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Marine Archives - STS France
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L’hydrogène et les capteurs de pressions (cas du bio-fouling)

L’hydrogène et les capteurs de pressions (cas du bio-fouling)

L’encrassement biologique (bio-fouling)

L‘encrassement biologique ou bio-fouling est l‘accumulation de micro-organismes, plantes, algues ou animaux sur des surfaces humides, des entrées d‘eau, des canalisations, des grilles, des bassins et bien sûr les instruments de mesure. Ces dispositifs peuvent alors être dégradés et donc ne plus remplir correctement leur fonction.

L’antifouling

L‘antifouling regroupe les procédés qui permettent de prévenir ou de retirer ces accumulations :

  

Les revêtements toxiques spécifiques qui tuent les organismes responsables du bio-fouling. Cependant ils sont dorénavant majoritairement interdits pour des raisons environnementales suite à l‘application d‘une directive européenne sur les matériaux biocides.

Les revêtements spécifiques non-toxiques qui préviennent l‘accumulation des micro-organismes. Ces revêtements sont basés sur des polymères organiques et jouent sur leur faible énergie de surface et capacité à avoir de très faibles frottements.

L‘antifouling à ultrasons. Des émetteurs d‘ultrasons sont montés dans et autour de la coque de navires de petite et de moyenne tailles. Ce système est particulièrement adapté pour lutter contre la prolifération des algues.

Le décapage par irradiation par laser pulsé. Cette technologie est efficace face aux moules zébrées qui sont assommées ou tuées le temps d‘une microseconde où l‘eau est traversée par une haute tension électrique.

L’antifouling par électrolyse :

Les micro-organismes ne survivent pas dans un environnement composé d‘ions cuivre.

Les ions cuivre permettent l’électrolyse au contact d’une anode cuivre.

Dans la plupart des cas, le revêtement de la cuve sert ou la coque servent de cathode.

Une anode de cuivre peut être installée dans la configuration afin pour provoque l‘électrolyse entre l’anode et la cathode.

L’électrolyse peut donc aussi atteindre l’instrumentation des cuves de ballast qui subit alors des dégâts collatéraux : de la corrosion et une différence de potentiel électrique entre les matériaux.

Les effets de l’électrolyse sur les capteurs piézorésistifs

L’électrolyse crée des anions d’hydrogène (H+).

Du fait de leur charge positive, les ions H+ vont vers la cathode (cuve de ballast ou coque) où est installé le capteur.

La partie du capteur en contact avec les ions est aussi la plus fine : la membrane de mesure. Les ions H+ arrivent alors à s’infiltrer dans la cellule de mesure.

En même temps, la cathode émet des électrons du fait de la différence de potentiel.

L’ion H+ se lie a un électron formant ainsi du dihydrogène (H2) qui s’accumule dans la cellule de mesure.

Si cette réaction dure un certain temps, la concentration de H2 augmente dans la chambre de mesure et celle-ci se gonfle. Ainsi le capteur subit une dérive et relaie des valeurs incorrectes.

 

Rapport d’analyse

Des capteurs de pression en acier inoxydable en service pendant 2 à 3 ans dans des cuves de ballasts de navires ont été analysés et les recherches ont donné les résultats suivants:

En pratique, la formation de dépôts sur l’acier inoxydable ne peut pas être évitée. La formation d’hydrogène et sa pénétration doivent être impérativement considérées. C’est pourquoi sous de telles conditions la membrane de mesure doit être faite d’un matériau plus résistant à la corrosion comme le titane.

Aussi, de la corrosion peut apparaitre sur toutes les parties métalliques du capteur et notamment dans les interstices laissées par des joints ou une soudure incomplète. Dès qu’une infiltration a lieu, seulement certains réactifs se diffusent dans l’interstice, ce qui crée une différence de potentiel. Cette dernière additionnée aux différences de concentration mènent à une corrosion électrochimique dans l’interstice par l’hydrogène ou à ses alentours immédiats par l’oxygène. Ainsi, la membrane se doit d’être soudée et non simplement vissée avec un joint torique.

Recommandations techniques

Grâce aux résultats de ces analyses, STS Sensor Technik Sirnach AG a designé des capteurs piézorésistifs sans élastomère dont la membrane et le boîtier sont en titane. Cela afin de vous proposer le meilleur rapport qualité-prix-durabilité (plus de 10 ans) pour vos applications maritimes et la mesure des niveaux d’eau de mer.

Plus d’informations sur le produit STS qui répond à ces problématiques : le PTM.MT/N/Ex

 

Les usages applicatifs des technologies de mesure de la pression dans l’industrie maritime

Les usages applicatifs des technologies de mesure de la pression dans l’industrie maritime

Les systèmes de détection jouent un rôle essentiel dans l’industrie maritime, en particulier dans les domaines de la construction navale. Ils permettent des mesures fiables et précises de nombreuses variables dans les réservoirs, telles que la pression et la température. Ces mesures servent à prévenir les éventuelles fuites de substances agressives, contrôler les systèmes de circulation de l’eau dans les navires, et garantir le bon déroulement des transports en haute mer.

