Histoire technologique

Comment Wärtsilä est passé du HFO au 50DF — et au-delà

Cinq générations de moteurs Wärtsilä : du fioul lourd des W46 installés à Bel Air jusqu'aux moteurs 100 % hydrogène / ammoniac de la décarbonation industrielle.

1980-2000
Étape 1

Wärtsilä Vasa 32 / 46 (HFO)

Combustible : Fioul lourd HFO 380 cSt + MDO au démarrage
Rendement : ≈ 45 %
NOx : ≈ 1 400 mg/Nm³
  • Injection mécanique puis common-rail (W46 = 500 tr/min, 6 paires de pôles)
  • Régulation Woodward 723 + capteur optique de survitesse + vérin
  • Base installée mondiale — C4 Cap des Biches & C6 Bel Air en font partie
  • Contraintes : SO₂ élevé, viscosité, préchauffage 130 °C, encrassement injecteurs
2000-2010
Étape 2

Wärtsilä 32DF / 50DF (dual-fuel)

Combustible : Gaz naturel (mode gaz) + HFO/MDO (mode diesel de secours)
Rendement : ≈ 47-48 %
NOx : ≈ 240 mg/Nm³ en mode gaz (IMO Tier III)
  • Cycle Otto à mélange pauvre (λ ≈ 2) allumé par une micro-pilote de gasoil (< 1 %)
  • Bascule gaz ↔ diesel « on-the-fly » sans coupure de charge
  • Chambre de pré-combustion pour stabiliser la flamme en mélange pauvre
  • Automate UNIC C3 remplace le Woodward mécanique — protection survitesse électronique
  • Réduction CO₂ ≈ 25 %, SO₂ ≈ 100 %, particules ≈ 90 %
2010-2020
Étape 3

Wärtsilä 34SG / 50SG (spark-gas) & 31DF

Combustible : 100 % gaz naturel (SG) ou dual-fuel optimisé (31DF)
Rendement : ≈ 50 % (31DF, record moteur alternatif)
NOx : < 200 mg/Nm³
  • Bougies d'allumage haute énergie sur SG (pas de pilote diesel)
  • 31DF : plus haut rendement du monde pour un moteur 4-temps
  • Modularité 8-16 cylindres, démarrage rapide < 2 min
  • Idéal pour équilibrer les EnR intermittentes (peaking / balancing)
2020-2025
Étape 4

Wärtsilä 25 / 32 Methanol & Ammonia-ready

Combustible : Méthanol vert, ammoniac (NH₃), mix hydrogène jusqu'à 25 %
Rendement : ≈ 48-50 %
NOx : Post-traitement SCR obligatoire (NH₃-slip catalytique)
  • Wärtsilä 32M (méthanol) — premier moteur 4-temps méthanol commercial (2023)
  • Programme « Ammonia-ready » : W25 et W46 rétrofit ammoniac 70 % + 30 % pilote
  • H₂-blend jusqu'à 25 % vol. validé sur W34SG
  • Convergence avec les Engine Power Plants + BESS (batteries) — hybrid balancing
2025 →
Étape 5

Wärtsilä 100 % H₂ & NH₃ pur

Combustible : Hydrogène vert, ammoniac vert
Rendement : ≈ 45-48 % (démonstrateur)
NOx : Ultra-low avec SCR + EGR
  • Moteur test 100 % hydrogène opérationnel (Vaasa, 2023) — commercialisation ~2026
  • Ammoniac pur : brûleur à double injection + destruction NH₃-slip
  • Objectif : décarbonation totale des Engine Power Plants d'ici 2030
  • Compatibilité rétrofit annoncée sur base installée W46 / W50DF existante

Focus : la révolution 50DF

Le Wärtsilä 50DF (Dual-Fuel) est la charnière : même bloc que le W46, même 500 tr/min, même 17,55 MW par unité — mais un principe de combustion radicalement différent.

Mode gaz (Otto pauvre)

Gaz + air prémélangés (λ ≈ 2). Micro-injection pilote de gasoil (< 1 %) allumée par compression dans une pré-chambre. NOx divisés par 6.

Mode diesel (backup)

Bascule automatique en < 1 seconde vers HFO/MDO en cas de perte gaz. Aucune coupure sur le réseau — sécurité vitale pour un IPP.

Contrôle UNIC C3

Automate Wärtsilä qui gère injection, timing pilote, richesse par cylindre, anti-cliquetis, survitesse électronique. Le Woodward 723 mécanique disparaît.

Et pour C6 Bel Air ?

C6 exploite aujourd'hui 6 × W46 HFO. Deux trajectoires de modernisation sont ouvertes par le catalogue Wärtsilä 2026 :

Option 1 · Conversion W46 → W50DF

Rétrofit lourd (culasses, injecteurs pilote, rampe gaz 5 bar, automate UNIC). Nécessite l'arrivée du gaz naturel à Bel Air (GNL Sangomar). Gain CO₂ ≈ 25 %, fin du préchauffage HFO 130 °C, disparition du circuit ammoniac SCR.

Option 2 · Ammonia-ready

Le W46 est éligible au programme « Ammonia-ready ». Rétrofit vers 70 % NH₃ + 30 % pilote HFO/biocarburant. Cohérent avec la stratégie « Sénégal hub H₂/NH₃ vert » via Grand-Tortue et projets solaires PV.

PFE C6 SENELEC WÄRTSILÄ · Ingénieur Électromécanique Mouhamadou Rassoul Fall · Université DAUST