Tous à bord : les navires naviguent en territoire plus vert grâce aux analyses de données du CNRC

 

- St. John's, Terre-Neuve-et-Labrador

Lancement d'une bouée de mesure des vagues pendant les essais de vitesse et de puissance en mer sur le NGCC Cygnus

De grands ensembles de données recueillis lors de l'exploitation de navires sont convertis en solutions rentables et économes en combustible grâce à une nouvelle méthode lancée par le CNRC.

Qu'il s'agisse de briser la glace dans les régions reculées de l'Arctique, de patrouiller sur les eaux riches en poissons et en fruits de mer des Grands Bancs ou de transporter des passagers et des marchandises vers des ports internationaux, les flottes commerciales et gouvernementales du Canada accomplissent jour et nuit un travail important. Traditionnellement, les navires qui réalisent ces missions essentielles sont alimentés en combustibles fossiles, qui émettent des gaz à effet de serre (GES) contribuant aux changements climatiques.

La course mondiale est lancée pour freiner les effets des changements climatiques sur la santé, la météo, l'alimentation et l'environnement. Grâce au Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial du Conseil national de recherches du Canada (CNRC), les flottes canadiennes ont une bonne longueur d'avance à ce chapitre. Conformément à la stratégie d'écologisation du gouvernement du Canada, le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial mène des recherches visant à exploiter les vastes ensembles de données sur la consommation de carburant et les émissions de GES recueillis par de nombreux navires.

« De nombreux propriétaires de navires n'ont pas la capacité ou les moyens d'optimiser l'utilisation de ces données, explique Allison Kennedy, chef d'équipe, Évaluation en performance maritime, Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial. Et c'est sur cet aspect que nous pouvons aider. » La solide équipe de recherche du Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial est spécialisée dans le génie de l'architecture navale et océanique et possède, grâce à son équipe en science des données et en intelligence artificielle (IA), une grande expérience de l'analyse de grands ensembles de données.

Selon les explications d'Allison Kennedy, la méthode d'analyse des données opérationnelles des navires du Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial, qui prend de nombreuses formes et peut être adaptée aux besoins de tout type de flotte, offre des possibilités illimitées pour aborder et résoudre les défis d'exploitation. « À l'aide de ces données opérationnelles, nous pouvons fournir aux navigateurs des stratégies de réduction de la consommation de carburant et des coûts connexes, dans cette industrie qui est très concurrentielle. »

Naviguer vers une exploitation plus écologique

Lancement d'une bouée de mesure des vagues pendant les essais de vitesse et de puissance en mer sur le NGCC Cygnus

Après son entrée en fonction à titre de directeur du génie à Pêches et Océans Canada (POC), Marcel Montrose a communiqué avec le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial dans le but de réaliser des essais sur les données recueillies par la Garde côtière canadienne à bord d'un navire de surveillance des pêches dans les Grands Bancs, le NGCC Cygnus. Il souhaitait démontrer qu'une méthode de nettoyage de la coque améliorait l'efficacité de la consommation en carburant.

« Comme les chercheurs du CNRC réalisaient déjà des évaluations de la performance à partir de données sur la consommation en carburant, nous leur avons demandé de nous aider à exploiter ces données afin de déterminer comment le nettoyage des organismes et des débris marins collés à la coque influait sur la vitesse et la puissance, relate‑t‑il. La quantification de l'amélioration, qui s'est avérée être de 5 %, nous a permis d'améliorer la planification des opérations, y compris la fréquence du nettoyage. »

Selon Marcel Montrose, ce projet de recherche a permis à POC de prendre conscience des avantages d'une collaboration avec le CNRC. « Les compétences du Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial en matière d'innovations en génie et de pensée critique sont devenues des aspects importants de nos activités quotidiennes. »

