en tant que propulsion principale ou auxiliaire de navires · Contexte : Les facteurs clé de l’évolution de l’économie maritime pour les prochaines années • Part très élevée

Thématiques et technologies en développement

Feuille de route : Propulsion éolienne

Les technologies à développer pour l’émergence de la propulsion éolienne

en tant que propulsion principale ou auxiliaire de navires

Thème Technologies à développer Budgets (estimations)

Acteurs déjà engagés sur les thématiques

Bénéfices économiques et environnementaux Domaines d'emploi privilégiés

Système propulsif principal

• Gréement géant innovant (Duplex, Dyna-Rig, ailes rigides ou textiles...) • Voiles (taille, forme, durabilité, surface, impact, éco-conçues…) • Carène adaptée (mono, multi coque) • Plans antidérive

7 M€

Porteurs de projets : ADSAM/SEA AILE AVEL VOR BEYOND THE SEA CRAIN GRAND VOILIER ECOLE NEOLINE PROPELWIND SEAFRET CARAIBES TRANSPORT COHERENCE TURBO-SAIL VOILIER DU FUTUR VPLP Entreprises compétentes sur ces thématiques : ADRENA - BLOM&VOSS - CMA CGM – CRAIN – DCNS - GREEMENT CONSEIL – HDS – INCIDENCE – MAXSEA – NAVISPEC - NORTH SAILS – PRINCIPIA - RIVOYRE INGENIERIE – SAFRAN- SDI – SHIPSTUDIO - STX EUROPE – VPLP

Réduction de plus de 90% de la consommation et des émissions atmosphériques - Indépendance vis-à-vis de la volatilité du coût des énergies fossiles – offre de transport compétitive par rapport à celle des cargos conventionnels -

Constructions neuves. Plus particulièrement les navires de charge de petit ou moyen tonnage, mais partiellement applicable aux autres marines (pêche, nautisme ..)

Système propulsif auxiliaire

• Gréement innovant (Ailes rigides, Rotor-Fletner, Turbo-voile ..) • Voiles de traction aéroportées (kite, ailes à caissons…) • Voiles (taille, forme, durabilité, surface, impact, éco-conçues…) 7 M€

Réduction comprise entre 10 et 50% de la consommation et des émissions atmosphériques des navires conventionnels

Constructions neuves et RETROFIT. Tout navire conventionnel (de 10 à 400m), et toutes marines (pêche, marchande, défense, nautisme, grande plaisance)

Opérabilité du gréement et sécurité

• Systèmes télécommandés et/ou d’automatisation pour manœuvrer et réduire la propulsion éolienne • Accessibilité dans les ports (réduction du tirant d’air) • Nouveaux matériaux et matériels d'accastillage • Systèmes d’envoi et de récupération de voiles aéroportées • Systèmes dédiés à la mise en sécurité de la propulsion éolienne et au contrôle du navire en mode dégradé • Gestion et évolution de la réglementation (prise en compte des spécificités du mode propulsif)

8 M€

Réduction du nombre de membres d'équipages en équivalence avec propulsion conventionnelle - amélioration de la sécurité des navires et des personnes - réduction des coûts d'entretien et des impacts -

Tout navire équipé d’une propulsion éolienne principale ou auxiliaire, et toutes marines (pêche, marchande, défense, nautisme et scientifique)

Exploitation du navire

• Logiciel de routage météo adapté aux spécificités du navire • Hélice et chaîne propulsive optimisée pour la marche éolienne + moteur • Auxiliaires adaptés au mode propulsif (gite permanente, marche intermittente et économe…)

2 M€

Amélioration de la vitesse commerciale et de la régularité des navires - réduction des coûts opérationnels - réduction des émissions – renforcement de la compétitivité par rapport aux navires conventionnels -

Contexte : Les facteurs clé de l’évolution de l’économie maritime pour les prochaines années

• Part très élevée et volatile du poste combustible dans les coûts d’exploitation des navires,

• Impact croissant de la contrainte environnementale sur les conditions d’exploitation des navires (MARPOL annexe VI, taxes carbone… ),

Les solutions de propulsion éolienne (principales et auxiliaires) peuvent constituer des réponses adaptées.

Avantages attendus des systèmes de propulsion éolienne

• Réduction importante des émissions atmosphériques,

• Economie également importante sur le poste combustible (indépendance aux variation des cours),

• Avec une propulsion éolienne principale, baisse des risques de pollution maritime (réduction du volume embarqué des soutes),

• Avec la généralisation de ces technologies, apparition d’un nouveau secteur industriel naval, profitant de meilleures capacités d’investissement des

armateurs (meilleur rapport CAPEX/OPEX),

• Amélioration de l’image des activités maritimes et amélioration de leur acceptabilité.

Marché : Des ambitions différenciées selon les technologies

• Propulsion éolienne principale :

Mise en place plus complexe (conjugaison routes « véliques » + logiques industrielles compatibles), mais potentiellement très efficace pour les navires de petit

à moyen tonnage dans la marine marchande, la marine de pêche et la grande plaisance.

