Porte-conteneurs

Derrière une apparence relativement simple (des boîtes empilées dans la coque), ces navires présentent une certaine diversité architecturale, et des problèmes spécifiques, en particulier pour les grands navires.

On distingue différents types de porte-conteneurs.

Les petits porte-conteneurs côtiers

Un concept unique s'est imposé depuis les années 1990, avec une superstructure courte à l'arrière au-dessus de la salle des machines, une longue cale unique avec de multiples écoutilles pour plus de flexibilité, et des conteneurs sur ces écoutilles sur quatre à huit niveaux.

Les grands porte-conteneurs

Avec l'augmentation de la taille, une solution couramment choisie est de ne pas avoir de pont, les conteneurs étant entreposés du fond de la cale à ciel ouvert. La superstructure est souvent décalée aux ¾ arrière, où elle peut occuper une longueur minimum. Les conteneurs sont entreposés sur 15 à 20 niveaux. Ces navires possèdent une double coque, de deux mètres d'épaisseur.

Les navires post-Panamax

La taille ne cesse d'augmenter mais reste limitée : la largeur est souvent imposée par les grues des ports, et le tirant d'eau par la profondeur des ports accessibles. Les plus grands résultent d'un compromis entre la vitesse (lignes fines et hydrodynamiques) et le nombre de conteneurs embarqués (demandant un plus grand volume).

Les navires multifonctions

Il est souvent souhaitable que des navires d'autres types (vraquiers, Ro-ros…) puissent emporter des conteneurs. Dans ce cas, les écoutilles sont renforcées ou agrandies, et des cellules-guides sont ajoutées ; l'avantage reste faible si le port est mal équipé pour décharger les deux types de cargo en même temps.

• 
  Le Los Angeles Express, un post-Panamax de 6 750 EVP.
• 
  Le Pauline Russ, combiné roulier / porte-conteneurs.
• 
  Rita, petit porte-conteneurs, à Copenhague.

La flotte mondiale comprend 5 434 porte-conteneurs à la fin de l’année 2021[1]. Elle était de 3 500 unités au début de l'année 2006[3]. Sa capacité totale est de 25 millions d'EVP. La taille moyenne, en constante augmentation, se situe aux alentours de 4 600 EVP par porte-conteneurs.

En 1969, l'itinéraire Europe - Australie/Nouvelle-Zélande est ouvert au transport par conteneurs avec des navires de la deuxième génération (service ANZEC). Cette ligne est alors assurée conjointement par les armements Hapag-Lloyd (Allemagne), OCL (en) du Royaume-Uni (union de cinq gros armements britanniques), Associated Conteneur Transportation (ACT) du Royaume-Uni, Royal Nedlloyd des Pays-Bas, Australian National Line et Shipping Company de Nouvelle-Zélande.

La ligne la plus importante et générant le plus de trafic est la ligne Europe-Extrême-Orient. Elle a été « conteneurisée » en 1968 par les grands armements.