Sur la côte ouest, la société de traversiers BC Ferries a également bénéficié des compétences du Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial. Étant l'un des plus grands exploitants de traversiers au monde, la société possède plus de 35 navires qui transportent des personnes (60 000 passagers par jour), des voitures et des marchandises sur 25 circuits. Elle souhaitait évaluer l'efficacité d'un revêtement de coque exceptionnellement lisse qui réduit la consommation de carburant en diminuant la force de frottement exercée sur la coque lorsqu'elle fend l'eau. Son personnel avait recueilli des données sur dix mois, avant et après avoir appliqué en essai le revêtement sur le Queen of Oak Bay, un traversier pouvant transporter 310 véhicules. Chanwoo Bae, directeur du génie de l'architecture navale de BC Ferries, a fait appel au CNRC pour quantifier les effets du revêtement. Le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial a utilisé des instruments spécialisés pour mesurer la variation de la demande d'énergie avant et après l'application de celui‑ci. « Ce n'est qu'une de nos nombreuses initiatives pour accroître l'efficacité des navires, réduire la consommation de carburant et protéger l'environnement », précise‑t‑il.

Les données recueillies minute par minute nécessitent des analyses de pointe ainsi que le recours à l'apprentissage machine (AM) et à l'intelligence artificielle (IA). Chanwoo Bae relate que le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial, sachant que l'IA représente l'avenir de l'analyse des données, a embauché un étudiant de cycle supérieur de l'Université Simon Fraser spécialisé en AM et en IA pour explorer de façon plus approfondie les données de BC Ferries et gérer des analyses complexes de celles‑ci.

« Le CNRC est de toute évidence un réservoir de cerveaux pour notre industrie, ajoute Chanwoo Bae. Puisqu'une entreprise ne peut à elle seule disposer de toutes ces capacités, pouvoir faire appel à ces talents et à ces installations pour acquérir des connaissances et des compétences constitue un énorme avantage. »

Les Forces armées canadiennes, qui consomment également beaucoup d'électricité et d'énergie, doivent trouver des moyens plus durables d'accéder à de l'énergie à un coût raisonnable. À cette fin, Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) a recueilli un nombre considérable de données opérationnelles.

« Nous avons commencé à concevoir des modèles énergétiques pour nous aider à analyser la demande en énergie, l'économie en carburant et la réduction des GES obtenues dans diverses conditions », explique Gisele Amow, chercheuse principale, RDDC. Le premier modèle de ce type à usage nautique, conçu par la division de CanmetÉNERGIE établie au Québec, reproduit le fonctionnement d'une frégate de classe Halifax de la Marine royale canadienne. « Nous l'utilisons pour valider une réduction prévue de 10 % des GES par rapport à une base de référence des émissions de notre flotte. »

Gisele Amow souligne que chaque dollar que RDDC dépense dans la recherche est soigneusement investi dans la capacité et l'expertise appropriées. « Étant donné sa connaissance des plateformes de navires commerciaux, le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial était le collaborateur idéal pour ce projet. »

Surfer sur la vague du succès

Selon Allison Kennedy, l'Organisation maritime internationale (OMI), qui est chargée de réglementer la navigation dans le monde entier, est en train de relever les exigences en matière de collecte et de communication des données de navigation. Par conséquent, un nombre plus important que jamais de navires auront à leur disposition une abondance de données que le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial pourra analyser en appui à une exploitation améliorée et plus écologique.

Afin de se préparer pour l'avenir, le Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial se dote de nouvelles capacités qui lui permettront de fournir à ses clients des données pour la prise de décision en matière de gestion de la consommation de carburant, de la sécurité et d'autres éléments de base, ce qui comprend l'embauche de nouveaux spécialistes en analyse de données ainsi que la formation en AM et en IA des étudiants des cycles supérieurs en génie océanique et en architecture navale

« Nos clients et nos collaborateurs de partout dans le monde font face aux mêmes défis énergétiques, indique‑t‑elle. Par conséquent, tout produit aidant à la prise de décision lancé au Canada sera susceptible de faire le tour du monde. »

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