• Propulsion éolienne auxiliaire :

Adaptable sur tout navire et toutes marines. Dès lors que la technologie est mûre et facile à implanter sur les navires existants, le marché et les débouchés sont

extrêmement vastes. De plus, il y aura peu ou pas d’impact sur les conditions d’exploitation de ces navires.




Objectifs des technologies de propulsion vélique

Liens avec les autres feuilles de route




Famille d’objectifs Objectifs détaillés Intérêt pour les armateurs

Intérêt pour la politique Française

Intérêt sur le plan écologique

Intérêt pour l’emploi et l’apport industriel

Réduction de l’impact environnemental & sécurité

Réduction des émissions atmosphériques ++ + +++

Réduction des risques de pollution maritime + + +++

Réduction des besoins terrestres en retraitement des boues/eaux de cale + ++ -

Ajout d’une propulsion autonome (redondance de sécurité) et amélioration de la visibilité à la mer

+ ++ ++

Adaptation et amélioration des modèles économiques

Réduction du budget poste « soutes » ++++ + -

Optimisation de la vitesse commerciale +++

Régularité de service des navires de travail +++ +

Amélioration de l’image du transport maritime ++ ++

Maintien des effectifs d’équipage ++++ +

Création d’une nouvelle filière industrielle navale

Développement des concepts techniques de propulsion vélique +++ ++ + ++

Développement d’un outil de production adapté et spécialisé + +++ - +++

Développement d’une filière spécialisée de RETROFIT et de maintenance + ++ +

Formation des intervenants (y compris équipage) +++ ++ +

Maintien des capacités des navires

Capacité d’emport des voiliers +++ +

Capacités opérationnelles des voiliers +++ +

Technologies navales applicables aux énergies marines

renouvelables (EMR)

Energie à bord X

Outils de la compétitivité Infrastructures GNL Sécurité passive embarquée X

Navire respectueux de

l’environnement marin

X Zones d’activités en

mer (ZAM)

Passerelles intelligentes X

Robotique profonde

Annexe à la feuille de route : Propulsion éolienne

Liste des projets Français connus de propulsion éolienne

Société Type de

technologie vélique

Spécificité

Possibilité

RETROFIT

Utilisation vent

Carburant additionnel

Capacité port en lourd (t)

Type de marchandises

Avancement (échéance au

mieux, si connue)

Zone d’opération

propulsion

Éner

gie

auxi

liair

e

Lon

g co

urt

Inte

r-île

s

Cab

ota

ge

inte

rnat

ion

al

Cab

ota

ge

Pri

nci

pal

e

assi

stan

ce

NEOLINE

Voiles traditionnelles

Gréement duplex

X MGO ou

H2O2 (futur) 5 300

Ro-ro, hors normes/lourd,

divers, EVP Projet (2 ans) X X

Projet Voilier du futur

Innovations diverses

X X MGO Nautisme Projet (3 ans) X X X

Avel Vor Automatisé X X X MGO < 1000 Tout type + navires

de pêche Industrialisation X X X

Seafret Caraibes + panneaux solaires et

hydrogénérateur X X MGO 100

Divers (conteneurs, roro, palettes…)

Projet X

Grand Voilier Ecole

X MGO Passagers Projet (2 ans) X X X

CRAIN

Voiles rigides

Voiles aspirées X X Tout type Projet (5 ans) X X X

TURBOSAIL Turbo voiles X X Tout type Projet X X X

Propelwind Gréement

articulé rétractable

X LNG, MGO 10 000 Non précisé (hors

EVP) Projet (2 ans) X X X X

X X MGO 65 000 Tout type (hors

EVP) Concept X X

Beyond the Sea Kite de traction

Fonctionnement dynamique

X X Tout type Industrialisation X X

ADSAM (Sea Aile)

X X Tout type Projet X X X

Revue des projets et travaux (France et Monde)

Néoline

Voilier du futur

Beyond the sea Propelwind Avel Vor Seafret Caraibes

Grand Voilier Ecole

ADSAM – Sea Aile

Liste non exhaustive des projets mondiaux connus de propulsion éolienne (hors France)

Société Pays Type de

technologie vélique

Spécificité

Possibilité

RETROFIT

Utilisation vent

Carburant additionnel

Capacité port en lourd (t)

Type de marchandises

Avancement

Zone d’opération

propulsion

Éner

gie

auxi

liair

e

Lon

g co

urt

Inte

r-île

s

Cab

ota

ge

inte

rnat

ion

al

Cab

ota

ge

Pri

nci

pal

e

assi

stan

ce

Skysails Germany Kite de traction X X 60 000 Tout type En opération X

B9 Shipping UK

Gréement carré (mechanized)

DYNARIG X X bio methane 15 000 Vrac Projet X X X

Ecoliner / FairTransport

Netherlands DYNARIG X X LNG 8 000 EVP Projet X X X

Cape Horn Germany PINTARIGG X X X X H2 / O2 ou methane

8 000 Croisière Concept X X X X

Bulker-1 Germany PINTARIGG X X X X H2 / O2 ou methane

80 000 Vrac Concept X

Ecomarine Japan

Voiles rigides

+ solar X X 150 000 Vrac Concept X

UT Wind Challenger

Japan telescopic X X 150 000 Vrac Concept X

Greenheart Japan / UK Voiles

traditionnelles + solar X (option) 700 EVP, divers Projet X X

Eship-1 Germany

Rotor Flettner

traditional

X

X 10 500 Roro-divers-hors

normes En opération X X

Magnuss USA telescopic X 300 000 Vrac Projet X

THIIINK (Windagain)