• En 1971 la première grande alliance, le service Trio, est créée par des armements de trois pays. C'est sur cette ligne que les porte-conteneurs les plus grands et les plus rapides, de la troisième génération, sont déployés entre novembre 1971 et juillet 1973. Ce service est créé par les armements NYK/Japon (3 puis, à partir de 1976, 4 navires), Mitsui-OSK au Japon (2, puis à partir de 1977, 3 navires), Hapag-Lloyd/Allemagne (4, puis à partir de 1981, 5 navires), OCL/Royaume-Uni (5, puis à partir 1989, 7 navires) qui a été reprise par la suite par P&O et Ben Line-Ellerman du Royaume-Uni (3 navires). Le service Trio est dissous début 1991, bien que Hapag-Lloyd et NYK continuent aujourd'hui encore à travailler ensemble ainsi qu'avec d'autres d'armements.
• Le deuxième groupement est le Scandutch créé par les armements W. Wilhelmsen de Norvège, East Asiatic Company (EAC) du Danemark, Brostroem de Suède et Royal Nedlloyd des Pays-Bas. L'armement français CGM est entré dans le groupement en 1973 ainsi que la Malasyan Intern. Shipping Company. Cette alliance est également dissoute en 1991.
• La troisième alliance, le service ACE (Asian Container Europe), est créée en 1975. Elle regroupe les armements K-Line du Japon, Orient Overseas Container Line (OOCL) de Hong Kong, Neptune Orient Lines (NOL) de Singapour et la Compagnie maritime belge (CMB) de Belgique.
• Entre 1991 et 1996 une alliance est créée entre Maersk-Line et P&O.
• Le service BEN EAC n'a existé qu'entre 1991 et 1993. Il réunissait trois armements scandinaves ainsi que la Ben Line et Ellermann. Le service BEN EAC a été repris complètement en 1993 par l'armement Maersk-Line.
• À partir de 1996, le numéro un de l'armement mondial Maersk passa un accord avec l'Américain Sealand. La synergie est si forte que Maersk a aujourd'hui pratiquement complètement repris l'armement américain.
• De 1996 à 2001 fut créé la Grand Alliance qui unissait les armements Hapag-Lloyd, NYK, NOL et P&O. Royal Nedlloyd y a adhéré en 1997 après sa fusion avec P&O.
• À partir de 1977, l'itinéraire Afrique du Sud s'est ouvert au transport par conteneurs ; le service SAECS est alors fondé par les armements allemands Africa Linien, Hbg., Compagnie maritime belge, Royal Nedlloyd, Overseas Container Line (plus tard P&O) et Safmarine (Afrique du Sud). La ligne est desservie par neuf porte-conteneurs modernes de 2 400 EVP dotés de moteurs Diesel à deux temps. Ce service était toujours en place en janvier 2006 avec les armements Maersk-Sealand, Safmarine, P&O Nedlloyd, CMA-CGM et Deutsche Afrika Linie. Mitsui-OSK Lines devant s'intégrer à partir de février 2006 à ce service.
• Début 2012, un nouveau regroupement baptisé Alliance G6 est signé pour les lignes entre l'Europe et l'Asie par les compagnies NYK, MOL, Hyundai Merchant Marine, APL, Hapag-Lloyd et OOCL[4].
• Début 2023, les deux compagnies Maersk et MSC annoncent qu'ils ne prolongeront pas 2M Alliance et qu'elle prendra fin début 2025 [5].

Graphique des différentes alliances entre les compagnies de transport maritime de conteneurs.

Les alliances actuelles sont :

• 2M Alliance regroupe Maersk et MSC[6] (27.6 % de volume du marché au 1^er juin 2018).
• Ocean Alliance regroupe CMA CGM, Cosco, OOCL et Evergreen. Cette alliance initialement conclue pour cinq ans a été prolongée jusqu'en 2027. La signature entre les membres de leur coopération dans le cadre de cette alliance franco-asiatique s'est tenue à Hainan, en Chine[7] (25 % de volume du marché au 1^er juin 2018).
• THE Alliance regroupe Hapag-Lloyd, ONE, Yang Ming et Hyundai (depuis 2020)[8] (14.6 % de volume du marché au 1^er juin 2018).

Les grands armements travaillent de manière autonome sur le plan mondial.

Parmi les constructeurs actuels de grands porte-conteneurs, on trouve les chantiers :

• China State Shipbuilding Corporation (CSSC), compagnie qui a fusionné avec China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) en 2019, Chine.
• Mitsubishi Heavy Industries, Japon.
• Hyundai Heavy Industries, Corée du Sud, associé a Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering.
• Nihon Shipyard, coentreprise formée en janvier 2021 par Imabari Shipbuilding et Japan Marine United, elle-même née de la fusion en 2013 de Universal Shipbuilding Corp et de IHI Corporation, Japon.

Vue d'une étrave typique, ici celle du Cosco Brisbane, en chantier à Hambourg.

Le stockage des cargaisons très en hauteur les rend vulnérables en cas de tempête, d'incendie ou d'accident. Les conteneurs tombés à l'eau peuvent être source de problèmes de pollution marine ou de sécurité maritime. Ici, l'arrimage des caisses les unes aux autres a provisoirement limité les dégâts, mais certaines se sont écrasées.

Un des principaux problèmes des porte-conteneurs est leur stabilité, puisque la cargaison est stockée parfois très haut. Pour contrebalancer le poids en hauteur, le double fond est souvent rempli d'eau de mer de ballast.

Sur les grands navires, des problèmes structurels surviennent, dus à la grande longueur. La plupart des porte-conteneurs possédant une hélice unique, la torsion génère de grandes contraintes sur le quart avant. À l'arrière, les fonds plats dans le voisinage de l'hélice doivent être renforcés pour éviter d'entrer en résonance avec les premiers harmoniques de l'hélice.

