Navire frigorifique
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Le Salica Frigo de 7000 tjb en opérations d'accostage
Le Salica Frigo de 7000 tjb en opérations d'accostage
Le navire congélateur Yupiter russe de 2000 tonnes
Le navire congélateur Yupiter russe de 2000 tonnes

Un navire frigorifique est un navire cargo transportant des produits périssables et exigeant une certaine réfrigération durant leur transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...), comme les fruits ou la viande. Ils incluent de nombreux systèmes de réfrigération et sont souvent rapides.

On les appelle également reefers, contraction de l'anglais refrigerated ships ou refrigerator ships, ou encore polythermes quand ils peuvent transporter des produits à différentes températures.

Histoire

XIXe siècle : les pionniers

Si certains navires cargos transportaient des denrées périssables dès le XIXe siècle, leur acheminement à bon port était cependant limité par l'absence de réfrigération : les navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de s'appliquer les règlements techniques de sécurité de navigation...) disposaient de longs ponts intermédiaires largement ventilés, et circulaient principalement dans des zones tempérées. Le premier navire doté d'un système de réfrigération embarqué est vraisemblablement le Frigorifique[1], un ancien " feeder " de 650 tjb appelé Eboe appartenant à Elder Dempster Lines en service en Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface...) de l'Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).). Doté de trois systèmes de réfrigération fonctionnant à l'éther méthylique et conçus par Charles Tellier, il est rebaptisé et transporte en 1876 un chargement (Le mot chargement peut désigner l'action de charger ou son résultat :) de viande d'Argentine en France ; le premier navire frigorifique (Un navire frigorifique est un navire cargo transportant des produits périssables et exigeant une certaine réfrigération durant leur transport, comme les fruits ou la viande....) est né.

Ce voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est considérablement développé et...) n'est cependant pas assez satisfaisant ; c'est le navire Paraguay, doté de meilleurs équipements réalisés en collaboration avec l'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre de produits, de systèmes ou...) Ferdinand Carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est à la...), qui transporte l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) suivante l'année suivante 150 tonnes de viande avec succès pendant 50 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...). Les ingénieurs écossais Henry et John Bell (Bell Aircraft Corporation est un constructeur aéronautique américain fondé le 10 juillet 1935. Après avoir construit des avions de combat durant la Seconde Guerre mondiale, mais aussi le premier avion...) et l'anglais Joseph Coleman développent de leur côté la machine Bell-Coleman peu après, qui est installée sur le liner (Un liner est un grand navire à passagers ou paquebot. Le plus souvent, il s'agit d'un navire motorisé réalisant de longs voyages sur les océans. Le...) Circassia. Celui-ci transporte un chargement de bœuf des États-Unis en Grande-Bretagne (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de l'Europe continentale. Elle représente la majorité du territoire du Royaume-Uni. En son acception politique, ce...) en 1879, suivi peu après du cargo Strathleven transportant du beurre (Les Beurré sont un groupe de variétés de poires à chair fondante, comprenant entre autres les variétés suivantes.) et de la viande d'Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie...) en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du...) avec le même genre de machine ; elle sera aussi reprise sur le voilier (Un voilier (ou bateau à voiles, navire à voiles) est un bateau ou navire propulsé par la force du vent. Historiquement, les voiliers ont été le premier moyen de transport à moyenne et longue...) Dunedin pour le premier transport de viande congelée en 1882 depuis la Nouvelle-Zélande (La Nouvelle-Zélande est un pays de l'Océanie, au Sud-Ouest de l'océan Pacifique, constitué de deux îles principales (l'île du Nord et...). Pu après, c'est le navire Orient (le plus grand navire au monde (Le mot monde peut désigner :) à l'époque après le Great Eastern qui est doté d'une telle machine, renommée " machine Haslam " d'après Alfred Haslam, qui a racheté les brevets[1].

