Les grues sts de nouvelle génération offrent un modèle pour l’avenir

Les grues sts de nouvelle génération offrent un modèle pour l’avenir

Alors que le nombre de conteneurs transportés par les porte-conteneurs continue d’augmenter, les grues navire-terre (STS) ont besoin d’un changement radical pour faire face aux escales portuaires d’une taille moyenne de 10 000 EVP et au-delà. Un concept innovant de multi-chariots relève les défis du bord de quai en complétant les conceptions existantes dans une symbiose d’échelle.

La fin de l’évolution des grues STS se confirme quand on regarde les obstacles inhérents à la conception des porte-conteneurs. Les économies d’échelle nécessitent de placer de plus en plus de conteneurs à bord. A ce jour, les architectes navals ont rallongé le navire jusqu’à 400 mètres tout en limitant l’augmentation de la largeur de la poutre. Ils soulignent qu’il n’est pas conseillé de dépasser cette longueur dans la conception standard d’un porte-conteneurs car cela pourrait conduire à une rigidité en torsion insuffisante, laissant de côté la question de la maniabilité.

Prendre une autre voie en augmentant la largeur du faisceau se heurte directement à une autre limitation de la conception des grues navire-terre. Il est improbable de prolonger indéfiniment la flèche de la grue. De plus, les vitesses des chariots à câble aujourd’hui (250 m/min et plus) sont telles que leurs mécanismes de déplacement sollicitent fortement leurs câbles.

À mesure que le nombre de conteneurs transportés par les porte-conteneurs augmente, la taille de l’escale moyenne au port augmente jusqu’à 10 000 EVP par escale et plus. La pression pour décharger et charger ces énormes navires le plus rapidement possible est plus forte que jamais, mais il y a une limite au nombre de grues adjacentes pouvant desservir le navire. La productivité à quai n’a pas augmenté de manière significative malgré toutes les tentatives pour développer des chariots plus rapides pouvant transporter plus d’un conteneur par déplacement.

Dans l’ensemble, la quantité toujours croissante de conteneurs à transporter nécessite que les terminaux à conteneurs augmentent en taille, avec des quais plus longs pour recevoir les navires, occupant une plus grande partie du littoral disponible. Cela pose un problème environnemental important qui, accompagné d’autres facteurs tels que l’augmentation de la pollution atmosphérique et sonore et les embouteillages, devrait être traité en parallèle.

Le concept de grue multi-chariot STS

Avec le concept STS actuel, la plus grande contrainte de productivité est l’exploitation d’un seul côté du navire, avec toutes les conséquences potentielles décrites précédemment.

Le nouveau concept de grue STS à chariots multiples que nous proposons fonctionnerait des deux côtés du navire. Elle a été initiée par le désir de créer une combinaison idéale de grues à quai pour les nouveaux navires porte-conteneurs ultra-larges. Les objectifs de conception sont :

  • Pour augmenter considérablement les mouvements de couchette par rapport à la meilleure technologie STS disponible aujourd’hui
  • Réduire substantiellement le nombre de grues desservant le navire sans nuire à la productivité (flexibilité opérationnelle, taux d’utilisation maximal des équipements, coût d’investissement initial réduit, consommation d’énergie réduite et coût de maintenance réduit)
  • Pour améliorer la stabilité de la grue et réduire considérablement les charges de quai et les exigences de fondation (en particulier au bord de l’eau), ce qui réduit considérablement les coûts de la piste de la grue

Le nouveau concept de grue est conçu pour éliminer le goulot d’étranglement actuel du processus de déchargement et de chargement avec une conception de grue à portique à double poutre (Figure 1) qui peut desservir le navire des deux côtés et qui, pour la première fois, peut fonctionner simultanément sur deux baies de conteneurs. Le concept est prévu pour permettre l’installation de deux chariots par poutre, ce qui non seulement augmente considérablement la productivité, mais réduit également la course des chariots, réduisant ainsi le besoin actuel d’une vitesse de chariot élevée.

