Pont composite réduit le tirant d'eau d'un navire fluvial de 45 %, boostant l'efficacité

SAERTEX a travaillé avec le chantier naval Neptun Werft pour construire une superstructure composite réduisant le poids de 45 % vs acier sur un navire de croisière fluvial. SOURCE : SAERTEX

Ce blog est une marge à mon article de fond de décembre 2019, « Lever les obstacles à l'allègement des navires avec composites ».

Le fournisseur de matériaux composites SAERTEX (Saerbeck, Allemagne) a commencé à travailler avec Neptun Werft (Rostock, Allemagne) en 2014, pour réduire le poids d'un navire de croisière fluvial de 110 m long, 11,4 m large, afin d'étendre la saison de croisière. « Le fleuve a une faible profondeur certains mois », explique Jörg Bünker, responsable R&D, service application pour produits SAERTEX LEO ignifuges (FR). « Pour réduire le tirant d'eau du navire de 1 cm, ils doivent économiser 11 tonnes de poids. Nous avons travaillé avec eux pour remplacer l'acier par composites dans tout ce qui est au-dessus de la ligne de flottaison. Notre but était de réduire le poids de 45 % et nous l'avons atteint. »

En plus de fournir les matériaux LEO — renforts tissu non-crimp (NCF) plus cœurs mousse FR et revêtements intumescents ou remplis d'aluminium trihydroxyde (voir « Résister au feu sans le poids ») — SAERTEX a aussi travaillé avec le chantier pour développer le design et faire des pièces de démonstration. « Nous avons choisi LEO avec un stratifié quasi-isotrope renforcé fibre de verre pour les peaux et une version FR modifiée de SAERfoam, qui a des connexions composites fibre de verre entre les peaux à travers cœur mousse polyisocyanurate », dit Bünker. « Ces connexions dans le SAERfoam permettent bonne résistance structurelle pendant l'incendie et bonnes propriétés résiduelles. En utilisant composites LEO, le constructeur n'a pas eu à utiliser isolation supplémentaire pour température et bruit comme avec l'acier. Cela fournit une énorme économie de poids. »

Il a fallu deux ans pour obtenir l'approbation design et construction de la Commission Centrale pour la Navigation du Rhin (CCNR, Strasbourg, France), qui gère les voies navigables intérieures en Europe. « Cette longue période était partly parce que les autorités ne se réunissent que deux fois par an », explique Bünker. « Après notre première proposition, on nous a demandé de collecter données et faire tests feu, que nous avons présentés à la réunion suivante. Les connexions étaient aussi un problème. Nous avons dû ajouter des coupe-feu dans les joints entre panneaux et prouver performance feu des joints composite-composite et composite-acier. »

La construction du mock-up a posé plus de défis. « Construire en usine composites n'est pas problème. Mais construire en environnement chantier naval est plus difficile. Pourtant, c'était crucial pour convaincre les autorités. Ils avaient besoin de voir la construction et marcher dessus une fois fini. » Il souligne que l'approbation obtenue était sur mesure, basée sur le design et tests spécifiques pour ce navire. Une fois approuvé, les composites ont été construits rapidement. La structure finale — appelée sundeck — a utilisé plus de 1 000 m² de panneaux composites infusés résine, joints par tablage et collage.

Bünker dit que le chantier s'intéresse maintenant à en faire plus. « Ils ont acquis beaucoup de connaissances et cela a ouvert leur esprit sur ce qui est possible. » Les deux entreprises ont divers autres projets en cours. SAERTEX est aussi fournisseur pour le projet national allemand AERONAUT, qui vise à réduire résistance au vent/optimiser flux d'air autour superstructures navires pour réduire consommation carburant et émissions gaz à effet de serre. « Pour cela, nous travaillons sur l'ajout d'un pare-brise/spoiler au roof d'un autre navire voie navigable intérieure », explique-t-il. « Les pièces sont plus petites vs le sundeck, mais les réglementations exigent le même travail pour montrer l'équivalence à l'acier pour ce nouveau design. C'est une des raisons pour lesquelles nous soutenons aussi les travaux dans FIBRESHIP et RAMSSES, qui cherchent à créer un processus d'approbation spécifique composites et voie rapide pour obtenir qualification beaucoup plus rapide. »