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Bateaux: nouveautés dans la propulsion vélique


29.09.2008 La navigation motorisée génère environ 5% des émissions mondiales de CO2. Pour réduire cette pollution, la recherche d'alternatives au pétrole va bon train et met en vedette deux vieilles connaissances: le vent et le soleil.



Bateaux: nouveautés dans la propulsion vélique
"Maruta Jaya": ces lettres estampillées sur la boucle de ceinture de Peter Schenzle renvoient à un cargo à voile mis au point dans les années 1980 dans le cadre d'un projet de recherche germano-indonésien pour le transport de fret entre les îles de l'archipel indonésien. Un trois-mâts dont le gréement a été conçu par Peter Schenzle, un ingénieur en construction navale ayant travaillé pour le bassin d'essais de Hambourg (HSVA).

Indosail: jusqu'à 70% de carburant en moins
Avec sa voilure de 1050 mètres carrés, le gréement Indosail assure au cargo de 63 mètres une propulsion puissante. Le navire est en outre équipé d'un moteur diesel-électrique de 140 chevaux. Les ris des voiles étant munis de commandes électriques, nul besoin d'avoir un équipage aussi important – et coûteux – que sur les anciens voiliers. Au bout du compte, le"Maruta Jaya"consomme près de 70% de carburant en moins qu'un navire motorisé de taille similaire. Le "Rainbow Warrior II" possède lui aussi un gréement Indosail. Depuis 1989, le navire de Greenpeace a ainsi économisé jusqu'à 40% de carburant lors de traversées tests. L'invention de Peter Schenzle a donc fait ses preuves. Elle n'a pourtant pas encore convaincu la navigation commerciale, même si des chantiers navals de l'envergure de Lindenau, à Kiel, ont dans leurs tiroirs plusieurs projets Indosail allant du pétrolier au paquebot de croisière

90% des marchandises transportées par la voie maritime
Flambée de l'or noir et durcissement des normes environnementales obligent, les armateurs portent actuellement un intérêt croissant aux propulsions alternatives, notamment vélique, afin d'économiser du carburant, d'améliorer leur bilan écologique et donc de pérenniser leur activité. Car 90% des marchandises échangées dans le monde empruntent la voie maritime. Et les navires qui les transportent rejettent environ 5% des émissions mondiales de CO2, ainsi que des oxydes de soufre et d'azote. A cela s'ajoutent également les avaries et la pollution atmosphérique dans les villes portuaires. Une situation que le décuplement de la flotte commerciale ne va pas améliorer. Lors de la Journée européenne de la mer, en mai dernier, le Parlement européen a d'ailleurs examiné l'opportunité d'introduire des certificats d'émission et de relever la fiscalité pour les gros cargos. "La navigation recèle un vaste potentiel en termes de développement durable. Le transport maritime est en effet dix fois plus efficace que le rail ou la route, et cent fois plus que l'avion. Mais depuis plus d'un siècle, l'ensemble du secteur – logistique, installations portuaires et manutention incluses – est régi par une logique reposant sur un pétrole bon marché. C'est pourquoi les changements prennent énormément de temps", explique Peter Schenzle.

Des voiles révolutionnaires
Depuis la fin du XIXe siècle et l'apparition des navires à vapeur et à moteur, les voiliers marchands avaient été relégués dans les musées et les livres d'histoire. On pensait que seule une poignée de romantiques s'intéressait encore à eux. Faux : de brillants visionnaires se sont penchés sur ces navires à voile prétendument dépassés. Dès 1967, l'ingénieur hambourgeois Wilhelm Prölss a ainsi dessiné un cargo moderne doté d'un gréement révolutionnaire, le DynaRig, composé d'immenses mâts rotatifs sans cordages, qui était censé permettre à un navire de 150 mètres de voguer avec un angle au vent pouvant atteindre 50 degrés. Les voiles pouvaient être rentrées et déployées d'une simple pression sur un bouton et formaient un plan vertical sur toute la hauteur du mât. D'après les calculs de son concepteur, le navire devait traverser l'Atlantique à une vitesse de 20 noeuds. Et alors même que le développement durable, le prix du brut et la protection de la nature étaient des préoccupations inconnues à son époque, Wilhelm Prölss pensait qu'au XXIe siècle au plus tard, les bateaux de ce type sillonneraient les océans. Il est décédé en 1974 sans avoir vu naviguer son bateau. Certes, depuis la crise pétrolière de 1973, différents armateurs ont manifesté de l'intérêt pour le DynaRig, mais ils ont toujours fait machine arrière dès lors que le pétrole avait retrouvé un niveau supportable. Il aura fallu attendre près de quarante ans pour que l'idée de Prölss prenne corps, sous la forme du "Maltese Falcon". Ce superyacht, sorti des ateliers en 2006, est doté d'un DynaRig perfectionné par le constructeur néerlandais Gerard Dijkstra. Ses trois mâts hauts de 58 mètres supportent 2 396 mètres carrés de voilure. Le projet a été financé par le milliardaire américain Tom Perkins. "Il m'a raconté qu'il rêvait depuis longtemps de construire ce gréement car il trouvait l'idée trop bonne pour tomber dans l'oubli", précise Peter Schenzle. Lors de son voyage inaugural sur l'Atlantique, le "faucon" a atteint une vitesse de pointe d'environ 24 noeuds (43 km/h).

