De la terre à la mer avec de faibles émissions de GES : transit éco-sûr du personnel et des marchandises du navire au rivage dans l’Arctique

Projets compÉtitifs

Jusqu’à 1,2 million de dollars en financement progressif destiné au développement pour faire avancer une technologie

Le Défi

Le ministère de la Défense nationale et les Forces armées canadiennes (MDN/FAC) recherchent des solutions novatrices qui peuvent permettre le transit en toute sécurité du personnel et des marchandises entre les navires de patrouille extracôtiers et de l’Arctique (NPEA) et la terre, en l’absence d’infrastructure côtière (p. ex. quais ou jetées), en mettant l’accent sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) pour toute solution proposée.

Ce que fournit IDEeS

Un financement allant jusqu'à 200 000 $ sera fourni pour des solutions novatrices pour aider à faire avancer ce défi sur une période de performance pouvant aller jusqu’à 6 mois. Il existe une possibilité de financement supplémentaire pouvant aller jusqu'à 1 million de dollars pour une période de rendement pouvant aller jusqu’à un an si la solution est jugée fructueuse et prometteuse par le MDN et les FAC.

Ce que les innovateurs apportent

Des solutions qui démontrent la capacité de faire de transporter en toute sécurité du personnel et de l’équipement entre les NPEA et le rivage, dans ou au-dessus des eaux arctiques, ainsi que dans des environnements extrêmement froids, en mettant l’accent sur la réduction des émissions de GES.


Résultats

web_id Titre du projet Innovateur Montant Étape

Défi

Contexte

Comme il est précisé dans la politique de défense du gouvernement du Canada, Protection, Sécurité, Engagement (PSE) en 2017, et dans le Cadre stratégique pour l’Arctique et le Nord (CSAN) en 2019, les FAC accroîtront leur mobilité, leur portée et leur présence dans le Nord canadien afin d’appuyer les opérations, les exercices et la capacité de projeter les forces des FAC dans la région. De plus, il y a une pression pour réduire l’impact sur l’environnement, notamment la pollution dans les régions écosensibles comme l’Arctique canadien, afin de réduire les effets environnementaux négatifs. À cette fin, la Marine royale canadienne (MRC) s’est engagée à réduire ses émissions globales de GES afin de respecter l’engagement carboneutre de 2050 de la Stratégie pour un gouvernement vert. Ainsi, toutes les solutions proposées doivent tenir compte de cet engagement et montrer comment elles réduisent au minimum les émissions de GES.

L’environnement arctique présente des défis logistiques et de mobilité pour transporter en toute sécurité du personnel et des marchandises (p. ex. équipement, fournitures, petits véhicules) entre le navire et la rive, et jusqu’à la rive. La présence et le déplacement de radeaux de glace, les lignes de rivage mal définies et non répertoriées, le manque d’infrastructures côtières (p. ex. quais ou jetées) et l’amplitude des marées rendent difficile l’utilisation de systèmes de livraison en eau traditionnels embarqués dans des navires comme les embarcations gonflables à coque rigide (RHIB) et les engins de débarquement à coque en aluminium. Bien que les opérations aient généralement lieu pendant la saison navigable de mai à octobre, les conditions que toute solution doit s’attendre à rencontrer sont les suivantes :

  • Eau libre
  • Eau avec glace fondante
  • Glace de mer (1re année, plage d’épaisseurs : 0,5 m à 1 m, plage de concentration : 4/10 à 8/10)
  • Ligne côtière instable et rocheuse
  • Petits fonds
  • États de mer variables
  • Vents forts
  • Visibilité médiocre ou dégradée, où la visibilité est limitée par le brouillard, la brume, la chute de neige, les pluies torrentielles, etc.
  • Opérations dans une obscurité quasi complète, où les périodes d’obscurité peuvent durer plus de 30 jours
  • Températures inférieures à zéro jusqu’à -35 °C
  • Faune dangereuse menaçant la sécurité du personnel (p. ex. ours polaires, loups)

Résultats essentiels

Les solutions proposées doivent démontrer les éléments suivants :

  • La capacité de transporter en toute sécurité du personnel et de l’équipement entre le NPEA en cours et le rivage, dans ou au-dessus des eaux arctiques, en notant ce qui suit :
    • Aucune infrastructure côtière ne devrait exister;
    • La solution doit être lancée depuis et récupérée à bord du NPEA.
  • La capacité de fonctionner dans des environnements extrêmement froids (c.-à-d. -30 °C ou plus froids) et météorologiques extrêmes (c.-à-d. vents violents, états de mer élevés, mauvaise visibilité);
  • La capacité de fonctionner avec des émissions de GES réduites de 25 % par rapport à un moteur diesel ou à essence de même puissance utilisé pour la propulsion, sans compromettre la vitesse, l’endurance ou la capacité de charge.
    • Remarque : Les solutions qui utilisent uniquement des carburants « renouvelables » ou « bio » dans les moteurs standard comme moyen de réduction des GES ne seront pas envisagées, car ces carburants émettent encore des GES dans l’environnement sensible.

