Que sont les propulseurs azimutaux et pod électriques ?
Les propulseurs azimutaux sont des ensembles propulsifs orientables à 360° autour d'un axe vertical, intégrant une hélice et son réducteur dans une nacelle (gondole) suspendue sous la coque. Ils suppriment la ligne d'arbres classique, le gouvernail et l'hélice d'étrave : la propulsion et la direction sont assurées par la même unité. On distingue deux familles principales : les propulseurs azimutaux mécaniques (l'arbre vertical depuis le moteur diesel intérieur transmet le couple via un renvoi d'angle 90° vers l'hélice, type Schottel SRP ou Wartsila WST, puissance 500 kW à 6 MW, applications remorqueurs et ferries), et les POD électriques (un moteur électrique synchrone est intégré directement dans la nacelle immergée, alimenté depuis des génératrices diesel ou turbines dans le navire, type ABB Azipod ou Siemens SISHIP eSiPOD, puissance 5 à 21 MW, applications paquebots géants, brise-glaces, sous-marins).
En France, l'intégration des propulseurs azimutaux et POD se concentre sur les chantiers civils Chantiers de l'Atlantique Saint-Nazaire 44 (3 200 salariés, intègre 2 à 3 Azipod ABB 21 MW par paquebot géant MSC World Class et Royal Caribbean Icon class, soit 6 paquebots livrés 2024-2030 avec total 12 à 18 Azipod montés), Piriou Concarneau 29 (1 000 salariés, navires services et thoniers avec azimutaux Schottel SRP), Naval Group Lorient 56 (3 000 salariés, intégration POD furtifs sur frégates FREMM et FDI Belharra type 'tilting propulsion'). Les fournisseurs principaux sont allemands (Schottel Spay-am-Rhein avec bureau France, Voith Schneider Heidenheim), finlandais (Wartsila Mulhouse 68 pour France), suisse-suédois (ABB Marine France pour Azipod, fabrication Finlande et Pologne), italo-norvégien (Rolls-Royce Marine racheté Kongsberg). Hydromaster (filiale Schottel) fournit les azimutaux portuaires remorqueurs.
Spécifications techniques et procédés de production
Principales familles de propulseurs azimutaux et POD intégrés sur navires français :
Familles de produits et caractéristiques
| Type propulseur | Puissance | Technologie | Application navale |
|---|---|---|---|
| Azimutal mécanique Schottel SRP | 500 kW à 6 MW | Renvoi d'angle 90° depuis arbre vertical | Remorqueurs portuaires, ferries, navires services |
| Azimutal mécanique Wartsila WST | 1 à 8 MW | Renvoi d'angle compact | Ferries, navires offshore, thoniers |
| POD électrique ABB Azipod XO | 5 à 21 MW | Moteur synchrone aimants permanents | Paquebots géants, brise-glaces, ferries |
| POD électrique Siemens SISHIP eSiPOD | 5 à 17 MW | Moteur synchrone aimants permanents | Paquebots, navires câbliers |
| Propulseur Voith Schneider VSP | 300 kW à 4 MW | Pales verticales rotatives cycloïdales | Remorqueurs portuaires, navires services |
| Propulseur d'étrave tunnel | 200 kW à 3 MW | Hélice tunnel transversal | Manoeuvre portuaire (complément azimutal) |
Grades et conditionnements commerciaux
- Azimutal Schottel SRP 4000 : puissance 4 MW, diamètre hélice 2,8 m, rotation 360° continu, applications remorqueurs portuaires Boluda France, Compagnie Maritime Pénichère, intégration Piriou Concarneau 29.
- Azimutal Wartsila WST 65U : puissance 6,5 MW, diamètre hélice 4 m, applications ferries hybrides Brittany Ferries Salamanca et Santoña, intégration chantiers européens partenaires.
