Chargeur de navire mobile : capacité, types de marchandises et guide de l'acheteur

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1 Comment fonctionne un chargeur de navire mobile ?
2 Quels types de marchandises conviennent aux chargeurs de navires mobiles ?
3 Quelle capacité de chargement est nécessaire ?
4 Comment choisir le bon chargeur de navire mobile

Les terminaux portuaires et les installations de manutention de vrac qui ne peuvent justifier les dépenses en capital des chargeurs de navires fixes sur rails s'appuient de plus en plus sur une seule pièce d'équipement pour combler l'écart entre les stocks et la cale du navire : le chargeur de navire mobile . Automoteurs sur pneus en caoutchouc ou sur chenilles, repositionnables entre les postes d'amarrage sans infrastructure civile et capables de charger des taux de 500 à 10 000 tonnes par heure selon la configuration, les chargeurs mobiles ont redéfini l'économie des terminaux d'exportation en vrac de céréales, de charbon, d'engrais, de ciment et de concentrés minéraux. Ce guide couvre les quatre décisions de spécification qui déterminent si un chargeur de navire mobile fournit son débit nominal sur une durée de vie opérationnelle de 20 ans.

TPH

500 – 10 000

Plage de taux de chargement en tonnes par heure selon les classes de chargeurs mobiles

LOA

20 – 45 m

Plage de longueurs de flèche typique pour la portée des navires Panamax à Capesize

Foule

2 – 4 heures

Temps de repositionnement typique entre des couchettes adjacentes en mode automoteur

TPD

-18 m

Tirant d'eau maximum du quai, généralement assuré par la géométrie de la flèche du chargeur de navire mobile

Comment fonctionne un chargeur de navire mobile ?

Un chargeur de navire mobile est un système autonome de manutention de matériaux en vrac qui reçoit la cargaison d'un convoyeur ou d'une trémie côté terre, la transfère le long d'une flèche articulée et la décharge dans une cale du navire via une goulotte télescopique. Chaque système fonctionnel de la machine existe pour gérer simultanément le flux de matériaux, la poussière, les déversements et la charge structurelle.

Système de réception

Le matériau arrive au convoyeur d'admission du chargeur à partir d'un convoyeur à bande côté terre, d'une trémie ou d'un point d'alimentation du chargeur frontal. Le convoyeur de réception est équipé d'un tapis de pesée ou d'une peseuse à impact qui fournit des données de tonnage en temps réel pour le contrôle du taux de chargement et le rapprochement des relevés de tirant d'eau. La largeur de la bande à l'entrée est dimensionnée pour correspondre au débit d'alimentation maximal du système de transport en amont. Une inadéquation crée ici un goulot d'étranglement qui limite le débit du terminal, quelle que soit la capacité de la rampe.

Convoyeur à flèche et système de relevage

La flèche principale transporte un convoyeur à bande depuis le corps de la machine jusqu'au point de déchargement au-dessus de la cale du navire. La flèche se lève et s'abaisse grâce à des vérins hydrauliques pour s'adapter à la profondeur variable de la cale à mesure que le navire se charge et s'enfonce plus profondément dans l'eau. Les angles de relevage varient généralement de 15° (position élevée, position de déplacement) à -15° (position abaissée, chargement dans des cales profondes). Certaines configurations ajoutent une rotation — 360° ou rotation sectorielle — permettant à une seule machine d'atteindre plusieurs positions de maintien sans repositionner l'ensemble de la machine le long du quai.

Goulotte de décharge télescopique

À l'extrémité de la flèche, une goulotte télescopique s'étend vers le bas dans la cale du navire, plaçant le point de déchargement des matériaux à moins de 1 à 2 mètres de la surface de la cargaison. Cette courte distance de chute constitue le principal mécanisme de suppression de la poussière : elle élimine la longue chute libre qui génère de la poussière diffuse dans les conceptions à goulotte ouverte. La goulotte se rétracte automatiquement au fur et à mesure que la cale se remplit, maintenant la hauteur de chute cible tout au long de la séquence de chargement. L'extension de la goulotte varie de 3 à 12 mètres selon la profondeur de la cale et la classe du navire.

Système de déplacement et de positionnement

Les chargeurs mobiles sur pneus se déplacent sur la surface du quai grâce à un entraînement diesel-hydraulique ou électrique automoteur, se repositionnant entre les cales ou les postes d'amarrage sans l'aide d'une grue. Les configurations à chenilles sont utilisées lorsque la capacité portante de la surface du quai est limitée ou lorsqu'un déplacement en pente est requis. Les stabilisateurs à stabilisateur se déploient à partir de la base de la machine pendant les opérations de chargement, répartissant les charges de réaction structurelles sur une empreinte qui correspond à la pression d'appui admissible du quai - généralement 50 à 120 kN/m² pour les conceptions de quais de conteneurs et de vrac.

