Naissance du développement
L’initiateur du programme aspire depuis sa
jeunesse à
développer les énergies renouvelables.
La
découverte de la possibilité originale de
naviguer face au vent grâce à une
voilure tournante intervient dans le contexte de la prise de conscience
des enjeux de la transition énergétique.
La réflexion est initiée en 2014 avec la réalisation d'un premier démonstrateur d'1.50 m.
Une
première analyse de la technique fait apparaître un
potentiel remarquable qui motive le lancement du développement
La navigation maritime, domaine privilégié pour réussir la Transition
Energétique.
Chacun est bien conscient
aujourd’hui que l’avenir se construira avec les énergies renouvelables.
Les mers et les océans sont
les lieux les mieux pourvus en énergies renouvelables. Il suffit de visionner
une carte de prévision des vents (j’adore celles de Windguru.cz qui sont
superbes) pour voir que le potentiel de vent sur la mer est bien supérieur à
celui des continents. Les mers ont aussi un certain avantage en potentiel
solaire puisqu’un navire en haute mer ne sera jamais à l’ombre d’un arbre, d’un
immeuble, d’une montagne…
De nombreux navires à usage
professionnel ont une consommation énergétique raisonnable, ceci étant d’autant
plus vrai qu’ils sont de grande taille et naviguent à une vitesse modérée.
Les grands voiliers
traditionnels en sont une parfaite illustration.
Aujourd’hui, l’ensemble du
monde maritime recherche des solutions de navigation propre et cette réflexion
privilégie les recherches portant sur la meilleure utilisation de l’énergie du
vent et en complément de l’énergie solaire.
La solution développée par
ARCHINAUTE repose sur la conversion en puissance électrique de la force du vent
dès sa captation, ce qui permet de répondre à tous les besoins énergétiques du
navire. La propulsion est alors naturellement assurée par des moteurs
électriques accouplés à des lignes d'arbre classiques.
En choisissant une gestion de
l'énergie en mode électrique, on peut associer un stockage sur batteries adapté
au besoin spécifique de chaque utilisateur pour palier à une absence de vent
occasionnelle.
Ce choix permet également de
stocker de l'énergie gratuite pendant les périodes d'arrêt du navire : à quai
en escale, au mouillage etc...
La capacité déjà mentionnée de
naviguer directement face au vent avec la seule énergie captée instantanément
assure que le navire pourra effectuer un long trajet dans ces conditions sans
vider ses batteries. Autrement dit, le
navire dispose d’une autonomie énergétique illimitée aussi longtemps qu’il y a
un vent suffisant.
Une conception qui respecte
les fondamentaux de la Transition Energétique
L'association NEGAWATT qui
rassemble des experts énergéticiens et a établi le scénario le plus abouti de
transition énergétique au niveau de la France met en avant 3 principes
fondamentaux à respecter pour réussir toute démarche de Transition
Energétique : Sobriété - Efficacité - Renouvelable
ARCHINAUTE dans sa conception
applique ces principes fondamentaux.
- Sobriété : nous
proposons un navire à vitesse modérée.
- Efficacité : nous avons
fait le choix d'une coque de type catamaran aux lignes d'eau fines demandant un
minimum de puissance propulsive - les hélices de propulsion ont été étudiées
spécifiquement pour atteindre un excellent rendement.
- Renouvelable : C'est
bien entendu le cœur du sujet puisque c'est l'énergie du vent qui remplace
l'énergie fossile du carburant.
Dans le détail, le principe ARCHINAUTE
offre de multiples avantages :
* Le
bénéfice d'une énergie gratuite et d'une autonomie illimitée sans contrainte
d'avitaillement à terre.
* Le
contrôle du système entièrement assuré par des commandes mécaniques sans effort
physique par l'équipage.
* La
possibilité de fournir l'énergie pour tous les besoins du
bord :électricité, hydraulique, pneumatique, pompage, froid...
* Une
contribution à la sécurité et une économie d’espace avec la disparition des
réserves de carburant.
* Aucune
nuisance pour les riverains lors du stationnement du navire à quai.
* Pour une
même performance, une surface de voilure nettement plus faible que celle d'une
voile fixe.
* Une
maintenance moindre que celle d'une voilure traditionnelle ou d'un moteur
thermique.
* Une
possibilité d'associer des sources de puissance annexes adaptées aux besoins
spécifiques des
utilisateurs : chargeur de quai,
panneaux photovoltaïques, groupe électrogène de secours, pile à
combustible éventuelle …
Le
positionnement par rapport aux autres techniques
* La première énergie utilisée
depuis la nuit des temps est la force musculaire, humaine et animale.
* Puis, dès l’Antiquité,
l’homme a exploité mécaniquement certaines énergies renouvelables avec par
exemple les moulins à vent ou les moulins à eau et bien entendu les bateaux à
voile.
* Vint ensuite la machine à
vapeur, disparue progressivement au profit des moteurs thermiques, sauf pour
les centrales électriques (charbon ou nucléaires)
* Le moteur thermique est
devenu notre standard actuel, mais il est condamné à disparaître à terme (une
ou deux décennies ?) pour deux raisons principales.
1) sa
dépendance aux énergies fossiles avec l'impact associé du réchauffement
climatique et les émissions de particules et composés toxiques comme les oxydes
d'azote - Les biocarburants ne sont pas la solution : on n'en produira
jamais assez sauf à affamer le monde et ils ne suppriment pas les émissions de
particules et de NOx
2) son
mauvais rendement énergétique : seule 25 à 30 % de l'énergie du carburant
est effectivement convertie en puissance mécanique utile alors que les 70 à 75
% restants sont dissipés en chaleur perdue. Il ne remplira donc jamais le
critère d'efficacité énergétique.
* Les motorisations d'avenir
sont donc clairement les motorisations électriques.
Pour les applications fixes,
l'alimentation en énergie se fait naturellement par le réseau et ce dernier
peut intégrer du stockage terrestre, éventuellement lourd et volumineux.
Pour la plupart des
applications mobiles, toute la problématique tourne autour du
''réservoir d'énergie électrique'' ; on devrait d'ailleurs plutôt
parler d'énergie ''restituable sous
forme électrique'' car une batterie stocke son énergie sous forme chimique.
Le problème principal est le
poids et le volume de ce stockage : une batterie performante pèse 20 à 25
fois plus que du carburant classique pour une même énergie mécanique
disponible. Et c'est une double peine car il faut en plus alourdir le véhicule
pour qu'il supporte la charge additionnelle et l'ensemble consomme d'autant
plus de puissance propulsive. Renault 4L : 800 Kg - Renault ZOE :
1475 Kg dont 326 Kg de batteries.
Ajoutons à cela la
problématique du temps de recharge des batteries et on voit bien les limites
des véhicules ou navires électriques actuels.
Le principe ARCHINAUTE, consistant à embarquer l'éolienne sur le navire, réduit énormément cette problématique puisqu'il permet de capter l'énergie au fur et à mesure de son utilisation dès lors que le vent est suffisant. L'autonomie énergétique devient ainsi illimitée. Le stockage reste nécessaire mais il est beaucoup plus limité.
ARCHINAUTE fait référence à Archimède pour deux raisons principales :
* Le principe d'Archimède qui formule le phénomène qui permet à un objet de flotter sur un liquide.
* La vis d'Archimède qui est l'ancêtre de toutes les hélices tant aériennes que marines.
