Tripler la capacité dans le même espace : la technologie de stockage en conteneurs à grande hauteur, une solution vitale

Qu’est-ce que la technologie de stockage en conteneurs à grande hauteur et comment fonctionne-t-elle ?

La technologie de stockage en hauteur, également appelée systèmes de stockage de conteneurs en hauteur, révolutionne le stockage des conteneurs dans les ports et les centres logistiques grâce à un empilage vertical dans des systèmes de rayonnages métalliques automatisés. Contrairement aux terminaux à conteneurs classiques, où les conteneurs sont empilés directement les uns sur les autres, cette technologie place chaque conteneur dans un compartiment de rayonnage individuel, jusqu'à une hauteur de 11 niveaux, voire plus. Le fleuron de cette innovation est BOXBAY, une coentreprise entre l'opérateur portuaire mondial DP World et le groupe industriel allemand SMS Group.

Le système utilise des grues entièrement automatisées et électriques qui déplacent les conteneurs avec précision entre les zones de stockage et les points de transfert au sein de la structure métallique. Chaque conteneur reste accessible directement et en permanence, sans qu'il soit nécessaire de déplacer d'autres conteneurs – une différence fondamentale par rapport aux systèmes traditionnels. L'ensemble de l'installation peut être équipé de panneaux solaires sur le toit et fonctionne entièrement à l'électricité grâce à des systèmes de récupération d'énergie.

Quelles augmentations de capacité sont réalistes et réalisables ?

Les données de performance documentées sont impressionnantes : les systèmes de stockage en conteneurs à grande hauteur offrent une capacité de stockage trois fois supérieure à celle des systèmes conventionnels, à encombrement égal. Autrement dit, cela représente une réduction de la surface au sol pouvant atteindre 70 % pour un même nombre de conteneurs. Ces chiffres ne sont pas théoriques ; ils ont été validés en conditions réelles d’exploitation.

L'installation pilote du port de Jebel Ali à Dubaï, dotée de 792 postes de manutention de conteneurs, a réalisé plus de 63 000 mouvements de conteneurs depuis sa mise en service en 2021, dépassant ainsi les prévisions initiales. Les performances mesurées ont atteint 19,3 mouvements par heure sur la table de transbordement côté quai et 31,8 mouvements par heure sur les ponts roulants côté terre. La première installation commerciale à grande échelle, située à London Gateway, aura une capacité de 27 000 EVP répartis sur 16 niveaux de quai et pourra traiter plus de 200 mouvements de conteneurs par heure côté quai.

Pour les investisseurs, cela signifie concrètement qu'un hectare de terrain pouvant accueillir 10 000 EVP avec une technologie conventionnelle peut atteindre une capacité de 30 000 EVP grâce à la technologie de stockage en hauteur. Avec des prix du foncier portuaire oscillant entre 2 000 et 3 000 € le mètre carré, une économie de trois hectares représente une valeur de 60 à 90 millions d'euros.

Pourquoi cette technologie devient-elle un avantage concurrentiel décisif en ce moment ?

Plusieurs tendances du marché convergent, faisant des systèmes de stockage de conteneurs en hauteur une nécessité plutôt qu'une option. Premièrement, la capacité mondiale de transport de conteneurs augmentera de 64 millions d'EVP en 2025, soit la plus forte hausse annuelle depuis la crise financière. Le volume de conteneurs a progressé de 4,4 % pour atteindre 126,75 millions d'EVP entre janvier et août 2025. Ces volumes importants exercent une pression sur les ports urbains, dont la capacité d'extension physique est désormais saturée.

Des études scientifiques démontrent que la conteneurisation est extrêmement gourmande en terres, les terminaux à conteneurs nécessitant quatre à cinq fois plus d'espace par unité de fret traitée qu'avant l'avènement du conteneur. Les ports des métropoles comme Hambourg, Rotterdam ou Singapour atteignent leurs limites spatiales absolues. Les projets de remblaiement, qui constituaient autrefois une solution, coûtent désormais entre 1,5 et 2 milliards de dollars américains par projet et leur réalisation prend des années.

