Pourquoi l’isolation des systèmes scrubbers est-elle importante dans les opérations maritimes ?
Les scrubbers, ou unités de nettoyage des gaz d’échappement sur les navires, jouent un rôle clé dans le respect des règles d’émission, mais sans une isolation adéquate, ils peuvent entraîner divers problèmes. Cet article explique pourquoi l’isolation est essentielle pour ces systèmes, en s’appuyant sur des recherches et des applications pratiques, et explique pourquoi les couvercles amovibles s’avèrent souvent être la meilleure option, en particulier sur les navires où l’espace et le poids sont limités.
Que font les scrubbers et pourquoi la réglementation les impose-t-elle ?
Les épurateurs éliminent les polluants tels que les oxydes de soufre (SOx) et les oxydes d’azote (NOx) des gaz d’échappement des moteurs. En vertu de l’annexe VI de la convention MARPOL de l’OMI, la règle 14 fixe la teneur maximale en soufre des combustibles à 0,5 % depuis 2020, et à 0,1 % dans certaines zones spécifiques. La règle 4 autorise les navires à utiliser des épurateurs au lieu de passer à des combustibles à faible teneur en soufre.
Des revues telles que Environmental Science & Technology montrent que les épurateurs permettent aux navires de fonctionner avec du fioul lourd (HFO) moins cher tout en réduisant les émissions. Une analyse du cycle de vie réalisée en 2025 a révélé qu’ils peuvent être plus performants que les carburants à faible teneur en soufre sur le plan environnemental pour les grands navires océaniques. Science of the Total Environment note que les épurateurs humides excellent dans l’élimination des SOx, mais nécessitent des conceptions robustes pour les gaz.
Des tests effectués à bord le confirment. Une étude publiée en 2020 dans le Journal of Marine Science and Engineering a testé un moteur à quatre temps fonctionnant au fioul à faible teneur en soufre (LSFO) et au HFO, en prélevant des échantillons d’échappement avant et après un épurateur. Le SO₂ a été éliminé efficacement, mais les particules en aval dépassaient celles provenant uniquement du LSFO. L’épurateur a réduit la masse des particules de 32 à 43 % par rapport au HFO, avec une diminution des HAP, du carbone noir, du carbone organique et du carbone élémentaire dans la plupart des cas, mais pas autant qu’avec le LSFO.
Les technologies telles que les épurateurs à électrolyse d’eau de mer offrent un potentiel supplémentaire. Un article japonais publié en 2006 a examiné un système à trois étages utilisant de l’eau de mer électrolysée, qui a permis de réduire de 73 % les NO grâce au chlorure de nitrosyle, et de réduire globalement de 14,3 % les NO et de 70 % les PM à un débit de 570 L/min.
Ces systèmes fonctionnent à des températures élevées (jusqu’à 400 °C à l’intérieur), ce qui rend l’isolation nécessaire pour contrôler la chaleur.
Les véritables raisons pour lesquelles l’isolation est nécessaire sur les épurateurs
L’isolation de la tour et des tuyaux du scrubbers répond à des questions de sécurité, de bon fonctionnement et de conformité.
L’isolation des scrubbers contribue à la sécurité
Sans isolation, les gaz d’échappement chauds font monter la température des surfaces extérieures au-dessus de 60 °C, ce qui présente un risque de brûlures ou d’incendie. L’OMI et des organismes tels que DNV ou ABS imposent des températures inférieures à 60 °C dans les zones réservées à l’équipage, conformément aux règles SOLAS. L’isolation contient cette chaleur, protégeant ainsi le personnel et les structures.
Dans les environnements confinés et vibrants des navires, l’absence d’isolation crée des contraintes d’expansion. Les avis de l’ABS soulignent l’importance du contrôle thermique pour éviter les points chauds qui compromettent la coque.
L’isolation des épurateurs augmente l’efficacité et réduit les coûts
Sans isolation, la chaleur s’échappe rapidement, ce qui réduit les performances des épurateurs. Une isolation efficace maintient les températures pour une capture optimale des polluants. L’étude de 2020 a indiqué une réduction des particules de 32 à 43 %, mais une chaleur stable améliore l’absorption. Le système d’électrolyse a atteint une réduction de 70 % des particules, où des températures constantes sont essentielles. Un article publié en 2022 dans le Journal of Marine Science and Engineering indique que les épurateurs isolés permettent d’économiser jusqu’à 3 % de carburant en préservant l’énergie, ce qui est important pour les longs voyages.