La réfrigération au CO2, développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à...) en 1890 par Franz Windhausen, est installée sur le Highland Chief de la Nelson Line. À la fin du siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération...), plus de 350 navires dotés de systèmes de réfrigération sont en opération dans le monde ; 37 % utilisent des machines à air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...), 37 % des compresseurs à ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à...) et 25 % des compresseurs à CO2. Les principales routes partent de l'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique par l'océan...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) et en particulier de l'Argentine, ainsi que de l'Australie et la Nouvelle-Zélande, vers l'Europe et en particulier le Royaume-Uni, et la viande reste la principale marchandise (Une marchandise est un produit de l'activité humaine, direct ou indirect, essentiellement déterminé à être un support à la forme d'échange qu'on nomme achat (ou corrélativement, vente).)[1].

XXe siècle : l'expansion

Les premiers bananiers apparaissent en 1901, le Port Morant de 2 831 tjb étant le premier d'une série de trois navires commandés par Elder Dempster. Les machines à CO2 permettent non seulement d'abaisser la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...) mais aussi de la contrôler plus finement, ce qui est essentiel aux bananes. Au début du XXe siècle commence ainsi une ruée vers les fruits exotiques : 460 navires disposent d'un système de réfrigération fin 1902, d'après la Lloyd's, dont une grande partie sous pavillon britannique, opérant surtout au sein de l'empire britannique. Les compagnies des années 1920 et 30 sont la New Zealand Shipping Company, Shaw Savill & Albion et la Blue Star Line. Celle-ci installe les premiers systèmes de réfrigération sur des navires à passagers.

Pendant la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps....) Guerre mondiale, les navires frigorifiques sont recherchés en raison de leur grande vitesse (On distingue :) par rapport aux autres cargos, leur permettant d'amener des ravitaillements et des munitions plus rapidement. Mais ils s'enflamment aussi plus facilement en raison de leur isolation en liège et des parois en bois : après la guerre, l'isolation est remplacée par de la laine de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est...) et les parois par de l'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.). Le commerce reprend, les navires s'agrandissent (passant de 150 à 250 000 pieds cubes) et deviennent plus rapides (de 15 à 18 nœuds en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun...) au début des années 1950)[1].

L'âge d'or et le déclin

Les années 1950 et 60 marquent " l'âge d'or " des navires frigorifiques, alors que le commerce des fruits exotiques et de la viande continue de se développer, notamment entre les Amériques. Peints en blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne...) pour réfléchir la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) et donc la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !)[2], aux lignes élancées dédiées à la vitesse, ils sont régulièrement décrits comme " les navires de commerce les plus rapides et les plus gracieux qui existent "[1] et deviennent une référence en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) d'esthétique pour les architectes navals[3]. Leur grande vitesse les rend attrayants pour le transport de passagers, et ce sont souvent les plus luxueux des cargos emportant des passagers.

Avec les années 1970 commence l'arrivée des porte-conteneurs () et des conteneurs réfrigérés, dont les avantages en termes de manutention et de transport multimodal ont entrainé la suprématie actuelle. Le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de navires frigorifiques a atteint son apogée (Un apogée (du grec apogeios : loin de la terre ; apo : loin + gê : Terre), dans les domaines de l'astronomie et de l'astronautique, est le point extrême de l'orbite elliptique...) au début des années 1990, et depuis seuls quelques reefers " purs " sont construits chaque année, alors que les porte-conteneurs (tant réfrigérés que polyvalents) prennent leur place.

Leur taille continue à augmenter jusqu'au Ivar Reefer (actuellement Ivar Lauritzen, avec trois sister-ships Ditlev Lauritzen, Jorgen Lauritzen et Knud Lauritzen) de 1990, construit pour Lauritzen Reefers, avec une capacité de plus de 758 700 pieds cubes. S'il reste le plus grand navire réfrigéré " pur ", il a été surpassé par les porte-conteneurs et notamment par le Dole Chile de Dole Fresh Fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La paroi de l'ovaire forme le péricarpe du...) International, pouvant transporter 2 000 EVP soit une capacité de deux millions de pieds cubes de volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) utile ; il est le navire avec la plus grande capacité frigorifique en opération[1].

