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Energy Observer, véritable laboratoire flottant

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Energy Observer, une source d’inspiration et d’expérience pour Fountaine Pajot, ayant permis le développement du premier catamaran de croisière de série à propulsion hydrogène.

Fountaine Pajot s’est récemment associé à l’entreprise EODev, spécialiste des solutions hydrogène, pour développer son bateau zéro-émission carbone, le Samana 59 Smart Electric REXH2. Ce catamaran nouvelle génération, préfigurant l’avenir du nautisme, a pu bénéficier des technologies développées à bord du catamaran Energy Observer, véritable laboratoire flottant des nouvelles énergies, parcourant les mers du monde depuis plusieurs années. Dans ce nouveau podcast, en marge du village partenaires organisé par Fountaine Pajot à La Rochelle, nous rencontrons Louis-Noël Viviès, Directeur Général d’Energy Observer, pour nous parler de l’histoire de ce bateau de légende, riche de +40 ans d’évolution, ainsi que de leurs expériences et des choix techniques qu’ils ont dû faire pour mener à bien ce projet. Il évoque également l’intérêt de l’hydrogène comme source d’énergie et de son avenir dans l’industrie nautique pour les prochaines années.

Quel avenir pour l’Hydrogène dans l’industrie nautique ? | Energy Observer

16:04 min

Louis Noël Viviès, pouvez-vous nous expliquer et nous présenter ce qu’est Energy Observer ?

« Energy Observer, c’est un des premiers et des plus anciens grands catamarans de course. À l’origine il s’appelait “Formule Tag”, le premier grand catamaran fabriqué par Canadair en 1983. Le bateau fête donc ses 40 ans en avril, ce qui est très intéressant en termes d’analyse du cycle de vie du bateau. Il a été rendu célèbre par Peter Blake, car il a battu le record de vitesse autour du monde de l’époque avec ce bateau. Il possédait 450m² de voilure, et il pesait 15 tonnes. Aujourd’hui, Energy Observer pèse 35 tonnes, et il n’a plus que deux petites ailes verticales de chaque coté de 32m², mais qui sont supers efficaces.

Donc c’est très symbolique que le premier navire de croisière de série utilisant ces technologies de propulsion à hydrogène, avec le Samana 59 Smart Electric REXH2, soit de chez Fountaine Pajot. Parce que c’est ici aussi, à La Rochelle, qu’a été construit ce fameux catamaran, le “Charente-Maritime”, un des premiers catamarans de course qui avait défrayé la chronique à l’époque.

Donc c’est l’histoire d’un bateau de course légendaire, qui a été modifié et rallongé un nombre de fois incalculable et qui est aujourd’hui le premier laboratoire flottant des énergies renouvelables. Aujourd’hui, on travaille sur de nouvelles générations de panneaux solaires souples, sur des hélices à pas variables et bien évidemment sur l’hydrogène

En effet, c’était une première mondiale d’avoir un électrolyseur sur un bateau, à l’époque en 2017, quand on a mis le bateau à l’eau, ce qui nous permet de produire notre propre hydrogène à bord. On a fait plus de 50 000 milles avec cette technologie, l’équivalent de deux tours du monde. C’est un laboratoire hyper efficace avec à son bord des ingénieurs et marins issus de la marine marchande. C’est vraiment très efficace. »

Quels sont les challenges qu’a dû affronter Energy Observer pour implanter un système hydrogène complet à bord ?

« C’était le fait que ce soit vraiment innovant tout simplement, il y’avait plein de normes et de réglementations à respecter. Cependant, comme on était vraiment les premiers, on a été assez bien suivi et accompagné. Mais très clairement, sur les premiers départs, quand on se ravitaillait en hydrogène, avec les câbles posés directement sur le quai par un petit camion, ce n’était pas évident. On a également eu pas mal de soucis avec l’électrolyseur pour produire notre propre hydrogène à bord, au début ça ne marchait pas, il faut être clair. Aujourd’hui, on a toujours beaucoup de travail à faire sur la compression, car oui nous utilisons de l’hydrogène gazeux et non liquide, donc il faut compresser l’hydrogène pour la stocker. En effet, il n’existait pas de petits compresseurs embarquables à bord, donc on a dû concevoir des systèmes de compression sur-mesure.

