Un nouveau projet de navire aux Philippines, un Bangka, espère être une alternative à faible émission de carbone, fonctionnant grâce aux vagues. Le navire est un modèle hybride, utilisant plusieurs moteurs à combustion interne pour la propulsion initiale, mais passant à l'énergie des vagues pendant la croisière en eau libre.
Le trimaran (ou Bangka, comme on l'appelle) est courant dans les eaux philippines. Le pays a déjà exploité cette conception sur ses premiers navires de guerre, puis l'a adopté pour ses voiliers traditionnels et ses bateaux de pêche. En tant que nation insulaire, les Philippines dépendent des bateaux, des ferries et des cargos pour transporter les personnes et les marchandises à travers leurs plus de 7000 2012 îles. Mais sa flotte de cargos et de passagers est l’une des plus grandes sources d’émissions de gaz à effet de serre du pays. En XNUMX, les transports étaient la deuxième source d'émissions de gaz à effet de serre dans le secteur énergétique philippin, après le chauffage et l'électricité.
À l'échelle mondiale, 9% de toutes les émissions liées au transport proviennent du transport maritime international et côtier. Il s'agit d'un petit chiffre à côté des 72 % provenant du transport routier, mais qui place le transport à un niveau similaire à celui de l'aviation, qui représente 10,6 % des émissions du transport. Et avec le volume du commerce maritime mondial qui devrait augmenter de 3,8 % par an jusqu’en 2023, les émissions du secteur maritime devraient également augmenter.
A moins que la croissance du trafic maritime ne puisse être dissociée des émissions.
Puissance de la mer
Ce projet est né d'une idée de Jonathan Salvador, ingénieur maritime et propriétaire de l'entreprise de construction navale Conseil maritime Metallica, Fabrication et services. Jonathan s'est immédiatement inspiré du design traditionnel de la bangka. "Le travail des stabilisateurs est d'assurer la stabilité afin que le bangka ne bascule pas sur le côté", dit Salvador. « Mais j’ai aussi remarqué que chaque fois qu’une vague heurte le stabilisateur, celle-ci réagit constamment au mouvement de haut en bas de la vague. Et si nous pouvions convertir cette réaction, me suis-je demandé, en énergie électrique ? »
Le fonctionnement de l’énergie houlomotrice sera familier à tous ceux qui ont erré dans les eaux marines. Parfois, ils sont suffisamment forts pour vous pousser vers le rivage ou suffisamment hauts pour vous pousser plus loin. Le trimaran hybride dispose d'un convertisseur d'énergie houlomotrice sous forme de pompes hydrauliques intégrées à ses stabilisateurs. Lorsque les pompes se déplacent dans les vagues, elles captent l’élan de ces vagues et convertissent leur énergie cinétique en énergie électrique. Cette énergie alimentera un générateur qui fournira de l'électricité au navire. Plus le trimaran rencontre de vagues, plus la puissance qu'il peut produire à partir de ces vagues est grande.
Bangka, la genèse
La construction du trimaran hybride a commencé en 2018 et s'est achevée début 2020. Un typhon en 2019 a retardé le projet et la quarantaine Covid-19 l'a suspendu pendant un certain temps. Malgré ces défis, l'équipe vise à terminer la construction du navire d'ici la fin de 2020, avec un essai en mer de trois mois prévu pour le premier trimestre de 2021. Le navire devrait pouvoir transporter 100 passagers, quatre fourgonnettes et 15 motos.
On espère que le prototype de bateau propulsé par les vagues sera le premier d'une série de projets de plus en plus ambitieux qui s'éloignent des combustibles fossiles.
L'utilisation de l'énergie des vagues par le trimaran hybride pourrait constituer une étape importante vers la réduction du besoin de carburants nocifs pour l'environnement comme le diesel aux Philippines. Et avec l'énergie des vagues compensant la consommation d'essence, Salvador et son équipe visent à réduire les émissions de carbone du navire. un tiers par rapport aux grandes compagnies maritimes les plus modernes.
Le trimaran a la forme idéale
Le convertisseur d'énergie houlomotrice bénéficie particulièrement de la conception traditionnelle du trimaran de Bangka. "L'énergie des vagues nécessite le mouvement d'une partie du système par rapport à une autre", dit-il. Rob Cavagnaro, ingénieur en mécanique au laboratoire des sciences de la mer du Pacific Northwest National Laboratory aux États-Unis. "Avoir des stabilisateurs pouvant être surélevés au-dessus de la coque centrale peut convenir à cet effet."
De plus, les vagues sont denses en énergie: ils peuvent être vraiment puissants. Sur la côte, les vagues peuvent atteindre des densités de puissance de 60 à 70 kilowatts par mètre dans les zones d'eau profonde. Au Royaume-Uni et aux États-Unis, par exemple, la densité moyenne de la puissance des vagues se situe entre 40 et 60 kW par mètre. Si vous pouvez traduire cette énergie sous d’autres formes utiles, vous pouvez faire beaucoup avec très peu.
Les défis à relever
Convertir efficacement le mouvement en énergie peut être un défi. « Il peut y avoir de nombreuses pertes en cours de route, depuis la friction dans les systèmes hydrauliques jusqu'à la chaleur dans le générateur électrique », explique Cavagnaro. Le défi technique restant consiste à minimiser ces pertes. Un autre obstacle serait de concevoir un convertisseur d’énergie houlomotrice suffisamment petit pour la taille du navire. Les convertisseurs d'énergie houlomotrice développent généralement plus de puissance à mesure qu'ils sont grands, mais s'ils sont si gros que les vagues ne peuvent pas les déplacer, ils ne peuvent pas réellement prendre de l'ampleur.
Néanmoins, une entreprise privée de Boracay, une île touristique populaire du pays, a déjà exprimé son intérêt pour l'exploitation du navire une fois lancé, dit-il. Rachel La Havane, scientifique principal au Conseil philippin pour la recherche et le développement de l'industrie, de l'énergie et des technologies émergentes, qui a supervisé le développement du trimaran. "Nous envisageons l'avenir du transport maritime public aux Philippines comme étant sûr et écologique avec moins d'émissions, et nous voyons le trimaran donner vie à cette vision", dit-il.
Il y a un monde de différence entre dire et faire un Bangka
Pour l’instant, ne l’oublions pas, le trimaran hybride est encore un prototype. "Comme nous disposons de nouvelles technologies pour le navire, nous avons besoin d'une phase de vérification technologique avant de pouvoir procéder à une commercialisation à grande échelle", dit-il. Yasmine Tyrol, chef de projet. « Nous avons déjà réalisé quelques modèles de test pour le convertisseur d’énergie houlomotrice, mais nous devons examiner ses performances réelles et les optimiser. »
Le coût est un autre problème. Le financement du projet s'élève à 76 millions de pesos philippins (1,5 million d'euros), mais Salvador estime que les coûts au niveau commercial devraient atteindre l'équivalent de 5 millions ou plus par navire. Pour maintenir les dépenses à un niveau bas, au moins 80 % des pièces du trimaran sont d'origine locale, et l'ensemble du processus de fabrication et d'assemblage est effectué dans le pays.
Le modèle actuel est un prototype de « série 1 ». Des séries plus ambitieuses et moins coûteuses devraient suivre, avec l’énergie des vagues utilisée pour propulser presque ou entièrement le navire. Certes, plus la vague est forte, plus il y a d'énergie, mais personne n'aime naviguer à toute vitesse à travers les tempêtes. Les navires propulsés par les vagues sont une technologie naissante, et il reste encore à voir quelle est la meilleure façon d’extraire l’énergie de la mer.