Utilisation actuelle

Types de navires

Vue de la passerelle d'un reefer dans le canal de Suez, derrière un porte-conteneurs
Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de la passerelle d'un reefer dans le canal de Suez, derrière un porte-conteneurs

De nos jours, on distingue trois grands types de navires réfrigérés :

  • Les porte-conteneurs réfrigérés, ne transportant que des conteneurs sur le pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette séparation. Le...) et dans les cales, tous dotés d'un moyen de réfrigération.
  • Les transporteurs de jus de fruit, qui sont essentiellement des navires-citernes pouvant conserver une certaine température dans leurs cuves.
  • Les navires frigorifiques " classiques " : s'ils ne sont pas les plus grands, ils représentent l'essentiel du tonnage des navires frigorifiques. À l'intérieur de cette catégorie, on distingue encore trois groupes selon le mode de chargement ou la température :
    • Chargement dans de grandes cales à la manière des vraquiers.
    • Congélateurs : pour le transport de poisson (Dans la classification classique, les poissons sont des animaux vertébrés aquatiques à branchies, pourvus de nageoires et dont le corps est le plus souvent couvert d'écailles. On les trouve abondamment...) et autres denrées congelées
    • Chargement par palettes : dans ce cas, le navire est arrangé pour recevoir des denrées amenées sur palettes, quelquefois par l'intermédiaire de portes latérales.

Les porte-conteneurs réfrigérés sont assez récents, construits depuis la fin des années 1990. Ils reprennent l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) des porte-conteneurs de taille moyenne, avec l'ajout de prises de courants pour brancher le système de réfrigération. Leur capacité varie entre 700 et 2000 EVP. Les transporteurs de jus de fruit ont été construits depuis les années 1980, mais très peu ont été construits à ce jour ; leur capacité va de 280 à 440 000 pieds cubes.

Répartition de la flotte mondiale
Type de navire Pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent ») est en réalité la sténographie pour la fraction 45/100 dont l'écriture...) de la capacité mondiale
1990 2000
Congélateurs 40% 23%
Porte-conteneurs réfrigérés 3% 5%
Transporteurs de palettes 23% 61%
Transporteurs en vrac (Le vrac (du néerlandais wrac : mal salé, mauvais) désigne des marchandises qui ne sont pas emballées ou arrimées.) 33% 8%
Autres (dont transporteurs de jus) 1% 3%
Nombre total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une...) de navires 1237 1178
Nombre de navires frigorifiques selon leur pavillon[4]
Pour les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui...) armant plus de 5 navires
Pays Navires Pays Navires
Panama 299 Royaume-Uni 17
Bahamas (Les Bahamas, ou le Commonwealth des Bahamas pour les usages officiels, sont un pays anglophone, qui bien que situé largement au nord de la Mer des Caraïbes, est parfois considéré comme faisant partie de l'Espace...) 114 Chypre (Chypre (grec Κύπρος ; turc Kıbrıs) est une île située dans le Bassin Levantin qui constitue la partie la plus orientale de la mer...) 15
Libéria 76 Philippines (La République des Philippines est un pays constituée d'un archipel de 7 107 îles dont onze d'entre elles totalisent plus de 90 % des terres et un...) 15
Russie 54 Lituanie 14
Malte 43 Bermudes (Les Bermudes sont un archipel d'Amérique du Nord, Territoire britannique d'outre-mer.) 13
Saint-Vincent 38 Antigua-et-Barbuda 12
Thaïlande 32 Belize 12
Chine 30 Ukraine 11
Antilles (Les Antilles sont un vaste archipel situé dans la mer des Caraïbes. L'archipel forme un arc de cercle de 3 500 km de long, s'étendant depuis Cuba jusqu'au large du...) néerlandaises 28 Singapour 10
Îles Caïman 23 Norvège 9
Cambodge 19 Honduras 8
Pays-Bas 19 Danemark 7
Corée du Sud 17 Taïwan (Taïwan ou Taiwan (en sinogrammes traditionnels 臺灣 et plus souvent en sinogrammes traditionnels 台灣 ; en sinogrammes simplifiés 台湾 ; en pinyin Táiwān) est...) 7


Entre 1 100 et 1 200 navires frigorifiques sont en opération actuellement, dont 900 reefers " purs ", 200 congélateurs et 15 reefers palettes. En 2000, la flotte était relativement jeune, avec 45 % des navires ayant moins de 15 ans et 66 % ayant moins de 20 ans ; cependant, avec environ 15 unités construites chaque année, la flotte va probablement vieillir. Les reefers " classiques " étaient répartis à peu près équitablement entre 100 et 500 000 pieds cubes, avec environ 160 navires de plus de 500 000 pieds cubes. À ces chiffres peuvent être ajoutés les cargos polyvalents dotés de moyens de réfrigération : prises de courants pour conteneurs, voire une des cales entièrement réfrigérée.