A chaque étape, à chacune des briques, on a dû innover, fiabiliser, casser et remplacer. Mais sur la partie hydrogène, depuis que le bateau a été équipé d’une pile à combustible Toyota de grande série industrielle automobile, pour convertir l’hydrogène en électricité, c’est quand même beaucoup plus simple qu’avec notre pile prototype. Ces piles subissent en effet de fortes contraintes, celle d’un univers marin, c’est à dire avec de l’air humide, salé, des secousses, des écarts de température… Sans parler de la pollution aux particules fines. Ça paraît anodin, mais dans les ports, il y a beaucoup de bateaux diesel, or il ne faut absolument pas que ces particules fines rentrent dans les piles à combustible, parce que ça abîme le système, donc on a beaucoup travaillé sur les systèmes de filtration d’air. Sans parler du système de refroidissement qui est un échangeur utilisant l’eau de mer comme refroidisseur…

Donc tout a été à inventer, ça a été step by step. Je salue le boulot énorme qu’ont fait les ingénieurs embarqués, même si les vitesses moyennes aujourd’hui du bateau sont autour des 5-6 nœuds avec des pointes à 12 nœuds. Mais quand on repense au premier grand bateau de ce type, Planet Solar, un gros bateau allemand qui faisait quand même 125 tonnes et ne fonctionnant que grâce à l’énergie solaire, il n’a fait le tour du monde qu’à 1,8 nœuds de moyenne.

Aujourd’hui après cinq ans, Energy Observer 1 arrive presque au terme de son développement. Désormais on fait beaucoup de fiabilisation, on essaye des nouvelles générations de panneaux solaires… mais on essaye encore bien sûr pas mal de choses en matière d’hydrogène, notamment tout ce qui concerne la corrosion à bord.

Pour être honnête, quand on a mis le bateau à l’eau en 2017, je ne croyais pas du tout que ça marcherait aussi bien, mais ça marche ! C’est pour ça qu’aujourd’hui on est super fier de voir des bateaux de série qui adoptent ces solutions-là, car on est persuadé que c’est vraiment l’avenir, on ne voit pas d’autres solutions. »

Grâce à l’expérience que vous avez acquise avec Energy Observer, comment est-ce que vous voyez le futur de l’implantation de l’hydrogène dans le secteur maritime ?

« Pour être précis, on pense que sur les « petits » bateaux on va utiliser des technologies automobiles, pour plusieurs raisons. D’abord car c’est beaucoup moins cher du fait qu’elles sont fabriquées en grande série. Il faut savoir que cette année (2023-2014) Toyota a un objectif de production de 30 000 unités de piles à combustible, celle-là même qui est présente sur Energy Observer et le Samana 59 REXH2 de Fountaine Pajot. Donc nous ne sommes plus du tout sur des piles à combustible prototypes fragiles, avec des durées de vie à peu près inconnues. Maintenant on a des “track record”, avec des données extrêmement fiables sur le vieillissement ou sur la corrosion des membranes. Donc on a des espérances de vie qui deviennent vraiment cohérentes avec un usage maritime. Ensuite, je pense qu‘on va utiliser de plus en plus ces piles industrielles parce qu’en plus de ne pas être chères, elles sont très fiables, légères et compactes. On va avoir un stockage de l’hydrogène qui va être gazeux, parce que dans l’automobile il est gazeux, avec des pressions jusqu’à 700 bars, ce qui est la norme dans ce secteur.

Bien sûr, sur les très fortes puissances type super yacht ou cargos, qui sont les gros chantiers sur lesquels on travaille aujourd’hui avec Air Liquide et CMA CGM, on basculera dans de l’hydrogène liquide, donc refroidis à -252 degrés. Et là, ce sont des technologies qui sont vraiment innovantes. À mon avis on est reparti dans un cycle de vraies innovations, casses et mise au point, comme on l’a fait à l’époque pour Energy Observer 1.