Quels types de marchandises conviennent aux chargeurs de navires mobiles ?

Les chargeurs de navires mobiles sont conçus pour les solides en vrac à écoulement libre, c'est-à-dire les matériaux qui se déchargent par gravité d'une bande transporteuse et peuvent être transportés sur une bande sans adhérence, pontage ou dégradation excessive. Les caractéristiques du chargement déterminent la vitesse du tapis, la géométrie de la goulotte, les exigences en matière de suppression de la poussière et les spécifications de la surface de contact avec le matériau.

Type de chargement	Densité apparente (t/m³)	Exigence de conception clé	Classe de poussière	Considération spéciale
Céréales (blé, maïs, soja)	0,72 – 0,85	Tapis de qualité alimentaire, goulotte fermée	Modéré	Nettoyage phytosanitaire entre les cargaisons
Charbon thermique	0,80 – 0,90	Suppression d'incendie, mise à la terre de la ceinture	Élevé	Pulvérisation d'eau obligatoire sur tous les points de transfert
Ciment / Clinker	1,20 – 1,50	Couvercles de courroie durcis, goulotte scellée	Très élevé	Unité de filtre requise ; le ciment durcit s'il est mouillé
Engrais (granulaire)	0,90 – 1,10	Surfaces de contact en acier inoxydable	Modéré	Hygroscopique – convoyeur fermé préféré
Minerai de fer / concentrés	2h00 – 2h60	Courroie robuste (EP500), goulotte renforcée	Faible à modéré	Élevé bulk density drives belt and structure sizing
Granulés de bois / Biomasse	0,55 – 0,70	Composants électriques certifiés ATEX	Très élevé	Risque d'explosion — rinçage de la goulotte à gaz inerte requis

Ne convient pas pour

Matériaux humides et collants qui adhèrent aux surfaces de la bande (argile humide, gâteau de filtration en dessous de 85 % de solides)
Des grumeaux de taille supérieure à 350 mm — nécessitent un concassage primaire avant le transport par courroie
Cargaisons liquides ou en suspension – nécessitent des systèmes de chargement par pompe
Marchandises en sac ou en conteneurs – nécessitent un équipement de chargement par grue ou rampe

Cargaisons les plus performantes

Matériaux granulaires secs avec une densité apparente de 0,7 à 1,5 t/m³ à une humidité inférieure à 12 %
Matériaux fluides avec angle de repos inférieur à 40°
Matériaux avec une taille supérieure de bosse inférieure à 150 mm pour les configurations de courroies standard
Cargaisons homogènes nécessitant une pente constante sur l’ensemble du chargement : céréales, charbon, engrais

Quelle capacité de chargement est nécessaire ?

La capacité de chargement requise n'est pas déterminée par le chargeur de navire seul : elle est calculée à rebours à partir du délai d'exécution cible du navire, du coût des surestaries par heure et du taux d'alimentation des stocks en amont. Le sous-dimensionnement de la capacité de chargement coûte plus cher en surestaries pour les navires que la différence de coût en capital entre les catégories de machines sur une période d'exploitation de cinq ans.

Classe I — Côtier/Petits vracs

500 – 1 500 TPH

Navires de taille pratique (10 000 à 35 000 DWT). Longueur de flèche 20 à 28 m. Adapté aux terminaux régionaux d'exportation de céréales, aux petits ports charbonniers et aux installations de concentrés minéraux avec un débit annuel inférieur à 2 millions de tonnes.

Classe II — Vrac moyen

1 500 – 3 500 TPH

Navires Supramax à Panamax (35 000 à 80 000 DWT). Longueur de la flèche 28 à 36 m. La classe la plus courante pour les nouveaux terminaux de vrac. Couvre 80 % des escales mondiales de navires de vrac sec en volume.

Classe III — Gros vrac

3 500 – 6 000 TPH

Navires post-Panamax à Capesize (80 000 à 180 000 DWT). Longueur de flèche 36 à 42 m. Norme pour les principaux terminaux d'exportation de charbon, les installations de minerai de fer et les grands ports d'exportation de céréales avec des volumes annuels supérieurs à 10 millions de tonnes.

Classe IV – Ultra-vrac

6 000 – 10 000 TPH

Navires Capesize et Véloc (180 000 DWT). Longueur de flèche 42 à 50 m. Configurations à double bande ou à double flèche. Requis pour les installations dédiées à l'exportation de minerai de fer et de charbon avec des exigences d'exécution en moins de 24 heures sur les navires de 200 000 DWT.