- POD ABB Azipod XO 21 MW : moteur synchrone aimants permanents, diamètre hélice 6 m, équipe paquebots Royal Caribbean Icon of the Seas (3 unités), MSC World Europa (2 unités), intégration Chantiers de l'Atlantique Saint-Nazaire 44.
- POD Siemens SISHIP eSiPOD 17 MW : moteur synchrone refroidi air, applications paquebots de luxe et brise-glaces, fabrication usine Trondheim Norvège, intégration Chantiers de l'Atlantique pour Princess Cruises.
- Propulseur Voith Schneider VSP 36R5 : 4 MW, pales cycloïdales rotatives plan horizontal, applications remorqueurs Hambourg et Rotterdam, certifié BV, livraison intégrée Piriou Concarneau 29 ou chantiers Damen.
Normes et réglementations
Référentiels normatifs et réglementaires applicables aux propulseurs azimutaux et POD :
- Bureau Veritas NR 467 Steel Ships chapitre 7 Machines : règles classification propulseurs azimutaux et POD, dimensionnement nacelle, étanchéité, contrôles matériaux.
- DNV-RU-SHIP Pt.4 Ch.5 Sec.1 Section 9 : Azimuthing and POD propulsion units, règles classification équivalent international BV.
- IEC 60092 série : Installations électriques à bord des navires, applicable POD électriques avec moteur immergé et alimentation 6,6 kV ou 11 kV.
- ISO 19009 : Ships and marine technology - DP (Dynamic positioning) systems for offshore ships, applicable navires DP2/DP3 avec propulseurs azimutaux.
- IMO MSC.1/Circ.1580 : Guidelines for Vessels and Units with Dynamic Positioning, intégration propulseurs azimutaux dans systèmes DP.
- Directive MED 2014/90/UE (Marine Equipment Directive) : marquage barrette ancre obligatoire équipements marins commercialisés UE, applicable propulseurs.
Procédés industriels détaillés
Étapes industrielles d'intégration d'un propulseur azimutal ou POD sur navire :
Étude intégration et calculs hydrodynamiques
Étude intégration et calculs hydrodynamiques par bureau études Chantiers de l'Atlantique ou Naval Group : positionnement nacelles sous coque, calcul résistance hydrodynamique, prévention cavitation, simulation manoeuvrabilité.
Fabrication nacelle et moteur ou réducteur
Fabrication de la nacelle en acier soudé chez fournisseur (Schottel Spay-am-Rhein Allemagne, ABB Vaasa Finlande, Wartsila Vaasa) avec moteur électrique POD intégré ou réducteur mécanique angle 90°, hélice bronze NiAl.
Tests usine FAT Factory Acceptance Test
Tests usine FAT Factory Acceptance Test chez fournisseur : essai rotation 360°, mesure couple et puissance, mesure vibrations, tests étanchéité immersion, validation client (Chantiers de l'Atlantique ou armateur).
Transport et levage sur chantier
Transport routier convoi exceptionnel ou maritime depuis usine fournisseur jusqu'à chantier Saint-Nazaire 44 ou Lorient 56, levage par grue chantier 1 200 t (Big Bertha de Chantiers de l'Atlantique) pour Azipod 21 MW (masse 250 t).
Montage sur coque et alignement
Montage sur coque navire en cale sèche ou bassin : pose sur barillet boulonné, alignement avec laser tracker, raccordement hydraulique et électrique haute tension 6,6 kV, contrôle étanchéité immersion partielle.
Tests mer SAT Sea Acceptance Test
Tests mer SAT Sea Acceptance Test : essais propulsion pleine charge, essais manoeuvrabilité 360° à différentes vitesses, mesures vibrations et bruit, validation Bureau Veritas ou DNV, livraison à l'armateur.