Les capteurs employés dans le secteur maritime répondent à de nombreuses exigences strictes. Celles-ci incluent notamment des normes de robustesse des matériaux pour garantir une utilisation à long terme. L’électronique doit également offrir une durabilité accrue et être capable de résister aux conditions difficiles de la haute mer.

La surveillance des cargaisons sèches et liquides

La principale composante du fret maritime est le transport de marchandises en cargaisons sèches et liquides. Les cargaisons sèches correspondent au transport de marchandises en vrac (telles que les céréales et les aliments pour animaux) ou de marchandises au détail généralement stockées dans des conteneurs. Les cargaisons liquides nécessitent une surveillance plus attentive et rigoureuse que les cargaisons sèches, car elles peuvent inclure des substances extrêmement sensibles comme l’essence, le pétrole ou le gasoil. Les matériaux employés pour le transport des cargaisons liquides répondent à des normes strictes en matière de robustesse et de fiabilité, afin de prévenir tous risques de fuites de substances agressives qui pourraient avoir un impact dévastateur sur l’environnement. Par conséquent, les systèmes de détection sont également assujettis à des niveaux d’exigences très élevés.

Les réservoirs d’eau douce et d’eaux usées

À bord des cargos, l’eau douce (eau potable) est transportée dans des citernes spéciales ou obtenue à partir d’eau de mer grâce à un traitement de purification. Les systèmes de stockage qui permettent la collecte, le traitement et l’élimination des eaux usées sur les navires doivent également être surveillés à l’aide de dispositifs spécifiques. Étant donné que ces eaux usées sont souvent contaminées par des substances nocives, telles que des huiles ou des agents de nettoyage, leur traitement est soumis à des exigences supplémentaires. Les systèmes de réservoirs d’eau douce et d’eaux usées sont contrôlés et surveillés à l’aide de capteurs intégrés. Cette surveillance accrue permet de garantir un approvisionnement en eau optimal pendant les longs trajets en haute mer.

Les ballasts

Les ballasts sont des réservoirs d’eau de grande contenance qui servent à optimiser la navigation des navires. Ils permettent notamment de compenser la charge d’un cargo trop léger lorsque son tirant d’eau est insuffisant. Une fois remplis d’eau de mer, les ballasts peuvent également permettre de répartir le poids d’un navire chargé de marchandises. Étant donné que ces réservoirs sont remplis d’eau de mer, les matériaux et les capteurs doivent être robustes et résistants à la corrosion. Une attention particulière est portée à la fiabilité et à la durabilité des capteurs, car ils sont pratiquement inaccessibles pendant la navigation et doivent ainsi fonctionner parfaitement sans maintenance ni inspection.

Image 1: Options d’installation des dispositifs de mesure des niveaux

Les critères spéciaux des systèmes de détection

Au cours des dernières années, l’industrie de la construction navale a connu un flot continu d’innovations décisives auxquelles les systèmes de détection doivent s’adapter en conséquence. Par exemple, la durabilité de l’acier inoxydable était il y a 15 ans une préoccupation majeure. Aujourd’hui, il est reconnu que l’acier inoxydable se corrode au contact de l’eau salée lorsque les températures sont supérieures à 21 degrés Celsius. De nos jours, le titane remplace l’acier inoxydable. STS a été l’une des premières entreprises à utiliser du titane dans ses systèmes de détection. Ce matériau extrêmement stable et robuste peut résister aux conditions les plus difficiles. Le titane est désormais utilisé en standard dans une large gamme de transmetteurs de pression et de sondes immergeables.

Les critères technologiques de l’industrie maritime changent à mesure des progrès et évolutions du secteur. Ce qui était considéré comme standard il y a peu de temps peut être obsolète aujourd’hui. Pour répondre aux exigences croissantes du secteur maritime, STS s’efforce de perfectionner continuellement ses technologies de détection afin d’offrir une fiabilité et une précision sans faille. Les efforts et la flexibilité de STS se matérialisent par une fiabilité technologique supérieure au facteur d’erreur humain.

Notre collaboration avec AE Sensors

STS travaille en étroite collaboration avec la société familiale néerlandaise AE Sensors depuis plus de 27 ans. Ensemble, nous fournissons les systèmes de détection des principaux acteurs du secteur de la construction navale. Grâce à notre expertise et à nos solutions flexibles, nos clients enregistrent des facteurs de croissance rapides et conséquents. En ce moment même, des navires ultramodernes sont construits dans les chantiers navals du monde entier avec les solutions sur mesure de STS, telles que les sondes immergeables et les transmetteurs de pression. En outre, nos capteurs en titane ATM/N et ATM.1ST/N équipés de câbles en téflon sont désormais déployés en standard.

Grâce au système de montage modulaire de nos capteurs, l’installation peut répondre à de multiples exigences. Différents types de mesures peuvent également être mis en œuvre, tels que des mesures de pression relative ou absolue. La grande flexibilité de STS et de notre partenaire AE Sensors, associée à la qualité sans faille de nos technologies de détection, font la satisfaction de nos clients depuis de nombreuses années.

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