En 1999, la flotte mondiale des navires réfrigérés totalisait 7 millions de tonnes de jauge ( En tant qu'instrument de mesure : Une jauge est un instrument de mesure. On trouve par exemple : La jauge de contrainte, traduisant un effort mécanique en résistance électrique, La jauge Hibernia et la jauge Owen, pour...) brute, une baisse de 2,3 % par rapport à l'année précédente[5]. En termes de capacité, la flotte actuelle a une capacité de l'ordre de 310 millions de pieds cubes, contre 390 en 1994. 80 % du tonnage était immatriculé sous un pavillon de complaisance (Le pavillon d'un navire désigne le pays dans lequel celui-ci est immatriculé.) (la plus forte proportion par rapports aux autres types de navires de commerce), et 12 % dans les pays de l'OCDE.

Routes employées, cargaisons transportées

Les navires frigorifiques sont employés à la fois en tramping (par exemple pour des fruits saisonniers) et sur des routes régulières (par exemple, les bananes entre l'Amérique Centrale et l'Europe). La plupart des routes de ces navires sont " à sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une...) unique " dans le sens où le trajet retour se fait sur ballast ( Le ballast est le lit de gravier qui supporte une voie de chemin de fer. Les ballasts sont des réservoirs sur les bateaux permettant de changer l'immersion ou...), sans marchandises. Parfois, un trajet supplémentaire avec un chargement mixte (réfrigéré et non réfrigéré) peut être effectué pour optimiser le rendement : il peut y avoir des conteneurs non réfrigérés, des palettes de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est majoritairement formé d'un composé...) ou de grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de précipitations. Il se produit...), des voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est...) sur le pont, etc.

Les produits transportés sont typiquement des produits exotiques introuvables dans les pays tempérés ; des produits en décalage de saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe...) provenant d'autres zones tempérées ; la viande venant de pays spécialisés dans l'élevage ; les produits de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) venant de pays voisins ; et différents produits agricoles vers les pays déficients (Russie, Japon, Arabie saoudite...).

Les chargements des navires frigorifiques peuvent être répartis en deux grands groupes :

  • Chargements " vivants ", transportés à une température supérieure au point (Graphie) de congélation (On appelle congélation toutes technique visant à faire passer un produit à l'état solide par des techniques de refroidissement forcé. On parle de congélation principalement pour l'eau et les produits...), par exemple les fruits.
  • Chargements " morts ", transportés à une température inférieure au point de congélation, comme pour la viande, le beurre, le poisson.

Dans tous les cas, la température de stockage est une donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.) fondamentale ; ainsi, pour les bananes, un écart d'un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) peut entraîner un vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un...) prématuré du lot entier. Le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) ci-dessous indique les principales routes suivant le chargement emporté, ainsi que les températures de stockage.

Routes typiques des navires réfrigérés
Chargement Provenances Destinations Température
Bananes Équateur, Venezuela, Caraïbes États-Unis, Japon, Europe de l'Ouest 13,3 °C
Agrumes Afrique du Sud, Maghreb, pays méditerranéens, États-Unis, Nouvelle-Zélande Europe de l'Ouest, Japon, Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface totale terrestre ou 29,4 % des terres émergées) et le...) du sud, Russie 4,5 à 9 °C
Pommes, poires Argentine, États-Unis, Australie, Méditerranée, Afrique du Sud, Nouvelle-Zélande Europe de l'Ouest, Asie du Sud-Est (Le sud-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et est. Le sud-est est opposé au nord-ouest.) 0 à 2 °C
Viande Argentine, Uruguay, Australie, Nouvelle-Zélande Europe de l'Ouest, États-Unis, Japon < -20 °C
Poisson Pêche en mer Pays variés < -18 °C
Jus d'orange concentré Brésil États-Unis, Europe de l'Ouest 12 °C

Les produits les plus transportés sont les bananes, représentant 43 % du transport réfrigéré en 2005 (le pourcentage s'exprime par rapport au nombre de tonnes km) ; suivent le poisson (21 %), les agrumes (11 %), la viande et les produits tempérés (10 % chacun). Les produits exotiques ou les laitages représentent moins de 2 % du transport[6]. En terme de prix, les agrumes viennent en premier, devant les bananes. Le commerce de bananes représentait 15,9 Mt en 2004, dont 10,3 Mt de l'Amérique latine[7].