Le marché français
Le marché mondial des propulseurs azimutaux et POD représente environ 3 Md€ par an en 2024, dominé par ABB Azipod (Suisse-Suède, 60 % parts marché POD géants, leader paquebots), Schottel (Allemagne, 40 % parts marché azimutaux mécaniques portuaires), Wartsila (Finlande, intégrateur ferries et offshore), Voith Schneider (Allemagne, 30 % marché propulseurs cycloïdaux remorqueurs). La France n'a pas de fabricant national de POD ou azimutaux mais intègre ces équipements sur chantiers : Chantiers de l'Atlantique Saint-Nazaire 44 est devenu le n°1 mondial des paquebots équipés Azipod ABB avec carnet 13 Md€ à 2030 (équivalent 18-24 Azipod XO 21 MW à intégrer).
Les paquebots géants Royal Caribbean Icon class (3 unités livrées 2024-2027 par Chantiers de l'Atlantique, paquebots de 250 000 GT et 7 500 passagers) sont équipés chacun de 3 Azipod ABB 21 MW (63 MW total propulsion, soit la puissance d'une petite centrale électrique). MSC World Europa et MSC World America (paquebots 215 000 GT GNL livrés 2022 et 2025) sont équipés de 2 Azipod ABB. Les ferries Brittany Ferries Salamanca et Santoña (livrés 2022-2024) intègrent des azimutaux Wartsila WST. Les remorqueurs portuaires français (Boluda France, Marfret, Léon Vincent) sont équipés majoritairement de Schottel SRP ou Voith Schneider VSP pour manoeuvrabilité portuaire 360°.
Le carnet de commandes Chantiers de l'Atlantique Saint-Nazaire 44 (13 Md€ paquebots à 2030) garantit une demande continue de POD Azipod pour 8-10 paquebots géants supplémentaires (MSC, Royal Caribbean, NCL, Princess). Chantiers de l'Atlantique investit 200 M€ dans la modernisation du site (extension cale Joubert, grue 1 200 t supplémentaire) pour accueillir les paquebots 280 000 GT à venir. Le segment POD militaire reste limité en France (la majorité des frégates utilisent encore lignes d'arbres classiques), mais Naval Group Lorient 56 développe des concepts de POD furtifs pour les futures FDI évolution et SNLE 3G. Le marché européen propulseurs azimutaux croît de +6 %/an, tiré par décarbonation flotte commerciale (POD électriques compatibles GNL, batteries, hydrogène).
Applications et débouchés industriels
Programmes publics et industriels soutenant l'intégration française de propulseurs azimutaux :
- France 2030 maritime (300 M€) : décarbonation flotte commerciale incluant propulsion POD électriques compatibles GNL, batteries, hydrogène pour navires zéro émission 2030-2050.
- Plan Naval 2035 GICAN : structuration filière navale française 16 Md€/an, 45 000 emplois, volet intégration équipements propulsion sur chantiers Saint-Nazaire et Lorient.
- Programme paquebots Chantiers de l'Atlantique 2024-2030 : carnet 13 Md€ MSC World Class et Royal Caribbean Icon class, 8-10 paquebots équipés POD Azipod 21 MW.
- Stratégie nationale portuaire 2024-2030 : modernisation flotte remorqueurs GPMM Marseille, HAROPA Le Havre, GPMNSN Nantes Saint-Nazaire avec propulseurs azimutaux Schottel SRP.
- Programme FREMM EVO et FDI 2030 Naval Group Lorient 56 : R&D propulsion alternative POD furtifs militaires (concept avant études) pour évolutions frégates 2030-2040.
Questions fréquentes
Quelle différence entre azimutal mécanique et POD électrique ?