Deuxièmement, les porte-conteneurs géants aggravent le problème. Ces méga-cargos, d'une capacité de plus de 20 000 EVP, nécessitent des chenaux de navigation de 16 mètres de profondeur, des grues spécialisées d'une portée de 22 à 24 rangées et d'immenses zones portuaires. Lorsqu'un seul porte-conteneurs géant accoste et décharge des milliers de conteneurs, il crée des pics de capacité qui saturent les terminaux traditionnels et entraînent une congestion portuaire mondiale.

Troisièmement, le réempilage inefficace dans les terminaux conventionnels représente entre 20 et 60 % de tous les mouvements de conteneurs. Ces mouvements improductifs engendrent des pertes de temps et d'énergie et réduisent considérablement la capacité de traitement. Les systèmes de stockage de conteneurs à grande hauteur éliminent totalement ce problème grâce à un stockage centralisé avec accès direct.

Quels arguments économiques soutiennent les investisseurs ?

Les calculs de retour sur investissement pour l'automatisation portuaire indiquent généralement des périodes d'amortissement de trois à cinq ans. Ce délai s'explique par plusieurs facteurs : premièrement, les coûts d'exploitation peuvent être réduits de 25 à 55 %, principalement grâce à une consommation d'énergie moindre, des coûts de maintenance réduits et une affectation optimisée du personnel. Le site pilote de Jebel Ali a permis de réaliser des économies d'énergie inférieures de 29 % aux prévisions, tout en réduisant considérablement les coûts de maintenance.

Deuxièmement, les systèmes de stockage en hauteur permettent d'éviter les coûteux agrandissements fonciers. Dans les villes portuaires densément peuplées, le foncier est rare et onéreux. Des études scientifiques montrent que seules les villes disposant de vastes superficies ont pu augmenter significativement leur volume d'expédition après la conteneurisation. Les ports des villes où le foncier est rare ont dû soit renoncer à leur croissance, soit entreprendre des projets de réhabilitation extrêmement coûteux. Le stockage de conteneurs en hauteur résout ce dilemme fondamental en privilégiant la densification à l'expansion.

Troisièmement, les niveaux de service et la compétitivité sont améliorés. La mise en œuvre à Busan, en Corée du Sud, devrait permettre d'éliminer 350 000 mouvements de conteneurs improductifs par an et de réduire de 20 % le temps de manutention des camions. Pour les opérateurs portuaires, cela se traduit par une clientèle plus satisfaite, des cadences de traitement plus élevées et une capacité accrue à gérer efficacement les navires de plus grande taille.

L'installation London Gateway, représentant un investissement de 170 millions de livres sterling, témoigne de la confiance que les opérateurs portuaires établis accordent à cette technologie. Ce projet comprend un système à 10 allées équipé de 15 machines de stockage et de récupération, et est spécialement conçu pour la gestion efficace des conteneurs vides – un problème récurrent source de coûts importants.

Quels sont les avantages de cette technologie en matière de développement durable ?

Les facteurs environnementaux deviennent de plus en plus des exigences réglementaires et des atouts concurrentiels. Les entrepôts à conteneurs de grande hauteur offrent de multiples avantages à cet égard. L'électrification complète élimine les émissions locales de CO2, tandis que les systèmes de récupération d'énergie réinjectent de l'électricité dans le réseau lors du freinage et de la descente des conteneurs. L'intégration de panneaux solaires sur les vastes surfaces de toiture permet théoriquement d'atteindre l'autonomie énergétique.

Des études sur les solutions portuaires automatisées montrent que l'intégration de l'énergie solaire est généralement amortie en moins de cinq ans, avec des économies d'énergie sur la durée de vie pouvant atteindre 74 millions de dollars américains. Le port de Valence a déjà atteint une part de 18 % d'énergie solaire, produisant plus d'énergie qu'il n'en consomme aux heures de pointe.

Sa conception compacte réduit considérablement les nuisances sonores et lumineuses, un atout majeur pour les ports urbains situés à proximité de zones résidentielles. La structure fermée et revêtue permet même des aménagements esthétiques avec des façades végétalisées, favorisant ainsi son intégration harmonieuse dans les environnements urbains.

