Les alimentations électriques marines fournissent une alimentation électrique régulée aux navires, aux installations offshore et aux systèmes sous-marins, en convertissant et en stabilisant l'énergie provenant des batteries, des générateurs et des raccordements à terre. Les solutions disponibles comprennent des alimentations CA-CC, des convertisseurs CC-CC, des modules à isolation galvanique, des architectures redondantes et des alimentations sous-marines résistantes à la pression.
Cette page présente des fournisseurs d’alimentations électriques marines destinées à la recherche océanographique, aux levés hydrographiques, à la surveillance de l’environnement marin, à la navigation, aux communications et aux systèmes sans pilote.
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Alimentations électriques et convertisseurs robustes pour les systèmes maritimes et navals
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Les alimentations électriques marines fournissent une alimentation électrique régulée aux équipements embarqués à bord des navires, des installations offshore et des systèmes sous-marins. Elles convertissent et stabilisent l’énergie provenant de sources telles que les batteries, les générateurs et les raccordements à quai, fournissant ainsi la tension et l’intensité requises par l’électronique marine, les équipements de navigation, les systèmes de communication et les instruments scientifiques.
NRA301 d’Aegis Power Systems
Les configurations disponibles comprennent des alimentations courant alternatif-courant continu (CA-CC), des convertisseurs CC-CC, des régulateurs à découpage et linéaires, des modules d’alimentation redondants et des alimentations sous-marines. Ces solutions sont destinées aux navires de recherche, aux navires de surface sans équipage (USV), aux véhicules télécommandés (ROV) et aux plateformes de surveillance autonomes. Leur conception tient compte du rendement de conversion, de la stabilité de tension, de la compatibilité électromagnétique (CEM), de la protection de l’environnement et de la fiabilité dans des conditions maritimes exigeantes.
Les alimentations marines convertissent l’énergie électrique entrante en tension et en courant requis par les charges connectées. Les unités CA-CC redressent et régulent le courant alternatif, tandis que les modèles CC-CC utilisent des méthodes de commutation ou d’autres techniques de régulation pour ajuster les tensions continues existantes. Selon l’architecture, ces étages de conversion fonctionnent en association avec des filtres, des circuits de rétroaction et des composants de protection afin de maintenir des sorties électriques adaptées.
Les alimentations régulées utilisent un contrôle par rétroaction pour surveiller et ajuster la tension de sortie à mesure que les conditions d’entrée ou les charges électriques varient. Ceci est particulièrement important pour les composants électroniques sensibles, les instruments de navigation, les équipements de communication et les capteurs maritimes qui nécessitent des tensions de fonctionnement constantes.
Les circuits de conditionnement de l’alimentation contribuent à réduire les perturbations électriques indésirables telles que les fluctuations de tension, l’ondulation de commutation et les interférences conduites. Le filtrage en entrée et en sortie, associé à une régulation à faible bruit lorsque cela est nécessaire, peut aider à limiter le bruit électrique affectant les capteurs acoustiques, les instruments scientifiques et les systèmes d’acquisition de données.
Les alimentations à isolation galvanique séparent électriquement les circuits d’entrée et de sortie, généralement à l’aide de transformateurs ou d’étages de conversion isolés, ce qui contribue à limiter les courants de terre indésirables et la propagation de certains défauts électriques. Associée à des dispositifs de mise à la terre et de liaison appropriés, l’isolation peut également contribuer à gérer les chemins de courant indésirables associés aux risques de corrosion galvanique.
Les alimentations marines fournissent des sorties régulées aux appareils embarqués tout en fonctionnant en association avec des équipements de distribution d’énergie dédiés. Les alimentations à sorties multiples peuvent répondre aux différentes exigences de tension des capteurs, processeurs, systèmes de communication, composants électroniques de commande et autres charges connectées.
Les alimentations électriques avancées peuvent intégrer des fonctions de surveillance de la tension et du courant, de détection des défauts et des circuits de protection, notamment contre les surtensions, les surintensités, les courts-circuits et les surchauffes. Le diagnostic à distance et la notification des défauts peuvent également faciliter la gestion des installations marines sans surveillance et des systèmes autonomes où l’accès direct est limité.
Les alimentations marines sont disponibles dans différentes architectures et configurations électriques afin de s’adapter à des sources d’entrée, des exigences de charge et des environnements d’installation spécifiques. Ces catégories peuvent se recouper, une même alimentation pouvant combiner plusieurs des technologies énumérées ci-dessous.
Les alimentations marines sur mesure peuvent combiner plusieurs de ces technologies afin de répondre à des exigences spécifiques en matière d’électricité, d’environnement, de mécanique et de redondance.
