Les navires du futur

Le transport maritime change de cap. La filière se mobilise pour réduire de moitié ses émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050¹. « À la tonne transportée, le navire est moins polluant qu’un transport terrestre ou aérien. Mais c’est encore trop », note Jean-Yves Pradillon, spécialiste des structures navales à l’Ensta² Bretagne et animateur au Pôle mer Bretagne Atlantique. Si rien ne change, les rejets des navires pourraient augmenter de 50 à 250 % d’ici trente ans ! La transition écologique est impossible sans une décarbonation d’un secteur qui représente 90 % du transfert des marchandises dans le monde. Propulsion à voile, ferries électriques ou à l’hydrogène… Plusieurs pistes sont explorées, notamment en Bretagne.

Un fioul plus raffiné

Le principal coupable est le fioul lourd. Issu des déchets les plus sales de la distillation du pétrole, ce carburant bon marché est le plus utilisé par le fret maritime. « Un porte-conteneurs consomme 100 tonnes de fioul lourd en moyenne par jour, poursuit Jean-Yves Pradillon. Il voyage souvent entre 10 et 15 jours : je vous laisse faire le calcul. » Outre les émissions de gaz à effet de serre, ces navires recrachent de nombreux polluants sous forme d’oxydes de soufre et d’azote, ainsi que des particules fines³.

Depuis janvier, une réglementation de l’OMI⁴ oblige l’ensemble de la flotte à utiliser un fioul plus raffiné, à basse teneur en soufre. C’est un petit pas pour le bateau, mais un bond de géant pour le climat et notre santé ! Concernant les particules fines, aucune norme n’existe aujourd’hui, contrairement aux voitures. Elles peuvent être captées par un scrubber, une sorte de pot catalytique installé sur le navire… mais ce dispositif est obligatoire seulement dans les eaux internationales. Pour réduire ces émissions, il faut déjà les quantifier. C’est l’objectif du projet de recherche Capnav⁵, pour lequel des capteurs placés sur les navires de la compagnie Penn ar Bed mesurent leurs rejets. Les 50 000 navires marchands qui sillonnent le monde ne sont pas les seuls concernés. « Que ce soit un bateau de pêche, de plaisance ou un paquebot, l’océan n’absorbe pas les pollutions », rappelle Patrick Poupon, directeur du Pôle mer Bretagne Atlantique. Toutes les marines⁶ doivent se réinventer. « Le bateau du futur  sera plus sûr, plus économe et plus propre. Pour réduire la pollution maritime, il n’y a pas une seule mais plusieurs solutions. »

La première piste est l’usage de carburant plus propre, tel que le gaz naturel liquéfié (GNL). « Comme pour un avion, la turbine à gaz sur un paquebot fonctionne au méthane, explique Jean-Yves Pradillon. Elle est couplée à un alternateur qui génère l’électricité pour faire avancer le bateau. » Par rapport au fioul, la combustion du GNL rejette peu d’oxydes de soufre, d’azote et de particules fines. Mais les émissions de CO2 ne seraient réduites que de 20 %. L’objectif est de consommer de moins en moins d’énergies fossiles, jusqu’au bateau zéro carbone. Des ferries électriques se développent et naviguent à petite échelle. Des projets s'intéressent à la propulsion vélique, via des voiles rigides ou des ailes de traction (appelées kites). Elles permettent une économie de 20 à 50 % de carburant.

 Énergies renouvelables

La plus belle promesse semble être l’hydrogène. « Pour le produire, des procédés électrochimiques permettent de casser la molécule d’eau et de libérer l’oxygène dans l’atmosphère, précise Jean-Yves Pradillon. Mais la plupart du temps, nous le faisons en utilisant du pétrole. » À Brest, une solution se dessine : dans le cadre du projet Thypso⁷, une équipe de chercheurs souhaite créer de l’hydrogène grâce aux énergies renouvelables (éoliennes, hydroliennes).

Toutes ces alternatives au fioul sont intéressantes lorsqu’elles sont mixées.
« Nous n’allons pas mettre la flotte à la poubelle, confie Patrick Poupon. Il faut déjà améliorer l’existant. » Pendant que certains intègrent une voile de kite à un bateau motorisé, d’autres testent la combinaison du GNL et d'énergies renouvelables. « Le navire de demain associera plusieurs avancées technologiques à bord. » Un bel exemple de bateau hybride est le laboratoire flottant zéro carbone Energy Observer :

il avance grâce au vent, au soleil et à l’hydrogène  (lire ci-contre). Au-delà du carburant, plusieurs aspects d’un navire permettent de réduire ses émissions. C’est le cas de sa vitesse et du choix de la route, selon les courants. La forme de la coque a aussi un rôle à jouer. C’est la philosophie de l’entreprise Hydrocean⁸ à Nantes, avec son logiciel optimisant la structure navale, en fonction des conditions de navigation.

Dès la conception des navires

Les matériaux utilisés sont une autre source de pollution. Pour l’atténuer, des projets de recherche, notamment à Concarneau⁹ et à Hennebont¹⁰, sont consacrés au développement de solutions biocomposites. « Dès la conception d’un navire, nous devons penser à son cycle de vie, interpelle Jean-Yves Pradillon. Tous les secteurs industriels le font, il n’y a pas de raison que le maritime y échappe ! »

Cela est d’autant plus important que le trafic augmente et que les bateaux deviennent de plus en plus grands. Ils peuvent atteindre 400 m de long et  supporter l’équivalent de 25 000 semi-remorques¹¹. « Dans les ports européens, il est impossible d’accueillir ces monstres », indique Jean-Yves Pradillon. Pour y remédier, plusieurs pays envisagent le développement de ports flottants au large, appelés hubs, suffisamment spacieux pour charger les conteneurs. Respectueux de l’environnement ? « La conception doit être intelligente. » Des navettes fonctionnant à l’hydrogène pourraient transporter les marchandises jusqu’au port de la ville. Petits et grands navires sont concernés : brancher les machines à la plateforme pour les recharger, moteur coupé, deviendra incontournable. « Les ports devront être adaptés aux évolutions des bateaux, conclut Patrick Poupon. C’est toute la chaîne qui doit être repensée. »