fondé du transport de masse comme le souligne G4lly.

[g4lly]

C'est en partie vrai... mais en partie seulement! Si tu vas par là, un groupe électrogène pourrait avoir un rendement du même ordre, alors que c'est faux.

 

L'économie tient à mon sens dans la faible vitesse de rotation permettant une combustion plus complète, dans les systèmes de récupération d'énergie au niveau des gazs d'échappement notamment, dans la taille du moteur qui va faire que "les effets de bords" seront moindres par rapport à un petit, dans le cycle 2 temps optimisé à cette faible vitesse de rotation et évitant 2 temps non productifs du moteur 4 temps.

 

Maintenant cette optimisation ne me parait pas applicable à plus petite échelle, mais confirme le bien fondé du transport de masse comme le souligne G4lly.

 

Les diesel lent ont la bonne idée de n'avoir pas de transmission ... du moins il sont branché directement a l'arbre d'hélice sans réducteur, hors c'est dans la transmission qu'on perd un bonne partie de la puissance moteur. Il y a aussi les frottement qui change avec la vitesse de mouvement des piece et le nombre de cycle, tu tourne doucement les piece vont moins vite moins souvent.

[alpacks]

   Je pense qu'on pourra commencer a causer de propulsions vraiment optimisées énergétiquement que le jour ou on s'attaquera aux derniers bastions des pertes thermiques que même les meilleures techniques de co-génération a production de vapeur a basse t° ne peut rien y faire ... Et ce en explorant le domaine de la récupération thermo-électrique piezo des thermo-couples ou il y a des pans entiers de progrès qui s'offrent a nous en possibilité a explorer ...

 

   Surtout quand les nanotechnologies et avancées physico-chimique nous offrent de nouvelles opportunités éventuelles dans l'avenir d'explorer la possibilité de faire des thermo-couples les + efficaces possibles a des échelles micro & nano dans les masses constituantes des corps chauffants dans un moteur et les autres éléments d'un navire, mais aussi les possibilités de pouvoir s'affranchir des métaux trop rares & couteux qui sont pourtant aujourd'hui les seuls connus pour faire du thermo-élec le + efficace possible ...

 

   Comme le cas par exemple du germanium dans les GTR spatiaux qui est acceptable pour un système de sonde spatiale valant des milliards (le cout s'y trouve noyé et relatif) pour produire quelques malheureux 400 a 200W (selon évolution thermique du système lié a la demi-vie de l'isotope combustible) couplé a un accu et des phases de mises en sommeil qui permettent + tard de travailler avec des consommations + importantes que ce qui est produit (l'accu se vide + vite qu'il n'est rechargé mais si ce ne sont que des phases de travail pas trop longues on s'en aperçoit même pas qu'on est en déficit de production d'énergie, les phases de sommeil ou de conso minimum a système actif comblant ce qui manque, ou comme dans le cas de Curiosity ou la lenteur des procédures techniques et scientifiques étant autant d'occasion de laisser le rover se recharger avant de pouvoir reprendre la route a conso supérieure a la production jusqu'au prochain spot prévu ou trouvé au hasard qui va en trainant en longueur dessus donner tellement d'occasion de charge ...) 

 

   Le problème de fond étant qu'a l'échelle d'un navire, hors de question d'utiliser un tel métal et puis l'échelle que j'ai évoqué nécessite une rupture technologique évidente, mais qu'on est probablement a l'aube de pouvoir bénéficier avec la multiplication des applications de nano-assemblages en labo et les découvertes potentielles avec plein de matériaux qu'on aurait pas imaginé qui pourraient dans certaines conditions devenir aussi optimum que du germanium pour réaliser des micro-thermocouples de puissances :

 

   Le jour ou on pourrait y parvenir, la je pense qu'on pourra commencer a causer d'ensembles propulsifs a "triple génération" (voir quadruple car il y a d'autres domaines a explorer encore il me semble dans les co-générations) optimisés jusqu'au trognon ou pas le moindre Joule serait perdu dans la mesure du possible (il y aurait toujours d'immanquables pertes)  couplé a des systèmes d'accus qui dès qu'ils sont plein prendraient le relais sur la motorisation thermique ou l'assisterait en pointe d'usage d'énergie ...

 

    A noter que thermique ou nucléaire : Les 2 sont concernés par les mêmes pertes au finale ou on ne va pas rechercher la récupération optimum ...

 

   Pour les véhicules électriques cela pourrait être une forte avancée bien que les systèmes ont besoin de fonctionner a haute t°, il y a toujours de l'excès a exploiter et des endroits ou cette chaleur n'est pas désirée ou perdu pour rien ...

[Caurs]

Je ne suis pas aussi optimiste, quelque soit la technologie utilisée l'efficacité dépend des lois de la thermodynamique qui sont les même pour tout le monde. Pour augmenter l'efficacité d'un système, il n'y a qu'une solution c'est augmente la densité énergétique de la source ; l'électricité est une forme énergétique dense (donc rendement élevé), pour du thermique il faire monté la température avec tous les problèmes que ca pose.

[true_cricket]

Il n'y a pas de frein réglementaires et législatifs  à la constructions de navires à propulsion nucléaire, c'est déjà quelque chose de notable lorsqu'on sait comme le droit est conservateur (normal, il est élaboré à postériori), et les lenteurs des processus de rédaction de nouvelles réglementations. C'est bien l'une des rare fois où la loi a précédé l'usage industriel.

En l’occurrence, c'est tout le chapitre VIII de la convention SOLAS (qui en contient douze) qui est dédié aux navires à propulsion nucléaire.