Le concept prévoit une couchette de bateau sous la forme d’une couchette en retrait. Cela permet à la grue d’être soutenue symétriquement le long de l’axe longitudinal du navire, réduisant ainsi la charge sur les fondations de la grue.

« Le nouveau concept de grue est conçu pour éliminer le goulot d’étranglement actuel du processus de déchargement et de chargement avec une conception de grue à portique à double poutre qui peut desservir le navire des deux côtés et qui, pour la première fois, peut fonctionner simultanément sur deux baies de conteneurs. En comparaison avec une grue STS traditionnelle, la nouvelle grue aurait des vitesses de levage similaires et une vitesse de chariot réduite de 125 m/min accélérant en 4 secondes, ce qui se traduit par environ 135 secondes par mouvement – pour un chariot. Ceci est multiplié par quatre chariots sur la grue, ce qui donne une production comparable de 106 mouvements par heure.

Le concept de grue à deux poutres parallèles peut s’adapter à l’espacement des baies des navires, surmontant ainsi la contrainte de la largeur de la grue. Le rendement de trois grues serait de plus de 7 600 mouvements par couchette en 24 heures, sans tenir compte de l’impact des multiples ascenseurs déjà utilisés avec les grues STS actuelles.

Le nouveau concept de grue est conçu pour offrir de nombreux avantages par rapport à la conception STS traditionnelle :

  • Vitesse de déplacement du chariot réduite sans perte de rendement (consommation d’énergie réduite, moins de temps d’arrêt et de coût de maintenance, moins de bruit)
  • Aucune restriction sur les charges de chariot combinées, performances exceptionnelles dans les situations de levage lourd
  • Il n’y a pas de joints de rail de chariot (moins d’entretien, moins de bruit) donc la structure en acier souffre moins de fatigue (durée de vie de la grue plus longue, moins de temps d’arrêt, coût de maintenance réduit)
  • Il existe des mesures d’amortissement, donnant le potentiel d’une durée de vie plus longue à la grue et à la piste de la grue
  • Meilleures performances aérodynamiques grâce à la forme et au blindage des poutres parallèles et à l’absence de haubans suspendant la flèche et la tourelle (coût de fondation réduit, corrosion réduite)
  • Utilisation de nouveaux matériaux pour aider à réduire la masse de la grue et la corrosion
  • Utilisation de la technologie de commande et d’automatisation à distance, bon contrôle et positionnement de la charge

Une plate-forme pour la poursuite de l’évolution STS

Le nouveau concept de grue n’est pas destiné à remplacer les grues STS actuelles, mais à les compléter dans une symbiose d’échelle. Tenter de faire évoluer davantage la conception actuelle des grues navire-terre ne résoudra probablement pas les problèmes de manutention auxquels l’industrie est confrontée (c’est également l’évaluation de Drewry, réf. 1). Ainsi, il est prudent d’évaluer une approche intégrée qui couvre la grue, le terminal et idéalement même le navire. Avec nos partenaires, nous progressons dans ces trois domaines.

Le nouveau concept fournit également une plate-forme pour une évolution future du STS. Ce point peut être illustré par la conception de la grue. Une variante du concept actuel a été créée en augmentant légèrement la distance entre les deux poutres et en créant un espace pour une troisième poutre s’étendant dans le plan médian des deux jambes. Une telle grue fonctionnerait sur 3 travées adjacentes.

L’introduction d’un tel troisième faisceau pourrait augmenter le rendement jusqu’à 50 % en plus du rendement du concept de grue à deux faisceaux. Concrètement, cela signifie que deux grues, au lieu des trois actuellement envisagées, pourraient desservir un navire avec un rendement identique.

Cela pourrait réduire considérablement le prix d’achat initial, sans parler d’autres réductions de coûts qui pourraient être appréciées grâce au concept de grue à trois poutres.

par : samy

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