Un problème typique de ces navires est le roulis rythmique, se manifestant par un roulis de courte période et de grande amplitude, par mer venant de l'avant. Il survient quand la période de roulis du navire est de l'ordre de la période des vagues, les formes évasées de la proue générant de grands moments de redressement. Les mouvements de roulis et de tangage deviennent couplés, générant de grandes accélérations verticales et transversales. À l'heure actuelle, les seuls véritables remèdes sont des renforts structurels sur la proue et au niveau des écoutilles.

En pontée, les conteneurs sont gerbés (piles jusqu'à huit plans, soit près de 20 m de haut) sur les panneaux de cale et doivent être solidarisés les uns aux autres et avec le pont : c’est l'opération de saisissage qui fait appel à des verrous quart de tour semi-automatiques (au premier plan) ou automatiques, et à des saisines (barres de saisissage[15] associées à des ridoirs, à l'arrière-plan)[16].

Pour le stockage des conteneurs, de nombreux navires utilisent les cellules-guides qui permettent au conteneur de venir aisément à la bonne place lors du chargement, et de le maintenir en place une fois en mer. Il existe souvent des endroits spécifiques pour les conteneurs réfrigérés et les conteneurs dangereux.

Pour le chargement et le déchargement, les petits navires disposent souvent soit de multiples grues classiques, soit d'un ou deux portiques. Les plus grands navires sont en général dépourvus de grues afin de maximiser l'espace de pont disponible, et ont alors besoin des grues du port.

L'immense majorité des porte-conteneurs est équipée d'un moteur Diesel à deux temps entraînant une hélice à pas fixe unique. La salle des machines est située aux trois quarts arrières sur la majorité d'entre eux. Sur les navires de plus grande taille, afin de respecter la visibilité réglementaire, les emménagements sont situés aux trois quarts avant. Sur les navires plus petits, des moteurs à quatre temps et, parfois, une double hélice, peuvent être employés. La salle des machines est alors à l'arrière.

La production d'électricité est assurée par des générateurs Diesel.

Les porte-conteneurs de première et deuxième générations avaient des propulsions à un seul arbre d'hélice.
Les navires de la troisième génération (construits entre 1971 et 1981) étaient conçus initialement pour naviguer à des vitesses de 27 à 28 nœuds. Pour y parvenir, des propulsions à deux voire trois arbres d'hélices (Diesel ou turbines) étaient nécessaires. Le premier super-Panamax à arbre d'hélice unique fut commandé en 1980, lorsque les premiers moteurs diesel de 50 000 ch furent disponibles, permettant ainsi d'éviter la présence de plusieurs moteurs, solution plus coûteuse. À partir de la fin des années 1970, presque tous les porte-conteneurs motorisés par des turbines ont été rééquipés en Diesel, conséquence d'un prix de pétrole élevé et de la renonciation aux vitesses très élevées de 28 nœuds. Les commandes de navires à deux arbres hélices ont à cette époque été converties en navires à un seul arbre, comme les quatre navires d'Hapag-Lloyd de la série Hamburg Express. La vitesse moyenne de presque tous les grands conteneurs s'est alors fixée à 24 nœuds, contre environ 25 nœuds aujourd'hui.

Les moteurs Diesel les plus utilisés sont des 12 cylindres à deux temps de type Man-B&W 12K98ME/MC développant 94 000 ch à 94-104 tr/min et de type Waertsilae-Sulzer 12RT-flex96C common rail développant 93 400 ch à 100 tr/min. Les deux fabricants offrent aussi ces moteurs dans une version 14 cylindres, Man-B&W disposant du moteur Diesel K108ME de 12 ou 14 cylindres de 108 cm de diamètre.