Des voiliers pour le tourisme
Que les voiliers de prestige aient une carte à jouer sur le marché des croisières de luxe, c'est indiscutable. Le succès remporté par le "Sea Cloud", le "Sea Cloud II" et le "WindCruiser" est d'ailleurs là pour en témoigner. Pour autant, les experts doutent que des cargos modernes mus par la seule force du vent soient à même de rivaliser avec les navires motorisés. "Ils pourront peut-être se positionner sur certaines niches, mais les solutions les plus réalistes sont pour l'heure les systèmes hybrides, c'est-à-dire les voiliers avec moteur ou les navires motorisés capables d'exploiter la force du vent", nuance Peter Schenzle. En effet, les coûts de développement de bateaux révolutionnaires tels que le "Windship 1", un cargo à voile de 215 mètres conçu par le Danois Knud E. Hansen, sont prohibitifs. Or les armateurs sont prêts à prendre des risques, mais dans les limites de la rentabilité. De plus, les infrastructures de chargement n'ont pas été prévues pour de grands bâtiments à plusieurs mâts. C'est pourquoi, à court terme, la préférence de Peter Schenzle va à des solutions comme celles proposées par SkySails, une entreprise basée à Hambourg qui produit des cerfs-volants conférant une assistance de traction aux pétroliers et aux cargos. Selon Stefan Wrage, fondateur de SkySails, ce système permet d'économiser jusqu'à 35% de carburant, ce qui, pour un petit cargo de 87 mètres, représente un gain annuel de l'ordre de 280'000 euros. D'ici à 2015, l'entreprise compte en écouler 1500 unités.

Une concurrence acharnée
En mars dernier, le "Beluga SkySails", premier navire marchand tracté par un cerf-volant de 160 mètres carrés, bouclait son voyage inaugural. La réussite de l'entreprise hambourgeoise prouve que les armateurs, loin de ne voir dans les propulsions alternatives que les élucubrations de doux rêveurs, les prennent très au sérieux. "Ces innovations sont certes utiles mais seulement comme tremplin vers une approche durable de la navigation, car elles n'exploitent pas pleinement le potentiel d'économies d'énergie et de réduction des émissions que recèle le vent", estime Heinz Otto, du Bundesverband für Wind-Energie (Union fédérale de l'énergie solaire), à Hambourg, qui milite depuis plus de trente ans pour les navires à propulsion vélique auprès des hommes politiques et des armateurs. Un combat de longue haleine, comme il se plaît à le souligner: "Les armateurs sont piégés par la rude concurrence qu'ils se livrent au niveau mondial. Ils n'ont pas voulu prendre le temps de réfléchir à l'après-pétrole." Dès les années 1980, des armateurs japonais avaient entrepris de munir des pétroliers et des cargos comme l' "Usuki Pioneer" ou le "Shin Aitoku Marumit" de voiles fixes qui pouvaient se replier à l'entrée au port. Bien qu'efficaces, ces innovations ne se sont pas imposées: leurs coûts de maintenance se sont révélés plus élevés que prévu et le prix du pétrole n'incitait pas à des économies sur le long terme ni à une remise en question.