Armateurs, affréteurs, constructeurs

L'armement néerlandais Seatrade est un des plus grands noms dans le domaine des navires frigorifiques, avec 150 navires dont de nombreux de plus de 500 000 pieds cubes, pour un total de 55 millions de pieds cubes (30 % de la flotte mondiale). Juste après vient l'association entre le danois Lauritzen et le japonais NYK sous le nom NYKLauritzenCool, exploitant 60 navires pour 13 % de la flotte mondiale. Suivent Alpha Reefer Transport (9 %), Eastwind (7 %), Star Reefers (42 navires, 21 millions de pieds cubes, 7 %) et Green Reefers (42 navires, 6 %)[6].

On peut également noter United Reefers, pool britannique réunissant notamment Vroon, Sun (Sun Microsystems (NASDAQ : SUNW) est un constructeur d'ordinateurs et un éditeur de logiciels américain.) Group ou Perseverance Marine qui affrète 35 unités ; l'allemand MPC (Münchmeyer Petersen Steamship) qui exploite une trentaine de navires, et Baltic Reefers avec 21 navires. Il existe aussi Atlanship qui gère quatre navires transporteurs de jus d'orange depuis le Brésil.

Avec seulement 15 unités en commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) en 2005 (soit 2,34 millions de pieds cubes)[6], il ne reste plus beaucoup de chantiers ayant les compétences nécessaires ; le japonais Shikoku Yard (Le yard (symbole: yd) est une unité de longueur du système d'unités de quelques pays dont, surtout, le Royaume-Uni (système d'unité impérial) et les États-Unis d'Amérique.) fait partie de ces rares chantiers. En conséquence, le prix d'un navire frigorifique neuf est assez élevé par rapport à un cargo conventionnel.

Architecture

Caractéristiques uniques

Tous les navires réfrigérés à l'exception des porte-conteneurs disposent d'espaces isolés, dont la température est contrôlable. De nombreux ponts intermédiaires sont en place pour maximiser la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) disponible. Pour pouvoir utiliser des palettes, il faut une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) entre les ponts de 2,20 mètres au minimum.

La quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de marchandises transportées s'exprime en général non pas en tonnes, mais en mètres cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des...), (bien que les affréteurs restent souvent encore attachés aux mesures en pieds cubes : CuFeet ; 1 pied cube = 0,0283 m³, 1 m³ = 35,3 pieds cubes) puisque c'est souvent la capacité qui limite le chargement. Pour les transporteurs de palettes, on parle parfois en mètres carrés, puisque c'est alors la surface disponible qui limite la quantité de palettes emportées. Pour les porte-conteneurs, on compte la capacité en EVP (voir l'article Porte-conteneurs).

Les marchandises transportées ont souvent une grande valeur, et doivent arriver le plus rapidement possible au port de déchargement ; pour ces raisons, les navires réfrigérés ont souvent une vitesse assez élevée. Ils disposent aussi de moyens de réfrigération et de ventilation impressionnants, et souvent d'alternateurs ou de générateurs puissants.

Disposition générale

Coupe d'un reefer prévu pour palettes : 2,20 m sous barrots.
Coupe d'un reefer prévu pour palettes : 2,20 m sous barrots.

La salle des machines et la superstructure ont été progressivement déplacées dans les cinquante dernières années, du milieu du navire jusqu'à l'arrière. Actuellement, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) se trouve à l'arrière, laissant libre les espaces au milieu du navire pour les cales, qui sont alors plus vastes et plus carrées. Ces navires sont divisés longitudinalement en deux à six cales, et verticalement par un à quatre ponts intermédiaires.

La longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de...) totale varie entre 60 et 165 mètres, mais la plupart des reefers font plus de 100 mètres, à l'exception des congélateurs qui font tous moins de 90 mètres, et de certains navires chargeant des palettes qui font moins de 85 mètres. Les cales font toutes moins de 30 mètres de long, à la fois pour des raisons de stabilité après avarie (en cas d'inondation) et de ventilation. La cale avant, de volume restreint à cause de la forme de la proue (La proue est le nom donné à la partie avant d'un bateau ; le terme est aujourd'hui délaissé en faveur d'étrave, qui reste plus technique.), est souvent prolongée en hauteur par un entrepont supérieur supplémentaire dans le gaillard.

Historiquement, ces navires possédaient quatre cales, car les dockers venaient en quatre équipes pour le déchargement ; ces cales devaient aussi être de taille similaire, pour garder des horaires proches entre les équipes. Le plancher des cales est en général recouvert d'un isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les...), historiquement en bois, et maintenant en aluminium, plus pratique pour le nettoyage et la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des chariots élévateurs. L'isolant occupe une hauteur de 13 à 16 centimètres. Les ponts ont une hauteur de 2,20 mètres (du sol jusqu'à la limite inférieure des renforts), afin de pouvoir laisser passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) les palettes.

Forme

Navire frigorifique en route dans le mauvais temps
Navire frigorifique en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) dans le mauvais temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.)

Les amateurs de navires considèrent souvent les navires frigorifiques comme parmi les plus beaux bateaux. Ces navires possèdent souvent une étrave (L'étrave est la pièce saillante de la coque d'un navire qui prolonge la quille vers l'avant. Plus généralement, l'avant, le nez, d'un bateau. La proue, terme désignant la meme pièce du...) à guibre (La guibre est une étrave de bateau de forme tulipée (concave) entre la ligne de flottaison et l'extrémité avant du pont, que l'on rencontre souvent sur les bateaux méditerranéens (ex: boutres Arabes).Sa fonction principale, très...)courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du caractère « plus ou moins courbé » de cet objet. Par exemple :) concave) et des lignes soignées à l'avant comme à la poupe, caractéristiques de la grande vitesse requise. Leur coque était et est encore souvent peinte en blanc, tout comme les superstructures.

Étant donné la nature périssable (et coûteuse) des marchandises transportées, ces navires vont à une grande vitesse par rapport aux autres navires cargos : les coques sont allongées, les formes sont fines à l'avant comme à l'arrière, les coefficients de bloc et prismatique sont faibles. Une proue et des francs-bords élevés permettent au navire de continuer sa route même dans le mauvais temps. Les vitesses vont de 12 à 13 nœuds pour les plus petits navires, et 19 à 23 nœuds pour les plus grands.

La structure n'est pas différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans...) en général des cargos habituels (voir l'article cargo polyvalent ; cependant, certains endroits pouvant être soumis à d'importantes différences de température, et les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) doivent être choisis en fonction. La coque est construite en acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier) et de la construction mécanique.), et les citernes en acier inoxydable (Les aciers inoxydables jouent un grand rôle dans d'innombrables domaines : vie quotidienne, industrie mécanique, agroalimentaire, chimie, transports, médecine,...).

Machinerie

Moteur principal MAK
Moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) principal MAK

La plupart des navires de plus 120 mètres de long possèdent un unique moteur Diesel (Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897, le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est...) à deux temps, entraînant une hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) à pas fixe sans réducteur. Les plus petits navires ont en général deux Diesel quatre-temps, entraînant une hélice unique (souvent à pas variable) par l'intermédiaire d'un réducteur.

Pour la génération d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...), on trouve en général trois ou quatre alternateurs Diesel ; sur certains, un alternateur est ajouté sur l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres...) du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce...) principal (appelé " alternateur attelé " ou shaft generator en anglais); le moteur est alors redimensionné, en ajoutant un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane...).

Gestion de la cargaison (La cargaison (de l'occitan gascon cargar: charger) est l'ensemble des marchandises transportées. Le terme s'applique au transport de bétail mais ne s'applique pas aux passagers.)

Les cales

Chargement d'un entrepont en palettes de fruits.
Chargement d'un entrepont en palettes de fruits.