Les armateurs sont intéressés par les plus grands porte-conteneurs 12 000 à 18 000 EVP si leur exploitation est source d'économie. On peut augmenter la puissance ou réduire la vitesse :

• Si l'on veut conserver une vitesse de 25 nœuds avec un tel tonnage, il est nécessaire de remplacer le moteur Diesel à 12 cylindres en ligne fournissant donc 90 000 à 93 000 ch par un moteur à 14 cylindres. De tels moteurs, fournissant environ 117 000 ch, ont déjà été mis au point par Man-B&W et Sulzer et leur construction est possible. Le problème est l'hélice qui doit mesurer entre 11 et 11,5 mètres de diamètre et peser environ 120 tonnes, pour transmettre la puissance accrue du moteur tout en maintenant le même régime du moteur (de 94 à 104 tr/min). Avec une taille d'hélice de 10 mètres, on est aujourd'hui à la limite de ce qui est envisageable. L'alternative serait un navire à deux arbres avec deux moteurs Diesel. Tous les armements ont jusqu'à présent repoussé cette solution parce qu'elle générerait des coûts accrus, le groupe moto-propulseur étant aujourd'hui la partie la plus coûteuse du navire.
• Une autre tendance se dégage pour le futur des porte-conteneurs, le carburant entrant pour un tiers à la moitié dans les coûts d'exploitation et son prix sujet à variation, la vitesse n'étant plus la priorité ; le slow steaming, en faisant passer la vitesse de 24 à 18 nœuds (voire moins), permet de réduire la consommation du bâtiment par deux ; l'avantage est également de conserver les motorisations de l'ancienne génération pour des navires allant jusqu'à 18 000 EVP[17].

Au début des années 1990, les six navires de type Nedlloyd Europa (Panamax) de l'armateur Nedlloyd (plus tard Royal P&O Nedlloyd) ont été construits avec un pont ouvert. Les cales étaient dépourvues de panneaux (hormis les deux premières cales derrière le brise-lames) ce qui permettait de réduire le temps de chargement et de déchargement et de faire l'économie du poids des panneaux de cale. Cette architecture nécessite une étrave conçue pour faire face aux vagues élevées et un système d'épuisement adapté. Cette solution n’a pas été poursuivie et les navires actuels sont tous dotés de panneaux de cale.

L’augmentation des dimensions des plus grands de ces navires a fait croître le nombre de conteneurs empilés verticalement. Or ces boites ont une limite de résistance à l’écrasement et on ne peut pas les gerber à l’infini. La résistance minimum à l’écrasement d’un conteneur a été fixée à 192 tonnes par la norme ISO 1496-1 (c'est-à-dire huit conteneurs de 24 tonnes gerbés au-dessus d’un neuvième). Sur les navires géants tels que ceux de la série CMA CGM Megamax-24, il peut y avoir jusqu’à 12 conteneurs en cale et 13 en pontée[18]. Les conteneurs au-dessus du pont reposent sur les panneaux de cale et non sur les conteneurs à l’intérieur du navire. Ce sont donc les panneaux de pont qui supportent la masse des conteneurs posés dessus, ce qui impose des panneaux particulièrement résistants.

Les cales étant fermées, les nouveaux navires sont souvent équipés de ventilation associée à des détecteurs de CO2 pour y assurer la sécurité[19].

Le fioul lourd (« heavy fuel-oil », HFO) utilisé par les porte-conteneurs est moins cher mais beaucoup plus polluant que celui des bateaux de pêche ou des camions sur les routes. « Ce produit très visqueux, abondant, résidu du processus de raffinage et chargé d'impuretés (métaux, sable, molécules toxiques...), représente encore plus de 75 % des carburants maritimes du monde, selon le Lloyd's Register. [...] Pour plusieurs associations, la pollution atmosphérique engendrée par le transport maritime est responsable de sévères pathologies respiratoires, dont des cancers, y compris chez les non-fumeurs. Oxydes d'azote (NOx), oxydes de soufre (SOx) - un polluant qui accroît l'acidité des océans et la pollution à l'ozone -, particules ultra-fines, les plus dangereuses pour la santé : le cocktail craché par les navires est explosif », rapporte le journaliste Denis Fainsilber. Selon un expert allemand reconnu, Axel Friedrich, un gros porte-conteneurs dégage autant de particules fines que 1 million de voitures. Marseille est un bel exemple de ce problème en Méditerranée, « on estime que 10 à 20 % des particules en suspension de la ville viennent du maritime », selon Dominique Robin, directeur d'Air Paca. De l'avis même des armateurs, le passage à des motorisations au GNL (gaz naturel liquéfié) serait la meilleure solution, dans les ports comme en pleine mer, « elle réduit de 85 % les oxydes d'azote, évite les émissions d'oxyde de soufre et l'essentiel des particules fines (95 % de moins que le fioul lourd). »[20]

Il est difficile de lutter contre la pollution des navires car le problème est mondial et implique beaucoup de pays et de compagnies. Néanmoins, des actions non négligeables sont en cours dans ce sens.

