Atelier " Energies et stockage dans le nautisme et le naval " - Mercredi 12 juin de 9h45 à 15h00 au Musée Maritime de La Rochelle - Energies Stockage
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Atelier « Energies et stockage dans le nautisme
et le naval »
Mercredi 12 juin de 9h45 à 15h00
au Musée Maritime de La Rochelle
Table Ronde
« Les solutions de production, de stockage, de
propulsion, et de traction à bord »
Les solutions Zéro émission
Le contexte mondial : le Comité de la Protection du Milieu Marin
(MEPC) de l’OMI édicte de nouvelles règles pour le monde maritime :
• Taux de soufre des carburants
limités à 0,5% en 2020
(augmentation prévue de 50%
du prix des carburants)
• Diminution de l’impact du
transport maritime
Sox (2020, 0,5%), Nox (2021
Europe), GES (-50% entre
2008/2050) et CO2 (-70%
entre 2008/2050)
• Développement des Emission
Control Areas
Les solutions Zéro émission
Enjeux pour la plaisance, cycles de vie et impact climatique
2%
4% 5%
31%
46 tCO2 eq 158 tCO2 eq
64%
93%
46 tCO2 eq représentent les émissions d’un français Durant 8 années
158 tCO2 eq représentent les émissions d’un français Durant 26 années
Source : "Comparative Life cycle assessment of a sailboat, a yacht and a rigid inflatable boat" european studies BoatCycle
usage matière première et composant fin de vie autre
Les solutions Zéro émission Quelle dynamique actuellement sur le sujet ? La signature avec l’Etat du Contrat de Filière le 29 octobre 2018, engage la filière des Industriels de la Mer vers l’objectif d’« être un acteur de la transition écologique en favorisant l’émergence de nouveaux matériaux dans des chantiers et industries adaptées, l’autonomie des plateformes et l’intelligence des systèmes embarqués , le développement de nouvelles énergies plus propres et plus économiques, et la diversification durable des ressources marines ». Cette stratégie se retrouve dans les quatre grands axes de travail principaux proposés au COMITE R&D du CORIMER : • Smart YARD : axe nouveaux matériaux et chantiers intelligent • Smart SHIP : axe bateau intelligent et systèmes autonomes • Green SHIP : axe énergie, propulsion • Smart OFFSHORE INDUSTRIES : axes ressources marines
Les solutions Zéro émission
Feuille de Route Greenship, objectifs court et moyen terme :
• Définir les axes de travail concrets permettant de :
– Réduire l’impact environnemental des navires à construire et en exploitation
(Construction / Refit / Usages / Déconstruction).
– Assurer la performance économique des navires à faibles impacts
environnementaux.
– Assurer la cohérence avec le cadre règlementaire actuel et à venir quant aux
rejets des navires
– Développer les briques technologiques dans les EMR
– Développer des systèmes efficaces de dépollution
• 2019 : document écrit prescriptif pour les investissements soutenus à venir
Les solutions Zéro émission
Focus hydrogène et naval (source APHYPAC 2019) :
• Plan National Hydrogène (1erjuin2018), plusieurs appels à projets opérés par l’ADEME, reprise des
objectifs du Plan dans la Programmation Pluriannuelle de l’Energie
• Intérêt grandissant de nombreuses filières industrielles (poids-lourds, engins de chantier, etc.)
• Usages/réalisations maritimes et fluviaux courte distance & recharges fréquentes (passeurs,
ferries…)
• Deux types de solutions pour répondre à la diversité des cas d’usages :
– Les systèmes piles à combustible, jusqu’à 850 kW, projets à 1 voire 2 MW
– Les molécules/carburants de synthèse :
• Pour des motorisations thermiques : Ammoniac, Méthanol, Diméthylether
• Pour stocker l’hydrogène sous une forme différente notamment liquide.
