Le programme de transformation et d’expérimentation vise un objectif d’économie de 35% des coûts de carburants et de 80% de réduction des émissions de CO2 sur le navire démonstrateur converti.
La solution permettant d’atteindre ces objectifs est l’utilisation de gaz naturel, accompagnée de l’électrification du navire et de l’utilisation d’un système « pompe-hélice ». Les avantages du gaz naturel sont une large réduction des rejets de CO2 (environ 80% de moins que le gasoil), ainsi qu’un meilleur prix que le gasoil. En revanche, ses inconvénients sont liés à son stockage et son utilisation : le gaz naturel, sous forme compressée, nécessite d’être stocké dans des réservoirs sous pression (à 200b). Cela engendre des problèmes liés à l’encombrement (pour une même quantité de gasoil, il faut 6 fois plus de place pour stocker la même capacité de gaz), à la sécurité (lié au risque explosibilité du gaz) et donc de surcoût à la construction de ces solutions techniques.
L’enjeu du projet Fish2EcoEnergy est donc bien là : mettre en œuvre et tester des innovations technologiques, l’utilisation d’un nouveau carburant, et donc d’un nouveau mode de propulsion, à échelle réelle, afin de mettre en évidence et surmonter les problématiques (techniques, administratives). Cela afin d’étendre son application à d’autres navires dans les meilleures conditions de rentabilité.
La transformation du navire est réalisée en deux phases bien distinctes :
Phase 1 : l’hybridation diesel-électrique
La phase préparatoire à l’installation du gaz naturel est l’hybridation diesel-électrique.
A l’origine, un unique moteur diesel permettait de propulser le navire, mais aussi d’alimenter le navire en électricité (via un alternateur) et de produire la puissance hydraulique nécessaire aux apparaux de pêche.
Lors de la transformation, deux groupes électrogène, fonctionnant au gasoil, ont été installé, permettant de créer une puissance électrique nécessaire pour alimenter : le moteur électrique de propulsion, les apparaux de pêche et fournir le navire en électricité.
Les sources d’économie :
1. L’hybridation du navire repose sur l’électrification du navire pour une meilleure gestion énergétique et une meilleure intégration des futures innovations technologiques mise en place. Cela permet de centraliser l’énergie de bord autour de l’électricité, d’utiliser à de meilleurs rendement, ce qui est source de gains énergétique.
Cela doit aussi permettre, à terme, la diversification de la puissance énergétique de bord (utilisation du micro-éolien, de la pile à combustible, de l’énergie solaire).
2. Le système pompe-hélice : permettant d’orienter les flux d’eau lorsqu’ils se présentent devant l’hélice, ce système permet d’en améliorer le rendement de l’hélice.
Les résultats démontrent une économie de gasoil de l’ordre de 10%.
Phase 2 : la mise en place de la bicarburation
Le gaz naturel liquéfié (GNL) est déjà utilisé par de nombreux navires (méthaniers, navires de transport de passager, futurs navires de la compagnie Brittany Ferries). Les systèmes de stockage et d’alimentation au GNL sont techniquement complexes et coûteux, ce qui rend leur intégration limités aux navires les plus imposants.
1. Création d’une nouvelle réglementation
Actuellement, la réglementation liée à l’utilisation du gaz naturel compressé dans les navires et inexistante. L’administration maritimes (Affaires Maritimes) ont demandé au chantier naval et à l’équipe du projet Fish2EcoEnergy, de se rapprocher du Bureau Veritas (mandaté par les Affaires Maritimes pour la création et l’application de la réglementation maritime) afin d’adapter et de conformer le futur système gaz du navire au plus près de la réglementation existante pour le GNL.
2. La seconde phase de transformation du navire
Celle-ci comprend :
– L’installation d’une capacité de 3100L de gaz, soit un équivalent à 500L de gasoil à l’avant du navire, permettant de stocker du gaz naturel à une pression de 200b ;
– L’installation du système « dual fuel » du Caterpillar. Ce système, déjà éprouvé, utilisé pour la production terrestre d’électricité, permet d’alimenter un groupe électrogène avec jusqu’à 75% de gaz naturel. Une quantité minimale de gasoil est nécessaire afin d’initier la combustion du mélange gazeux. L’autonomie du navire en gaz naturel est estimée à 12h de navigation.
– L’installation d’une infrastructure de ravitaillement sur le port du Boulogne. Celle-ci doit permettre le ravitaillement du navire lorsqu’il se trouve à quai.