Règle de calcul des surestaries

La norme industrielle en matière de dimensionnement de la capacité est la suivante : TPH requis = (DWT du navire × facteur de charge) / (temps d'immobilisation autorisé en heures × efficacité opérationnelle). Pour un navire de 75 000 DWT avec un facteur de charge de 95 %, une immobilisation de 36 heures et une disponibilité mécanique de 75 %, le taux de chargement nominal requis est de 2 778 TPH, ce qui le place carrément en territoire de classe II. Le dimensionnement de la classe I sur ce profil de navire génère environ 45 000 USD par escale de navire en termes de surestaries aux taux de surestaries standard Panamax.

Comment choisir le bon chargeur de navire mobile

Sélection d'un chargeur de navire mobile pour un terminal nouveau ou amélioré implique six paramètres de spécification qui doivent être résolus avant de contacter un fournisseur d'équipement pour un devis formel.

Type de surface du quai et capacité portante

Les machines sur pneus nécessitent une surface de quai pavée, résistante à la charge, avec une capacité portante minimale de 80 kN/m² sous les patins de stabilisation. Les machines à chenilles peuvent fonctionner sur des surfaces non pavées ou de moindre capacité, mais se déplacent à une vitesse de 0,3 à 1,0 km/h contre 5 à 15 km/h pour les machines sur pneus. Confirmez le certificat de chargement structurel du quai avant de spécifier le type de système de déplacement : la modernisation des patins de stabilisation sur un quai sous-capacité est un projet de génie civil et non un accessoire de machine.

Profil de la flotte de navires

Définissez le navire de conception – le plus grand navire qui fera régulièrement escale au quai – et dimensionnez la portée du barrage en conséquence. La longueur de la flèche doit placer la goulotte de déchargement au-dessus de l'hiloire de cale la plus à l'extérieur à la largeur maximale du navire avec une marge libre minimale de 2 m. Vérifier l'exigence de tirant d'air : la bôme en position route doit dégager la passerelle de navigation du navire lors des transits entre les cales le long du poste d'amarrage.

Interface du convoyeur d'alimentation

L'entrée du chargeur de navire mobile doit s'interfacer proprement avec le système de convoyeur côté terre du terminal. Spécifiez la largeur, la vitesse et le tonnage maximal de la bande transporteuse d'alimentation, puis confirmez que le chargeur de navire peut accepter ce débit sans déversement ni surcharge de la bande. Les enrouleurs de câbles mobiles ou les systèmes de câbles caténaires doivent être dimensionnés pour couvrir toute la distance de déplacement le long du poste d'amarrage. Une gestion inadéquate des câbles est l'une des causes les plus courantes de temps d'arrêt imprévus sur les chargeurs de navires mobiles au cours de la première année d'exploitation.

Norme de suppression de la poussière

Préciser la norme d'émission de poussières exigée par l'autorité portuaire et le permis environnemental. Les systèmes de pulvérisation d'eau (à l'admission, au transfert de la rampe et à l'extrémité de la goulotte) conviennent à la plupart des applications de charbon, de minerai et d'engrais. Les configurations fermées de convoyeur et d’unité de filtration sont obligatoires pour le chargement de ciment, de clinker et de granulés de bois. Les spécifications électriques ATEX Zone 2 sont requises pour la biomasse et certaines cargaisons d'engrais — confirmez la classe d'explosion de poussière de la cargaison (valeur Kst) avant de finaliser la conception électrique.

Configuration de l'alimentation

L'alimentation à quai (enrouleur de câble électrique) est la norme pour les installations de terminaux permanents : coûts d'exploitation réduits et émissions de gaz d'échappement nulles au poste d'amarrage. L'alimentation autonome diesel-hydraulique ou diesel-électrique est spécifiée pour les opérations multi-terminaux, les installations éloignées sans infrastructure d'alimentation à quai ou les applications nécessitant une indépendance totale de la machine lors du déplacement du poste d'amarrage. Les configurations hybrides – diesel pour les déplacements, alimentation à quai pour le chargement – optimisent simultanément la consommation de carburant et la conformité aux émissions.

Accès pour la maintenance et logistique des pièces de rechange

Spécifiez le cycle de maintenance préventive de la machine (intervalles d'entretien de 250 heures, 500 heures et annuels) et confirmez que le fournisseur dispose d'un dépôt régional de pièces de rechange à moins de 48 heures de distance de livraison du terminal. Les principaux éléments d'usure (racleurs de courroie, revêtements de goulotte, rouleaux de courroie, joints hydrauliques) doivent être disponibles localement, et non dans des délais de transport maritime de 8 à 12 semaines à partir du pays d'origine du fabricant. Demandez la liste des pièces de rechange et la confirmation du réseau de distributeurs local avant l'attribution du contrat.