Gérer le bruit et l’usure grâce à l’isolation des épurateurs
Les épurateurs produisent du bruit provenant des flux et des pompes. L’isolation acoustique, comme le souligne un article publié en 2021 dans Applied Sciences, réduit les niveaux de bruit de 10 à 15 dB, améliorant ainsi les conditions de travail de l’équipage et respectant les normes de bruit de l’OMI.
L’absence d’isolation entraîne la condensation de l’air humide, provoquant de la corrosion, ce qui est particulièrement problématique dans les rénovations où l’espace est limité.
Pourquoi les couvertures isolantes amovibles sont-elles idéales pour les épurateurs ?
L’isolation rigide est difficile à mettre en place dans les environnements dynamiques des navires. Les revêtements amovibles, fabriqués sur mesure à partir de fibre de verre, de laine céramique ou de matériaux microporeux, souvent classés A-60 par l’OMI en matière de résistance au feu, constituent des alternatives flexibles et légères.
Légers et peu encombrants pour les navires
Le poids a une incidence sur la consommation de carburant, la stabilité et la cargaison. Ces revêtements pèsent entre 4 et 11 kg/m², contre 20 à 30 kg/m³ pour les isolants traditionnels recouverts d’une tôle métallique. Les matériaux d’isolation spécialisés permettent d’atteindre une épaisseur de 31 à 53 mm pour 250 à 400 °C, ce qui réduit la masse de 50 à 70 %. Idéales pour les rénovations, elles évitent les modifications majeures et s’installent en quelques jours.
Un article de 2020 Insulation Outlook souligne comment elles maximisent l’espace dans le carter du moteur, préservant ainsi la capacité de chargement. Pour les vraquiers ou les navires de croisière, cela signifie une meilleure économie et une réduction des émissions par kilomètre.
Entretien simple, économies réelles
Le velcro ou les sangles permettent un démontage rapide pour les inspections. Dans des conditions de vibration, la réutilisabilité évite de jeter les couches fixes. Les analyses de Firwin font état d’une économie de main-d’œuvre de 80 %, avec des revêtements d’une durée de vie de 10 à 15 ans.
Ils réduisent les pertes de chaleur de 90 %, préviennent la corrosion et offrent un retour sur investissement en 12 à 18 mois selon Mid-Mountain, voire plus rapidement dans le cas du transport maritime à forte consommation de carburant.
Meilleure sécurité et conformité aux règles
Des températures inférieures à 50 °C protègent les travailleurs des brûlures et offrent un lieu de travail plus sûr. Les tissus résistants au feu peuvent également gérer les fuites. Cela permet de rester en conformité avec l’OMI, évitant ainsi les amendes ou les interruptions.
L’intégration de matériaux d’isolation acoustique, par exemple PROMASOUND® TL dans les tours, réduit le bruit.
Applications pratiques et orientations futures
L’isolation des systèmes de chaudières similaires aux épurateurs a réduit les temps d’arrêt de 40 %. Des études sur le transport maritime menées par MarineLink décrivent des installations de 18 jours avec des tours isolées pour une mise en conformité rapide. Les chiffres d’émissions (32 à 43 % de particules dans les épurateurs standard, 70 % de PM dans l’électrolyse) indiquent une adoption croissante, soulignant l’importance de l’isolation.
L’OMI visant la neutralité carbone d’ici 2050, les épurateurs isolés s’intégreront aux hybrides à biocarburant. Pour l’installation ou la mise à niveau des systèmes d’épuration, les stratégies amovibles offrent des résultats optimaux.
Références :
Stathatou, P. M. ; Petrunia, I. ; Barenthin, T. ; Gotsis, G. ; Jeffrey, P. ; Fee, C. ; Bergeron, S. ; Tsezos, M. ; Triantafyllou, M. ; Gershenfeld, N. Épurateurs marins vs carburants à faible teneur en soufre : une évaluation complète du cycle de vie, du puits à la traînée, étayée par des mesures effectuées à bord d’un navire océanique. Environ. Sci. Technol. 2025, 59 (14), 7066-7080. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c10006.
Goltens Worldwide. (24 mars 2017). Étude de cas : installation d’un épurateur de gaz d’échappement en 18 jours. MarineLink. https://www.marinelink.com/news/scrubber-exhaust-install423515