– D’autres solutions de stockage sont possibles : Liquid Organic Hydrogen Carriers, Polysilane
• Mais des limites notables à ce stade pour le maritime longue distance :
– Volume de stockage important : x4 à x5 versus fuel
– Impact environnemental fort : génération de 10 à 12t de CO2 pour produire 1t de H2
– Rendement cyclique faible : 40% pour produire et stocker H2, 40% pour la pile… environ 20 % sur le cycle
complet, cf ENERGY OBSERVER
Les solutions Zéro émission
Vers le Zéro Impact et l’autonomie complète pour la Recherche,
Esprit de VELOX, horizon 2022 52 m LOA
500 tons
500 m² main wing sails
42 people
4 20’ containers
1200 m²
1200 UMS
3x40 m2 labs
100 days at sea
2x315 kW engines
Campagne de Recherche Atlantique 100 :
5° N à 82°N
12 000 mN navigation à 9,5 nds
Razzle-Dazzle design© Mathilda Bruch/
100 jours de mer, dont 56 jours de transit et
EESAB B.0.A.T. pour Esprit de VELOX
44 jours de recherche coopérative interdisciplinaire,
au point fixe et vitesse < 3 nds Ailes de propulsion
Smart DC Grid, 750 kWh/24/7 :
. Photovoltaïques selon 3 technos complémentaires
. Stabilisation/prod énergie houlomotrice
. Eoliennes
. Propulsion réversible bioinspirée
. Pile à combustible en cycle autonome
. Stockage 1,5 MWh
Les solutions Zéro émission
Devant nous, tant de voies…
Fous à Ar Men © Gaëlle de Trescadec pour Esprit de VELOX
• Ni solution unique ni solution universelle au remplacement des hydrocarbures
• Autant de programmes maritimes que de mix énergétiques
• Autant de programmes maritimes que d’optimisations architecturales
• Besoin émergent de navires évolutifs durant leur cycle de vie
• Adapter nos vitesses pour adapter nos impacts
• Les mêmes questionnements que ceux des autres formes de transport :
– Limites du stockage
– Périmètre effectif et besoin du Zéro Impact
• Pas plus de « Navire du futur » que de « Navire du XXème siècle »
Les solutions Zéro émission Nos intervenants : Leroy-Somer / NIDEC, Alain Mouilleron : Panorama des solutions de propulsion électrique pour la plaisance et les navires de travail Zodiac Nautic, Antoine Heber-Suffrin : Evolution du besoin et de la réglementation, les enjeux de vitesse et d’autonomie d’un bateau de plaisance électrique Watt and Sea, Matthieu Michou : Solutions de production électrique à bord par hydro-générateur et petite éolienne Fountaine-Pajot, Vincent Laigo : L’intégration d’une propulsion électrique dans un bateau de série et l’apport d’une propulsion électrique sur un bateau de croisière
Propulsion pour
Bateaux
TECHNOLOGIE TECHNOLOGIE TECHNOLOGIE
THERMIQUE
DC ASYNCHRONE SYNCHRONE
RENDEMENT 35% 89% 92.5% 95%
NIVEAU DE BRUIT - ✓✓✓ ✓✓✓ ✓✓✓
Roulements Capteur à
RETOUR VITESSE SANS SANS/DT
capteur effet Hall
POIDS 265 kg 215 kg 235 kg 135 kg
VOLUME 0.25 m3 0.11 m3 0.17 m3 0.11 m3
REFROIDISSEMENT AIR AIR/SANS AIR/liquide AIR/liquide
Résistance à
l’environnement marin ✓✓ ✓✓ ✓✓✓ ✓✓✓
ENTRETIEN - ✓ ✓✓ ✓✓✓
Inverseur sens de marche Avec Sans Sans Sans
VARIATEUR SANS VDC VBT / INDU VBT / INDU
Valeurs indicatives pour un moteur de 50kW 3000 min-1Evolution Technologie
▪ Transfert de la technologie asynchrone vers des solutions synchrones à
aimants permanents.
▪ Avantages : économies d’énergie et encombrement réduit.
Conçu avec la vitesse variable Choix technologique
comme cahier des charges Orienté par le rendement
Recherche de la plus
grande compacité
LSRPMSolution Propulsion Hybride
Option charge à quai GE1 GE2 1+2 Bat
P = 30%
P = 70%
Moteur synchrone
à aimants LSRPM
Convertisseur
Batteries DC-DC
ou supercapaLes solutions Zéro émission Nos intervenants : Leroy-Somer / NIDEC, Alain Mouilleron : Panorama des solutions de propulsion électrique pour la plaisance et les navires de travail Zodiac Nautic, Antoine Heber-Suffrin : Evolution du besoin et de la réglementation, les enjeux de vitesse et d’autonomie d’un bateau de plaisance électrique Watt and Sea, Matthieu Michou : Solutions de production électrique à bord par hydro-générateur et petite éolienne Fountaine-Pajot, Vincent Laigo : L’intégration d’une propulsion électrique dans un bateau de série et l’apport d’une propulsion électrique sur un bateau de croisière
Les solutions Zéro émission Nos intervenants : Leroy-Somer / NIDEC, Alain Mouilleron : Panorama des solutions de propulsion électrique pour la plaisance et les navires de travail Zodiac Nautic, Antoine Heber-Suffrin : Evolution du besoin et de la réglementation, les enjeux de vitesse et d’autonomie d’un bateau de plaisance électrique Watt and Sea, Matthieu Michou : Solutions de production électrique à bord par hydro-générateur et petite éolienne Fountaine-Pajot, Vincent Laigo : L’intégration d’une propulsion électrique dans un bateau de série et l’apport d’une propulsion électrique sur un bateau de croisière
L’hydrogénération : une source efficace • Indispensable dans la course au large • Plébiscité dans la plaisance de long cours • Un ratio énergie / trainée très favorable • Adaptable à une gamme de vitesse large
Hydrogénération sur Mini 6.50
Aérogénération sur un Ultime
Les solutions Zéro émission Nos intervenants : Leroy-Somer / NIDEC, Alain Mouilleron : Panorama des solutions de propulsion électrique pour la plaisance et les navires de travail Zodiac Nautic, Antoine Heber-Suffrin : Evolution du besoin et de la réglementation, les enjeux de vitesse et d’autonomie d’un bateau de plaisance électrique Watt and Sea, Matthieu Michou : Solutions de production électrique à bord par hydro-générateur et petite éolienne Fountaine-Pajot, Vincent Laigo : L’intégration d’une propulsion électrique dans un bateau de série et l’apport d’une propulsion électrique sur un bateau de croisière
Merci
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