Les parois de chaque cale sont entièrement isolés, ce qui inclut les ponts, les panneaux de cale, les cloisons, mais également les hiloires du pont supérieur. Chaque cale est de plus divisée en deux zones de température différente, en isolant la face inférieure d'un des ponts intermédiaires. Ainsi, des marchandises de températures différentes peuvent être stockées dans la même cale. Avec quatre cales, un navire peut avoir huit températures différentes et autant de cargaisons variées, ou emporter un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée...) de marchandises réfrigérées et standard.

L'isolation se fait de différentes façons : au niveau du plafond (Par extension, un plafond représente le maximum de quelque chose :) de ballast, des blocs de polyuréthane sont placés entre des soutiens en bois et recouverts de planches de contreplaqué (Le contreplaqué et le lamibois sont la superposition de plaques de bois déroulées, Son épaisseur peut varier selon son utilisation, généralement de 1 à 50 mm.). Les autres zones (flancs, cloisons, ponts...) sont isolés avec de la laine de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un...) d'une épaisseur de 50 mm au moins, placée entre des soutiens en bois et couverts de panneaux de contreplaqué ou d'aluminium. L'épaisseur totale de l'isolation peut atteindre 200 à 300 mm, afin de recouvrir tous les éléments de la structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet...) pour que les parois soient lisses.

Les cales des porte-conteneurs n'ont aucune isolation spéciale, les conteneurs étant eux-mêmes réfrigérés ; ils disposent en revanche de cellules-guides pour le chargement des conteneurs.

Refroidissement et ventilation

La réfrigération s'effectue généralement par circulation d'air refroidi à travers le compartiment, de façon continue, afin de maintenir la température. Sur les reefers modernes, le principe est le suivant : chaque compartiment possède une petite salle à son extrémité où sont situées les batteries frigorifères, derrière une mince paroi de contreplaqué. L'air chaud provenant du compartiment entre par des ouvertures grillagées en hauteur, est refroidi à son passage dans les batteries frigorifères, puis est ré-introduit en bas du compartiment par des ventilateurs. La circulation forcée d'air frais peut se faire par deux moyens :

  1. L'air circule simplement sous le compartiment dans des grilles arrangées longitudinalement, et rentre dans le compartiment grâce à de petites ouvertures (système ductless, sans conduites),
  2. L'air est réintroduit par des conduites descendantes dans le côté du compartiment, puis par des grilles transversales (système Robson)

Le deuxième système prend plus de place mais assure une meilleure distribution de la température. Dans tous les cas, l'air remonte du plancher vers le plafond.

La ventilation d'une marchandise congelée se fait à petite vitesse (brassage à 30 à 60 fois le volume du compartiment chaque heure) , alors que la ventilation d'une marchandise réfrigérée se fait à grande vitesse (90 fois le volume du compartiment par heure). Les nombreux ventilateurs électriques sont généralement prévus pour deux vitesses. Outre ce brassage d'air, dans le cas d'une cargaison " vivante ", l'air du compartiment doit être renouvelé par de l'air frais extérieur 1,5 à 2,5 fois par heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences...), en effet les fruits (bananes, pommes, etc.) dégagent du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et...) et de l'éthylène, deux gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout...) qui forcent le mûrissement, il convient de limiter le phénomène en diminuant leur pourcentage dans l'air ambiant.

Système de réfrigération

Compresseurs frigorifiques / moteurs électriques d'entraînement
Compresseurs frigorifiques / moteurs électriques d'entraînement
Schéma général de fonctionnement: 1 condenseur / 2 détendeur / 3 batterie frigorifère / 4 compresseur
Schéma général de fonctionnement: 1 condenseur / 2 détendeur / 3 batterie frigorifère / 4 compresseur

Les systèmes de réfrigérations embarqués sont similaires aux installations à terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...), à quelques exceptions près : ils sont plus compacts et légers, doivent être plus fiables (une panne étant moins facilement réparable), les domaines d'opérations sont plus étendus (par exemple pour un navire navigant entre les tropiques et l'Europe du Nord), ils doivent être résistants à la corrosion marine ainsi qu'aux vibrations du bord. Le système de réfrigération doit compenser l'apport de chaleur entraîné par :