Cependant, la frontière entre l’hydrogène gazeux, que je qualifierai de standard et grand public, et l’hydrogène liquide, qui est l’avenir du transport maritime lourd, va devenir de plus en plus poreuse. On se rend compte que l’industrie du poids lourd investit beaucoup sur des petits réservoirs d’hydrogène liquide. Mais il reste du chemin à parcourir car derrière il n’y a pas encore la technologie pour traiter ce qu’on appelle le “vapor lock”. Quand vous refroidissez de l’hydrogène à -252 degrés il y a de l’évaporation avec une perte de l’ordre de 10 à 15 % par jour. Alors si vous avez un bateau de type cargo qui utilise en continue de l’énergie, dans ses phases de navigation comme à quai, cette évaporation d’hydrogène elle pourra être utilisée, bien sûr. Mais avec un bateau de plaisance qui va passer 7 jours en mer, puis après plusieurs jours ou mois à quai avec personne à bord, c’est moins cohérent de perdre 15 % de votre réservoir par jour. Il faut avoir en permanence de la consommation pour que ça soit intéressant, donc à mon avis se sera plutôt réservé pour les navires professionnels, vedettes à passager ou bateau de pêche. […] »

Pour synthétiser vos propos, vous imaginez donc l’avenir avec de l’hydrogène liquide pour les navires professionnels et transport maritimes lourds, et de l’hydrogène gazeux pour des bateaux de type croisière comme le Samana 59 REXH2 ? Quand est-il des solutions de recharge ?

« Oui c’est ce que je pense. Après, bien évidemment, aucun de ces bateaux n’a d’intérêt à produire son propre hydrogène à bord, comme nous le faisons. Cela dépend donc surtout du déploiement de stations de recharge à hydrogène dans les ports. Toutefois, de l’hydrogène, il y en a des quantités industrielles partout. Pour faire 1 litre de diesel vous avez besoin de beaucoup d’hydrogène. Le Diesel et l’Essence sont fabriqués à partir de pétrole brut qui est raffiné avec de l’hydrogène. Donc dès que vous avez une raffinerie, vous avez des quantités énormes d’hydrogène.

Le problème, c’est le lien entre ces grosses quantités d’hydrogène liquide (le plus vert et décarboné possible) et comment le faire parvenir aux bateaux. La solution, c’est ce qu’on appelle un “dispenser”. C’est une station qui prend cet hydrogène liquide, le compresse à la bonne température pour qu’il devienne gazeux et stable, pour ensuite l’injecter dans le bateau. Ça ne demande pas beaucoup de place. Ce sont des investissements qui ne sont pas énormes, mais on trouve que le déploiement est long, le temps que les collectivités et les ports s’emparent du sujet. C’est toujours l’histoire de l’œuf ou de la poule, il n’y a pas de consommateur aujourd’hui, ou très peu. C’est pour ça qu’on compte beaucoup sur des gros événements, comme les Jeux Olympiques de 2024, qui veulent promouvoir l’hydrogène, afin de pouvoir créer une demande un peu soudaine qui justifierait l’investissement. La religion des Jeux Olympiques c’est que chaque investissement ait un usage derrière qui rende pérenne l’investissement, donc on compte sur cet évènement. Mais c’est un peu une bagarre de tous les jours avec à la fois les énergéticiens, qui investissent dans ces systèmes et puis avec les collectivités locales, qui aujourd’hui voit encore un peu l’hydrogène comme quelque chose de futuriste, alors que ça ne l’est pas du tout ! […]

En clair, tout ceci, c’est du concret. Et surtout ça a un usage direct et immédiat pour plein d’applications, comme avec le Samana 59 REXH2, par exemple. Donc nous sommes très heureux, on a la sensation qu’on a la même culture, qu’on a la même approche, qu’on est hyper pragmatique. […] »

Louis-Noël Viviès, Directeur Général d’Energy Observer.

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