Switzerland (Singapore)

collapsible X 400 000 Vrac Concept X


Fair Transport

B9 Shipping UT Wind Challenger

Greenheart

Ecomarine


Certains projets récents sont, en Europe, en phase opérationnelle

• La société ENERCON (Allemagne), constructeur d’éoliennes, a fait construire un

navire avec une propulsion vélique par rotors Flettner, en assistance à la

propulsion conventionnelle:

E Ship 1

Rolo construit en 2010

10 000 UMS (approx.), PEL = 10 500 t, Dimensions HT = 130 x 22,5m

Tirant d’eau = 6 à 9m

• La société Skysails (Allemagne) a installé un kite de traction, en assistance à la

propulsion conventionnelle, sur 3 navires marchands :

MS Theseus

cargo polyvalent construit en 2009

2452 UMS, PEL = 3666 t, LHT = 87.83m – 82,10 x 12,80 x 7,10m

Tirant d’eau = 5,498m

MS Michael A

Cargo polyvalent construit en 1994

2514 UMS, PEL = 3560 t, Dimensions HT = 88 x 13m – Tirant d’eau = 5,5m

MS BBC Skysails

Cargo polyvalent construit en 2008

6312 UMS, PEL = 9 747 t, Dimensions HT = 180 x 20m – Tirant d’eau = 7,73m


MS theseus MS Michael A

MS BBC Skysails

E Ship 1


Quelques grands voiliers modernes en opération

Maltese Falcon

Yacht construit en 2006, dessiné par le bureau DYKSTRA

Longueur HT = 88m

Tirant d’eau = 6m

Rainbow Warrior III

Navire de recherche construit en 2011, opéré par l’ONG Greenpace

Dimensions hors tout = 57,92 x 11,30


Le Ponant

Navire à passager construit en 1990 à Villeneuve-la-Garenne

Opéré par le Compagnie du Ponant

1 189UMS, PEL = 92 t, Dimensions HT = 88.60 x 11,90m

Tirant d’eau = 4m

Club Med I et II

Navires à passager construits en 1989 et 1992 par les Ateliers et Chantiers du Havre

Gérés par Windstar Sail Cruises (Club Med I) et par V-Ships Leisure (Club Med II)

14 983 UMS, PEL = 1 181 t, Dimensions HT = 187 x 20m



Le Ponant

Club Med II

Maltese Falcon

Rainbow warrior III


Financé à 50% par l’Union Européenne et à 50% par les fonds propres des partenaires, un projet Interreg ambitieux,

mené par la Province Frysland (Pays-Bas), a démarré mi 2012. Il est doté d’un budget de 3,6 M€ et regroupe de

nombreux partenaires de la Mer du Nord (Avel Vor Technologie et E&E Consultant en France notamment).

Ses objectifs sont les suivants:

Renforcer les capacités sur les concepts de navires à propulsion vélique par le partage de connaissances en termes

de compétitivité économique et de durabilité environnementale et sociale

Développer et tester des solutions et des outils de modélisation pour le développement des concepts de navires à

propulsion vélique hybride

Faire avancer le sujet du transport par navire à propulsion vélique dans le domaine politique et réglementaire

Développer un plan stratégique de transport « durable », incluant une « road-map » jusqu’en 2050, avec à l’esprit

une navigation « zéro émission ».

Communiquer et promouvoir les résultats obtenus

Parmi les 6 groupes de travail, le contact et les échanges sont établis pour la partie 4 « Economie et opportunité

d’investissements » avec les experts en charge de cette partie (E&E Consultant, à Cassel).

Les travaux couvrent notamment l’établissement des scénarios de développement, des modélisations financières de

plusieurs concepts et des recherches marché et routes potentiels. La modélisation du modèle opérationnel et

économique de plusieurs types de bateaux (de 3000 à 120.000 tonnes de port en lourd) est en cours.

Bien qu’il n’y ait pas encore eu de publication d’envergure, plusieurs documents ont d’ores et déjà été produits : une

synthèse sur les technologies de propulsion vélique, un poster sur les facteurs de réémergence du transport à la voile

présenté lors d’un colloque à Londres et une note de synthèse concernant l’évolution des prix des combustibles.

Ce projet est suivi avec attention car il permettra de confirmer par un modèle économique général les prévisions

effectuées spécifiquement pour chaque projet.


Le projet européen de recherche SAIL

Auteur du document : J. ZANUTTINI Relecteurs du document : J. DUSSOL / P.Y. GLORENNEC / K. JAOUANNET


Documents

en tant que propulsion principale ou auxiliaire de navires · Contexte : Les facteurs clé de l’évolution de l’économie maritime pour les prochaines années • Part très élevée