Sur la voie du développement durable : les Backplanes LUNA à bord des bateaux électriques du lac de Zurich

La compagnie de navigation du lac de Zurich a mis en service un bateau-restaurant entièrement électrique, et un deuxième suivra bientôt. Un système électrique embarqué moderne, tel que la LUNA Board de LÜTZE, contribuera à une conduite sans émissions. Une contribution modeste mais utile à la transition durable de la flotte.

Évadez-vous du quotidien – larguez les amarres et mettez le cap sur le lac de Zurich. Car c'est là que vous attendent les douze restaurants flottants de la Compagnie de navigation du lac de Zurich (ZSG). L'un d'entre eux se distingue particulièrement au sein de la flotte : l'EMS Uetliberg. Le « E » devant « MS » (pour « bateau à moteur ») laisse déjà deviner la direction que prend ce voyage : vers l'électricité. Le bateau est équipé d'une batterie de 20 tonnes, la plus grande jamais installée à ce jour sur un bateau en Europe. Ses 7 200 cellules de batterie fournissent l'énergie nécessaire pour effectuer sept petites croisières sur le lac par jour. La ZSG économise ainsi chaque année environ 113 000 litres de diesel et 300 tonnes de CO₂ – un vent pur souffle sur les 88 kilomètres carrés du lac.

Au cours de dix mois de travaux en chantier naval, le MS Uetliberg d'origine a été converti d'une propulsion diesel à deux moteurs électriques. Sous le pont également, presque tout a été refait à neuf. Jusqu'à 300 passagers profitent désormais de leur croisière en glissant doucement sur les vagues, sans les vibrations et le grondement caractéristiques d'un moteur diesel de bateau. C'est plutôt un intérieur entièrement modernisé qui vous attend – ainsi que, sur demande, une cuisine de bord de grande qualité.

Bonne nouvelle : ce bateau électrique, le plus grand de Suisse, ne restera pas seul : son bateau jumeau, le MS Pfannenstiel, prendra bientôt le même cap durable et naviguera sans aucune émission de CO₂. Étant donné que la ZSG intègre toujours les meilleurs composants disponibles lors de ses travaux de modernisation, l'équipement électrique bénéficie également de quelques améliorations techniques, notamment pour le montage de modules fonctionnels. Ces derniers sont désormais montés sur les nouvelles cartes de montage ultra-compactes de LÜTZE : le LCOS-LUNA Board (LÜTZE Universal Network Adapter) est une nouvelle génération de Backplanes. Il est désormais possible de procéder à un montage direct sans outil, par exemple de modules LCOS, pour la surveillance du courant et la protection contre les surintensités. Cela fonctionne sans vis, sans câblage ni ponts supplémentaires : c'est du vrai « plug-and-play ».

Un bus d'alimentation continu est intégré au module d'alimentation modulaire LUNA. Il prend en charge des courants d'alimentation allant jusqu'à 100 A pour des tensions d'alimentation pouvant atteindre 230 V CA/CC ou 24 V CC. Les systèmes de bus de terrain courants tels que PROFINET, Ethernet/IP ou EtherCAT peuvent donc être intégrés sans difficulté.

LÜTZE propose les LUNA Backplanes avec, au choix, six ou onze emplacements. Lors des travaux de modernisation du ZSG, ils monteront tous les deux à bord. « Nous utilisons ici des modules de protection LCOS à deux canaux de la marque LÜTZE, d'une intensité nominale de 10 A », explique Félix Maurer, concepteur en électricité et chef de projet du département électrique chez ZSG. La version LUNA à 11 voies sert à la distribution principale, tandis que celle à 6 voies est destinée à des fonctions secondaires. Le bus de données continu des cartes permet une intégration aisée dans le système de bus de terrain. Il trouve « géniales » ces nombreuses interfaces, car « nous utilisons le Profibus et passons de plus en plus à l'EtherCAT ». « C'est possible sans modifier en profondeur le matériel », explique-t-il. « Les systèmes essentiels du bateau, tels que le GPS, le radar, l'éclairage de position et de secours, ainsi que le système de commande des extincteurs, sont protégés. » Il s'agit donc de dispositifs importants qui contribuent à bien des égards à la sécurité.

Outre cette version active avec bus de données, LÜTZE propose dans sa gamme une version passive sans bus, ainsi que des modules d'extension LUNA. En ce qui concerne le LCOS, un fusible de 16 A est également disponible.

« L'espace est d'une importance capitale à bord du bateau. « Les espaces dans lesquels on peut installer un tableau de distribution sont extrêmement restreints », explique le concepteur en électricité. « Nous sommes vraiment ravis de tout gain de place, c'est pourquoi nous avons opté pour les fusibles LCOS à deux canaux. » Très peu encombrants compte tenu de toutes leurs fonctionnalités. « Aussi compact qu’une malle de voyage bien rangée ». Avec une méthode classique, cela demanderait nettement plus d'espace – et aussi plus d'efforts. C'est là que le gain de temps considérable lié au montage sans outil prend tout son sens. Il suffit à son constructeur d'armoires de commande  d'encliqueter les modules LCOS sur la carte, de brancher les câbles EtherCAT, et le tour est joué. Le programmeur peut se mettre immédiatement au travail sans avoir à effectuer de tâches telles que la vérification des bornes de bus. « Rapide, simple et propre », résume M. Maurer.

Sur la carte à 11 emplacements, il a actuellement occupé 12 canaux ; les autres emplacements sont munis de caches. En quelque sorte, des emplacements libres destinés à accueillir de futurs composants, afin de pouvoir étendre facilement le LUNA Board : il suffit de retirer le couvercle, d'encliqueter les nouveaux composants et de raccorder simplement le câblage de sortie aux bornes.

En jetant un œil dans l'armoire de commande, on découvre également le nouveau bloc d'alimentation 40 A de LÜTZE ainsi que le cadre de câblage AirStream. C'est à partir de cet endroit que l'on commande l'ensemble du système de ventilation du bateau, y compris le chauffage et la puissante hotte aspirante de la cuisine. Autrement dit, les systèmes qui assurent un climat agréable sous le pont.

D'une part, en raison du manque d'espace notoire sur les bateaux, comme nous l'avons mentionné. D'autre part, cela tient également au flux d'air très homogène : en l'absence de goulottes de câbles qui entravent la circulation de l'air, il n'y a pas d'échauffement inutile qu'il faudrait ensuite évacuer. Cela permet d'économiser de l'énergie et de réduire les émissions de CO₂.

Cela va tout à fait dans le sens de la compagnie de navigation du lac de Zurich, dont les bateaux d'excursion gastronomiques s'orienteront progressivement vers la durabilité.

Auteur : Enzo Amendola, Key Account Manager Lütze AG, Suisse