Les navires de recherche utilisent des alimentations régulées pour les instruments de mesure de la conductivité, de la température et de la profondeur (CTD), les équipements d’échantillonnage de l’eau, les capteurs acoustiques et les systèmes d’acquisition de données. Des sorties électriques stables et à faible bruit permettent de minimiser les interférences de mesure et d’assurer le fonctionnement continu des instruments lors de campagnes d’étude prolongées.
Les navires hydrographiques et les plateformes d’étude autonomes ont besoin d’une alimentation électrique pour les échosondeurs multifaisceaux, les sonars à balayage latéral, les systèmes de positionnement et les ordinateurs de campagne. Les alimentations électriques doivent répondre aux exigences de tension spécifiques à chaque équipement tout en minimisant le bruit électrique conduit susceptible d’affecter les mesures acoustiques et d’autres composants électroniques sensibles.
Les alimentations électriques offshore alimentent les équipements de surveillance, d’inspection et de contrôle utilisés autour des installations pétrolières et gazières, des infrastructures sous-marines et des installations d’énergie renouvelable en mer. Les blocs d’alimentation marins industriels et embarqués peuvent nécessiter une résistance accrue à la corrosion, une protection contre les aléas environnementaux et une compatibilité avec les réseaux de distribution électrique existants.
Les systèmes de surveillance marine utilisent une alimentation électrique régulée pour les capteurs de qualité de l’eau, les récepteurs acoustiques, les enregistreurs de données environnementales et les équipements de communication. Une conversion à faible consommation, un fonctionnement en veille efficace et une large tolérance de tension d’entrée sont particulièrement précieux pour les systèmes alimentés par batterie déployés pendant de longues périodes.
Les alimentations électriques embarquées fournissent des sorties régulées pour les écrans de navigation, les équipements de communication par satellite, les systèmes électroniques de radar, les émetteurs-récepteurs du système d’identification automatique (AIS) et les systèmes informatiques embarqués. Les alimentations électriques navales peuvent en outre nécessiter une qualification spécifique à la plate-forme en matière de CEM, de chocs, de vibrations, de perturbations électriques et d’autres conditions environnementales.
Une alimentation électrique de ROV fournit l’énergie nécessaire au fonctionnement des composants électroniques de commande, des caméras, des éclairages, des capteurs et d’autres équipements sous-marins. En fonction de l’architecture du véhicule, la conversion peut s’effectuer en surface, à bord du véhicule, ou aux deux endroits, l’énergie électrique étant transmise par le câble de liaison le cas échéant. La conception des alimentations électriques submersibles doit également tenir compte de la pression, de l’étanchéité, de l’isolation, de la résistance à la corrosion et de la dissipation thermique.
Les bouées marines, les observatoires des fonds marins et les stations de capteurs à distance utilisent des alimentations compactes et efficaces pour faire fonctionner les systèmes d’instrumentation et de communication. Les installations alimentées par batterie et par énergies renouvelables bénéficient d’une faible consommation en veille et d’un fonctionnement fiable malgré les variations de tension d’entrée, tandis que les systèmes d’alimentation marins portables peuvent prendre en charge des équipements de surveillance temporaires et des déploiements sur le terrain.
Les alimentations électriques marines fonctionnent aux côtés de plusieurs dispositifs électriques connexes, bien que leurs fonctions et leurs rôles au niveau du système diffèrent. Certains équipements peuvent également intégrer des circuits d’alimentation régulée ou des convertisseurs dans le cadre d’un système plus vaste.
Ces composants peuvent faire partie de systèmes électriques plus vastes à bord de navires ou en mer, les alimentations fournissant des sorties régulées aux équipements connectés tandis que les convertisseurs, chargeurs, transformateurs, systèmes UPS et PDU remplissent leurs fonctions respectives de gestion de l’énergie.
Les équipements électriques maritimes peuvent être soumis à des normes internationales, à des exigences de classification et à des essais spécifiques à leur application, en fonction de leur utilisation prévue et de leur environnement d’installation. Les normes pertinentes de la Commission électrotechnique internationale (CEI) comprennent :
Les exigences applicables dépendent de l’installation prévue de l’équipement, de son environnement d’exploitation et des obligations de certification. Les exigences des sociétés de classification maritime peuvent également s’appliquer aux équipements installés sur des navires classés, la conformité étant déterminée par le produit spécifique, le champ d’application de l’homologation et les exigences du projet.
Les progrès réalisés dans les domaines de la technologie des semi-conducteurs, du conditionnement, de la gestion de l’énergie et de l’électronique sous-marine permettent de développer des systèmes électriques maritimes plus compacts, plus efficaces et plus fiables.
Ces avancées permettent de prolonger la durée des déploiements, de réduire les besoins en maintenance, d’améliorer la surveillance et d’assurer une plus grande fiabilité de l’alimentation électrique dans des environnements marins éloignés et exigeants.
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