Enfin, et surtout, la réduction drastique de la superficie terrestre diminue la pression sur l'urbanisation et empêche les projets d'aménagement du territoire nuisibles à l'environnement et aux écosystèmes côtiers. Pour les investisseurs qui doivent prendre en compte les critères ESG, ces facteurs offrent des indicateurs de durabilité mesurables.

LTW Intralogistics – Ingénieurs des flux - Image : LTW Intralogistics GmbH

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Comment cette technologie se comporte-t-elle en pratique ?

La maturité de cette technologie est démontrée par de multiples mises en œuvre opérationnelles. La validation de concept au port de Jebel Ali, menée de 2021 à 2022, a permis d'obtenir la certification de commercialisation après avoir traité près de 500 000 EVP. La phase de test a non seulement démontré la fiabilité technique du système, mais a également surpassé les performances simulées pour des paramètres critiques tels que la performance, la fiabilité et l'efficacité énergétique.

La mise en service commerciale au terminal de Busan Newport Corporation, détenu à 66 % par DP World, marque le passage de la phase de test à l'exploitation courante. Le système y est installé sur une zone de stockage de conteneurs vides existante et intégré aux portiques automatisés sur rails et aux opérations de manutention de camions déjà en place.

L'installation London Gateway, dont la mise en service est prévue environ deux ans après le début du projet en 2025, démontre l'évolutivité de cette technologie. D'une capacité de 27 000 EVP, elle est nettement plus grande que l'installation d'essai de Dubaï et sera entièrement intégrée au quai 4, hautement automatisé.

D'autres fournisseurs, comme Konecranes, proposent des solutions similaires avec leur système automatisé de stockage de conteneurs en hauteur, pouvant accueillir jusqu'à 14 niveaux de conteneurs vides, ce qui témoigne de la maturité croissante de cette technologie sur le marché. Sa conception modulaire permet une extension progressive sans interruption des opérations en cours.

Quels sont les défis et les risques existants ?

La transparence concernant les risques liés à la mise en œuvre est essentielle pour prendre des décisions d'investissement éclairées. Le principal défi réside dans l'investissement initial élevé. Si les coûts spécifiques des projets varient, l'installation du terminal London Gateway, d'une capacité de 27 000 EVP et ayant coûté 170 millions de livres sterling, illustre l'ampleur du projet. À titre de comparaison, les extensions de terminaux classiques coûtent moins cher par EVP, mais nécessitent des terrains disponibles.

Des études sur l'automatisation portuaire mettent en garde contre le fait que tous les terminaux automatisés n'atteignent pas la productivité escomptée. Une enquête de McKinsey a révélé que, malgré la baisse des coûts d'exploitation prévue, la productivité de certains terminaux entièrement automatisés chute de 7 à 15 % au lieu d'augmenter. Cependant, ce constat concerne principalement les portiques de quai entièrement automatisés, et non les systèmes de stockage en aire de stockage.

L'intégration aux systèmes d'exploitation de terminaux et aux systèmes de gestion d'entrepôt existants exige une planification rigoureuse. BOXBAY y remédie grâce à son propre système de gestion d'entrepôt, capable de communiquer avec les systèmes d'exploitation de terminaux de niveau supérieur. Néanmoins, l'intégration système demeure un facteur de réussite essentiel.

La dépendance technologique vis-à-vis de fournisseurs spécialisés représente un risque stratégique. Le marché des systèmes de stockage en conteneurs à grande hauteur est actuellement dominé par un petit nombre de fournisseurs, ce qui peut influencer les positions de négociation et les coûts de maintenance à long terme. Cependant, une diversification des fournisseurs est clairement en cours.

Les enjeux liés au marché du travail ne peuvent être ignorés. Si l'automatisation réduit les coûts de main-d'œuvre, elle se heurte à une forte résistance de la part des syndicats en Europe et en Amérique du Nord. Les projets de mise en œuvre doivent impérativement intégrer des stratégies de gestion des parties prenantes et d'accompagnement du changement.

Pour quels types de ports cette technologie est-elle particulièrement adaptée ?