Au niveau international, des zones d’émission contrôlée ont été créées à l’intérieur desquelles les utilisations des combustibles sont beaucoup plus contraignantes. En Europe, on trouve la zone mer du Nord / Manche. La limite maximum de teneur en soufre du fioul y est de 0,1 % massique depuis le 1^er janvier 2012.

A l’extérieur de ces zones, la limite maximum de teneur en soufre du fioul était de 4,5 % massique avant le 1^er janvier 2012. Elle a été abaissée à 3,5 % à cette date. Elle est maintenant limitée à 0,5 % depuis le 1^er janvier 2020[21] - [22].

Des actions sont également entreprises au niveau des navires.

• La solution la moins compliquée à mettre en œuvre consiste à laver les fumées.

Evergreen a passé commande pour une série de onze porte-conteneurs de plus de 20 000 EVP, les quatre derniers (Ever Glory intégré le 11 mai 2019, Ever Govern baptisé en juillet 2019, Ever Globe, en septembre 2019 et Ever Greet en octobre 2019) ont été construits avec un tel système installé à côté du moteur. Cette solution empiète sur les capacités de chargement et réduit celles-ci de 144 EVP[23].

Hapag-Lloyd a fait procéder à la modification de son navre Ulsan Express pour y intégrer une installation du même type mais sur le pont, à côté de la cheminée[24].

• une solution plus radicale consiste à passer du fioul lourd au GNL.

CMA CGM a passé fin 2017 une commande de quatre petits porte-conteneurs fonctionnant au GNL. Le premier de ceux-ci, le Containerships Nord est entré en service en décembre 2018. Il ne rejette aucune émissions de soufre[25].

Cette même compagnie a passé en septembre 2017 une commande pour une série de neuf maxi porte-conteneurs d'une capacité de 23 112 EVP fonctionnant également au GNL. L'ainé, le CMA CGM Jacques Saadé a été mis à l'eau le 25 septembre 2019 et a commencé sa navigation commerciale en septembre 2020[26]. Le dernier, le CMA CGM Sorbonne a reçu son certificat de navigabilité le 7 juillet 2021[27].

Les grands navires, en particulier les porte-conteneurs, sont contraints d'ajuster leur volume d'eau de ballast pour des problèmes de stabilité. Purger ces eaux provoquait la dispersion de micro-organismes dans un écosystème qui n'est pas toujours celui d'origine. Cela avait pour conséquence d'introduire de nouvelles espèces aquatiques envahissantes sur le lieu du déballastage. Pour lutter contre cette pollution, de nombreux états ont signé la Convention pour la gestion des eaux de ballast lors de la conférence organisée par l'Organisation maritime internationale.

Pour les navires construits après le 8 septembre 2017, cette convention impose la norme D-2 : un traitement avant rejet des eaux de ballast. Pour les navires d'avant cette date, la norme D-1 impose de déballaster à plus de 200 milles marins de la terre la plus proche et à une profondeur d'au moins 200 mètres. À terme, tous les navires devront satisfaire la norme D-2[28].

• Jérome Billard, Porte-conteneurs. La révolution des transports maritimes, E.T.A.I., octobre 2003 (ISBN 2-7268-9340-6)
• Emmelene Landon, Le Tour du monde en porte-conteneurs, Gallimard, décembre 2003, 95 pages (ISBN 2742412468)
• (en) Brian J. Cudahy, Box Boats: How Container Ships Changed the World, Fordham University Press, avril 2006, 352 pages (ISBN 0823225682)
• (en) Peter F. Zink et Eugene Van Rynbach, chap. XXX « Container Ships », dans Thomas Lamb (dir.), Ship Design and Construction [détail des éditions]

• Notices d'autorité :

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  • Israël
• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :

  • Britannica
  • Gran Enciclopèdia Catalana
  • Nationalencyklopedin
  • Store norske leksikon
• Visites complètes du CMA CGM Nabucco, géant de 8 238 EVP, et du Maersk Flenbourg, feeder côtier de 864 EVP.
• (en) Containership-Info
• (en) Containership Register