Résultats souhaités

Les solutions proposées doivent inclure des capacités et des considérations telles que, mais sans s’y limiter, les éléments suivants :

  • Capacité actuelle ou future à fonctionner sans émissions de GES
  • Capacité actuelle ou future (c.-à-d. peut être mise à niveau) pour fonctionner comme une solution autonome ou semi-autonome
  • Source d’alimentation, d’énergie, de carburant ou de recharge facilement disponible à bord des navires de la MRC ou facilement stockée à bord des navires de la MRC
  • Considérations relatives à la plage :
    • Capable de passer de l’ancrage du navire à la rive (jusqu’à 15 km, dans chaque sens)
    • Capable de transiter de la mer à la terre sur des distances allant jusqu’à 15 km du rivage sur de terrain rocailleux/rocheux
    • Capable d’effectuer plusieurs trajets sans avoir à faire le plein/recharger en carburant ou une recharge
  • Considérations relatives à la taille :
    • Le montage/démontage doit être effectué sur le pont d’envol ou la plage arrière du NPEA, et dans des conditions non idéales (froid, chaleur, vent, pluie)
    • Faible encombrement lors du stockage sur le NPEA (compatible avec le stockage de mission modulaire OTAN et s’adapte aux dimensions des conteneurs d’expédition ISO 10 et ISO 20)
    • Dans la capacité de la grue du NPEA de 20 T
    • Capacité de charge : équipement, fournitures, petits véhicules et personnel
    • Taille de l’équipe et nombre de personnel supplémentaire pouvant être transporté
  • Conceptions qui montrent un besoin minimal de machines complexes et d’entretien associé (c. à-d. pas d’augmentation des exigences logistiques ni d’entretien par rapport à un système de combustion de combustibles fossiles).
  • D’autres considérations relatives à l’entretien dont il faut tenir compte :
    • Disponibilité d’un personnel qualifié pour assurer le dépannage et le maintien de la solution
    • Manque de chaîne logistique dans l’Arctique
    • Isolement dans l’Arctique
    • Risque de défaillance
    • Temps d’entretien
  • Résistance aux impacts de la glace dure ou molle et des rochers
  • Maniabilité pour éviter la banquise
  • Stabilité contre le chavirement
  • Capacité de survie/abri pour le personnel dans des conditions difficiles ou en cas d’urgence
  • Capable d’opérer dans des environnements extrêmement froids (arctiques) et chauds/humides (p. ex. la mer des Caraïbes) pour des missions humanitaires

Renseignements supplémentaires

Opérations dans l’Arctique

La principale installation de soutien à terre de la MRC dans l’Arctique canadien est l’installation navale de Nanisivik (NNF) située dans le détroit de Strathcona, sur l’île de Baffin, au Nunavut.

  • Il y a une zone de mouillage dans la portion nord du détroit.
  • Le détroit de Strathcona gèle en hiver et dégèle au printemps. Il y a des banquises et des caractéristiques dans le port tout au long de l’été.
  • Les cartes de navigation pour les eaux arctiques ne sont pas suffisamment détaillées pour saisir la profondeur et la composition de l’eau du fond marin près de la terre.
  • L’amplitude des marées est d’environ un mètre, ce qui rend l’approche et la transition de la mer à la terre extrêmement difficile à l’aide de moyens traditionnels (RHIB, péniche de débarquement à coque en aluminium).

Un raccordement quai-navire réussi doit être capable de transiter d’un navire dans le détroit de Strathcona, à travers ou au-dessus de l’eau, à travers ou au-dessus de densités variables de glace et de neige fondante, de retour dans ou au-dessus de l’eau, et sur un rivage rocheux et instable.

Conditions météorologiques (Nanisivik, au Nunavut) :

  • Au cours de l’année, la température varie généralement de -31 °C à 9 °C et est rarement inférieure à -38 °C ou supérieure à 14 °C.
  • La saison chaude dure 2,5 mois, de la mi-juin à la fin août, avec une température moyenne quotidienne élevée de 2 °C. La période la plus chaude de l’année est la mi-juillet, avec une température moyenne élevée de 9 °C et un minimum de 4 °C.
  • La saison froide dure 4,5 mois, de la fin novembre au début avril, avec une température moyenne quotidienne élevée inférieure à -18 °C. Le jour le plus froid de l’année est habituellement à la fin de février, avec un minimum moyen de -31 °C et un maximum de -24 °C.
  • Humidité : 0 % toute l’année.
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Missions d’aide humanitaire/Opérations tropicales

Une deuxième utilisation de la solution concerne les missions d’aide humanitaire dans les climats tempérés et tropicaux, comme Haïti dans la mer des Caraïbes. Tout raccordement quai-navire utilisé par le NPEA doit également être en mesure de fonctionner efficacement dans un tel environnement.

Conditions météorologiques (Port-au-Prince, à Haïti) :

  • Température : Les températures élevées quotidiennes sont d’environ 33 °C. Les basses températures quotidiennes sont d’environ 24 °C
  • Humidité : 44 % à 98 %
  • Précipitations : La saison des pluies dure de fin février à fin décembre avec une pluviométrie d’au moins 13 mm sur une période glissante de 31 jours. Le mois avec le plus de pluie est mai avec une moyenne de 53 mm.
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