Les cas d'utilisation idéaux peuvent être identifiés selon plusieurs critères. Premièrement, les ports situés dans des zones urbaines où le foncier est extrêmement rare sont ceux qui en tirent le plus grand bénéfice. Hambourg, Anvers, Singapour ou les ports japonais appartiennent à cette catégorie, où l'extension du territoire est soit physiquement impossible, soit excessivement coûteuse.

Deuxièmement, les systèmes de stockage en hauteur sont idéaux pour les terminaux traitant un volume important de conteneurs vides. L'installation de London Gateway est spécifiquement axée sur la fonctionnalité de super-empilement de conteneurs vides. Le repositionnement des conteneurs vides coûte des milliards chaque année, et un stockage efficace à proximité de leur point d'origine réduit considérablement les transports inutiles.

Troisièmement, les terminaux équipés de systèmes de stockage à grande hauteur (ULCS) sont parfaitement adaptés. La capacité à absorber d'importants pics de volume à l'arrivée de navires de plus de 20 000 EVP constitue un avantage concurrentiel. Les systèmes de stockage à grande hauteur, grâce à leur débit et leur densité de stockage élevés, gèrent mieux ces pics que les systèmes horizontaux.

Quatrièmement, les sites industriels désaffectés nécessitant une modernisation sont adaptés. La possibilité de rénovation permet d'accroître les capacités sans extension physique. Pour les ports établis soucieux de préserver leur compétitivité, cette solution offre une voie progressive plutôt que révolutionnaire.

Géographiquement, l'adoption précoce se concentre en Asie-Pacifique et en Europe. L'Amérique du Nord manifeste un intérêt croissant, bien que les décisions d'investissement y soient souvent plus complexes en raison de la réglementation du travail. Le marché mondial des terminaux à conteneurs automatisés devrait croître de 7 % par an jusqu'en 2035.

Quelles sont les implications pour les décisions d'investissement stratégiques ?

La technologie de stockage en hauteur pour conteneurs représente un changement de paradigme dans la logistique portuaire, impulsé par la convergence de mégatendances : la rareté de l’espace, la croissance des volumes, la prolifération des systèmes de stockage en hauteur et les exigences de développement durable. Trois implications stratégiques sont essentielles pour les investisseurs et les opérateurs portuaires.

Premièrement, la densification verticale devient une condition essentielle à la compétitivité des terminaux sur les marchés où l'espace est limité. L'alternative – un coûteux agrandissement foncier ou des limitations de capacité – est économiquement et stratégiquement désavantageuse. Les entreprises pionnières s'assurent un avantage concurrentiel grâce à une capacité de traitement et des niveaux de service supérieurs.

Deuxièmement, les investissements initiaux élevés se justifient par les économies réalisées sur les coûts d'exploitation, les coûts fonciers évités et l'amélioration de la qualité des revenus. Les périodes d'amortissement documentées, de trois à cinq ans, sont acceptables pour des investissements d'infrastructure. Les projets permettant de valoriser les économies foncières sont particulièrement intéressants.

Troisièmement, la réussite du projet repose sur une gestion intégrée qui prenne en compte les dimensions techniques, opérationnelles et sociales. La technologie a fait ses preuves, mais le succès du projet dépend d'une planification rigoureuse, de l'implication des parties prenantes et d'attentes réalistes.

La technologie des entrepôts à conteneurs en hauteur n'est plus un concept futuriste, mais une réalité opérationnelle avec une base installée croissante et des performances éprouvées. Pour les plateformes logistiques portuaires du monde entier, la question n'est plus de savoir si cette innovation sera mise en œuvre, mais quand et comment.

Konrad Wolfenstein

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Entrepôts à conteneurs et terminaux à conteneurs : l’interaction logistique – conseils et solutions d’experts – Image créative : Xpert.Digital

Cette technologie innovante promet de transformer en profondeur la logistique des conteneurs. Au lieu d'être empilés horizontalement comme auparavant, les conteneurs seront stockés verticalement dans des structures de rayonnages métalliques à plusieurs niveaux. Ceci permet non seulement d'accroître considérablement la capacité de stockage sur une même surface, mais aussi de révolutionner tous les processus du terminal à conteneurs.

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