Un propulseur azimutal mécanique (type Schottel SRP, Wartsila WST) reçoit la puissance d'un moteur diesel situé à l'intérieur du navire via un arbre vertical traversant la coque, puis un renvoi d'angle 90° (engrenages coniques) dans la nacelle immergée transmet le couple à l'hélice. Puissance limitée à 6-8 MW par les engrenages. Applications : remorqueurs portuaires 500 kW à 4 MW, ferries 2-6 MW, navires offshore. Un POD électrique (type ABB Azipod, Siemens eSiPOD) intègre directement un moteur électrique synchrone à aimants permanents DANS la nacelle immergée, refroidi par l'eau de mer environnante. Le moteur électrique est alimenté en haute tension 6,6 kV ou 11 kV depuis des génératrices diesel ou turbines à gaz situées dans le navire. Puissance jusqu'à 21 MW par Azipod XO. Avantages POD : rendement supérieur (pas de renvoi d'angle), volume libéré dans le navire, modularité électrique. Inconvénients : coût initial 2-3x supérieur, maintenance moteur immergé complexe.
Qui intègre les POD Azipod en France ?
Chantiers de l'Atlantique Saint-Nazaire 44 (Loire-Atlantique, 3 200 salariés, leader mondial paquebots géants) est le principal intégrateur français des POD ABB Azipod XO 21 MW. Le carnet de commandes 13 Md€ paquebots 2024-2030 inclut Royal Caribbean Icon class (3 unités, 3 Azipod chacun soit 9 Azipod total), MSC World Class (5 unités, 2 Azipod chacun soit 10 Azipod), NCL Prima Plus, Princess Cruises. Soit environ 20-25 Azipod XO 21 MW à intégrer sur la décennie. L'intégration nécessite la grue 1 200 t 'Big Bertha' (la plus grande grue de chantier naval européen, hauteur 76 m) pour soulever chaque Azipod 250 t. Le levage et montage sous coque sont précis au millimètre avec laser tracker Leica. Les POD sont fabriqués à l'usine ABB Vaasa Finlande et transportés par cargo spécialisé jusqu'à Saint-Nazaire. ABB Marine France (Massy 91) assure le support technique et après-vente.
Qu'est-ce que le dynamic positioning DP ?
Le dynamic positioning (DP, positionnement dynamique) est un système de maintien automatique de la position d'un navire en mer sans ancrage, par utilisation continue des propulseurs (azimutaux, POD, étrave tunnel) commandés par calculateur depuis références positionnement GPS/DGPS, taut-wire, sonars hydroacoustiques HiPAP, gyrocompas, compteurs vitesse. Trois classes de redondance : DP1 (perte propulsion = dérive, applications basique), DP2 (un défaut équipement = position maintenue, offshore standard), DP3 (un incendie ou inondation compartiment = position maintenue, plateformes pétrolières et nucléaires). Les navires offshore (poseurs câbles, plateformes de forage, navires de support) nécessitent 4 à 8 propulseurs azimutaux 2-6 MW chacun pour atteindre la classe DP2 ou DP3. Le système contrôle vitesse de rotation et orientation de chaque propulseur 360° pour compenser vent, courant, vagues en temps réel. Norme référence ISO 19009 et MSC.1/Circ.1580 IMO.
Quelle puissance maximum pour un POD ?
Le POD le plus puissant au monde est l'ABB Azipod XO 21 MW (21 mégawatts, soit 28 500 chevaux, équivalent puissance d'environ 200 voitures sportives). Il équipe les paquebots géants Royal Caribbean Icon class (3 Azipod XO par paquebot, soit 63 MW total propulsion) et Quantum class (3 Azipod), ainsi que les paquebots MSC World Class (2 Azipod XO + 2 propulseurs étrave). Le moteur synchrone à aimants permanents intégré dans la nacelle pèse 250 t, avec hélice bronze NiAl 6 m de diamètre. Refroidissement par eau de mer environnante. La puissance unitaire 21 MW est limitée par le diamètre maximum de la nacelle (constraint hydrodynamique) et par la technologie aimants permanents néodyme-fer-bore. Siemens propose le SISHIP eSiPOD 17 MW concurrent. Pour des puissances supérieures, on utilise plusieurs POD en parallèle (3 Azipod = 63 MW). La R&D ABB travaille sur Azipod 25-30 MW pour paquebots futurs 280 000 GT.