Une propulsion accrue grâce à l'effet Magnus
Autre assistance de propulsion qui connaît un retour en grâce, le rotor Flettner. Né dans le nord de l'Allemagne dans les années 1920, il est composé d'un cylindre vertical en rotation, certes peu esthétique, mais qui produit une poussée longitudinale efficace connue sous le nom d'effet Magnus. A surface d'attaque équivalente, il génère dix fois la propulsion d'une voile classique. Lorsque le vent souffle sur le cylindre en rotation, l'air est aspiré et accéléré sur la partie avant du cylindre et ralenti sur la partie arrière. Les surpressions et dépressions qui en résultent permettent au bateau d'avancer. Un cargo de 130 mètres équipé de quatre rotors Flettner est actuellement en construction à Kiel. "L'avantage par rapport à une voile réside dans un net gain d'espace doublé d'une poussée supérieure", relève Jacob-Heye Waldecker, ingénieur en construction navale chargé du projet chez Lindenau. Dans le même ordre d'idées, l'océanographe français Jacques-Yves Cousteau avait fait construire dans les années 1980 l' "Alcyone" qui, en lieu et place de rotors, possède une turbovoile fournissant jusqu'à 30% de la propulsion.

L'énergie solaire pour les petits bateaux
Mais la transition vers une navigation plus écologique pourrait aussi passer par le solaire. Depuis les années 1980, plusieurs expériences portant sur des propulsions solaires et sur des panneaux solaires pour voiles ou pour ailes d'avion ont été réalisées. En 2007, le catamaran suisse "Sun21", long de 14 mètres, a ainsi été le premier bateau uniquement mû par l'énergie solaire à franchir l'Atlantique. Sa vitesse moyenne n'a toutefois été que de cinq à six noeuds. En raison de son faible rendement et de l'espace qu'il requiert, le solaire restera donc inutilisable en tant qu'énergie de propulsion pour des navires marchands de gros tonnage. Mais il n'est pas exclu que, sur le segment des petits ferries et des bateaux de tourisme destinés à la découverte des mers ou des réserves naturelles situées près des côtes, des bateaux fonctionnant uniquement au solaire viennent concurrencer les navires à moteur, en particulier dans les régions à fort ensoleillement. Sans compter qu'une propulsion hybride utilisant le solaire est tout à fait imaginable, comme le prouve le "Solarsailor" australien, qui peut embarquer 600 passagers et économise environ 40% de carburant grâce à ses cellules photovoltaïques.

Combiner toutes les propulsions alternatives
La compagnie maritime suédoise Wallenius Wilhelmsen est animée par une vision plutôt futuriste. Lors de l'Exposition universelle de 2005 au Japon, elle a présenté l' "Orcelle", un trimaran pouvant transporter 10'000 voitures et propulsé exclusivement par des énergies renouvelables (vent, houle, soleil et hydrogène). Pour Peter Schenzle, des projets aussi aventureux sont indispensables: "Combiner intelligemment l'éolien et le solaire pour créer les systèmes de propulsion de demain ne constitue qu'une première étape. Si nous souhaitons vraiment saisir la chance qui nous est offerte de supprimer les émissions liées au transport maritime, beaucoup de choses vont devoir changer : équipements techniques, mais aussi gestion de l'énergie produite et consommée à bord, dates de voyages modifiables en fonction des saisons et des conditions météorologiques et traitements portuaires plus souples dans le cadre de la chaîne de transport. "La navigation du futur n'en est donc qu'à ses balbutiements.

Navigation et pollution :
La navigation a longtemps été considérée comme écologique. Or les quelque 40'000 cargos, paquebots de croisière, chalutiers et ferries que compte la planète causent près de 5% des émissions mondiales de CO2, ce qui les renvoie dos à dos avec le trafic aérien. Etant donné la forte croissance de la flotte marchande, les experts s'attendent à voir les émissions augmenter d'environ 75% d'ici à 2020. Les appels à plus de responsabilité destinés à l'ensemble du secteur se font donc toujours plus pressants. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) a ainsi prôné, dans un rapport de 2007, l'installation de voiles d'appoint sur les pétroliers et les cargos en vue de réduire la consommation de carburants et donc les émissions de CO2.

http://emagazine.credit-suisse.com/app/article/index.cfm?fuseaction=OpenArticle&aoid=242852&coid=64291&lang=FR

Lundi 13 Octobre 2008
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