  • les pertes à travers les parois,
  • la chaleur de respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet de dioxyde de carbone, CO2, appelé parfois de façon impropre « gaz...) des fruits,
  • l'apport d'air extérieur à refroidir, quand l'air doit être remplacé (pour remplacer la production de CO2 des fruits),
  • les fuites.

et doit également assurer la descente en froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) d'une cargaison après son chargement,

Deux systèmes existent pour refroidir l'air :

  1. Refroidissement direct par évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.) directe du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) réfrigérant ; ce système est plus léger, moins coûteux, et aussi plus efficace, mais pose le risque de fuite du réfrigérant et donc que la cargaison soit endommagée (sans parler de risques pour l'équipage ou l'environnement).
  2. Refroidissement indirect par de la saumure (La saumure est de l’eau dans laquelle du sel est présent en très grande concentration.) qui sert d'intermédiaire vers les échangeurs de chaleur du compartiment. Ainsi, le réfrigérant ne pénètre plus dans l'espace cargaison et ne peut endommager celle-ci ; les tuyauteries sont plus courtes et les fuites sont détectées plus facilement. En revanche, il faut ajouter une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à saumure aux équipements, et compenser la perte de chaleur dans ce système intermédiaire. La différence de température entre les échangeurs et l'air ambiant est de 4 à 6°C plus élevée qu'avec le premier système, d'où une plus grosse et plus lourde installation.

L'ammoniac (NH3) est très utilisé récemment comme liquide réfrigérant, notamment après l'interdiction du Fréon et autres hydrochlorofluorocarbones (HCFC) en raison de leurs conséquences environnementales. Il est prévu que le dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) soit utilisé par la suite. Quant à la saumure, il s'agit généralement d'une solution de 25 % en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) de chlorure de calcium (CaCl2) dans de l'eau ; le mélange ne gèle pas jusqu'à des températures inférieures de 10°C à la température d'évaporation.

Une installation typique comprend trois à cinq compresseurs installés dans une salle dédiée. Dans le cas d'un refroidissement indirect, on trouve une salle à saumure contenant l'échangeur de chaleur, les pompes et tuyauteries associées. Les compresseurs sont du type à vis sur les grands navires, et alternatifs (à pistons) sur les petits. Les systèmes modernes sont entièrement automatisés et contrôlés par ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous forme binaire, ou...). Des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…....) vérifiant les pressions et températures, des automatismes se chargeant de réguler la quantité de liquide réfrigérant distribuée ainsi que la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) développée par les compresseurs.

Manutention

Grues pivotantes, contrôlées par vérins
Grues pivotantes, contrôlées par vérins

La majorité des navires frigorifiques est équipée de grues, pour pouvoir décharger ou charger la cargaison dans des ports peu équipés. les mâts de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être...) sont en voie de disparition, au profit des grues électro-hydrauliques, d'une capacité typique de 34 à 36 tonnes (soit un conteneur (Dans le domaine du transport, un container (de l'anglais), parfois francisé en conteneur, est un caisson métallique, en forme de parallélépipède, conçu pour le transport de marchandises par...) de 40 pieds chargé au maximum), parfois équipé d'un spreader pour saisir les conteneurs ou d'équipements spécialisés pour charger / décharger les palettes plus rapidement. Certains porte-conteneurs réfrigérés disposent d'un portique à la place d'une grue, d'une capacité de 40 tonnes.

Avant le chargement, les cales sont pré-réfrigérées ; les marchandises le sont parfois au port (comme pour les pommes, les poires ou la viande par exemple). Les grues (du port ou du navire) chargent les palettes à bord à travers les écoutilles, puis des chariots élévateurs répartissent les palettes sur les ponts. La séquence est inversée lors du déchargement. Après le déchargement, il peut y avoir besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois...) de nettoyer les cales, ce qui se fait à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) douce, qui est évacuée à travers les grilles du plancher.

Les transporteurs de jus de fruits déchargent leur cargaison grâce à des tuyauteries, soit dans des installations spécialisées, soit directement dans des camions-citernes à cuves en acier inoxydable (opération bien plus lente).

Sources

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