Energy Observer : l’hydrogène maritime à l’assaut du monde

Energy Observer a déjà parcouru plus de 18 000 nautiques soit environ 33 000 km depuis 2017 grâce aux énergies renouvelables. Il a fait escale dans 25 pays, navigué le long des côtes françaises et dans tout le bassin méditerranéen. En 2019, il a vogué en Europe du Nord jusqu’en Arctique. Sa nouvelle odyssée devrait débuter le 17 février afin de parcourir le monde durant 4 ans jusqu’à fin 2023. Ces nouvelles navigations seront beaucoup plus intenses et longues, avec déjà trois traversées océaniques en 2020. Direction le Maroc pour commencer, puis les Canaries, le Cap-Vert, les Antilles, Panama, Hawaï et enfin Tokyo, du 24 juillet au 16 août, pendant les Jeux Olympiques. « En une seule année, il parcourra l’équivalent de ce qu’il a parcouru depuis 3 ans », fait savoir l’équipage.

L’équipe parie sur l’amélioration continue des différents systèmes combinant trois sources d’énergies renouvelables (solaire, éolien, hydrolien) et deux formes de stockage (batteries et hydrogène). Le système de contrôle commandes, qui pilote l’ensemble des systèmes entre eux, est aussi en perpétuelle évolution logicielle. « Sortir des systèmes de leurs laboratoires feutrés et normés, les démonter, les modifier pour anticiper, puis les emmener dans du très chaud, du très froid, du trempé et du hautement corrosif pour voir par où ils vont commencer à craquer », voici le défi, explique l’équipe du projet. Cette nouvelle odyssée sert de banc d’essais incomparable pour l’ensemble des technologies embarquées.

Des énergies renouvelables de plus en plus fiables

Toute la chaîne de production d’hydrogène, des dessalinisateurs développés par la société française SLCE jusqu’à la pile à combustible originale développée par le CEA-Liten, est en amélioration constante. Les ingénieurs optimisent ainsi l’électrolyseur de Proton Onsite, le compresseur à 350 bars de NovaSwiss et le stockage à 350 bars dans les bouteilles de Luxfer.

Pour cette nouvelle expédition, une pile à combustible de grande série supplémentaire, développée par Toyota, a été installée afin d’évaluer son fonctionnement en milieu salin et humide. « C’est un produit industriel, destiné à être produit en très grande quantité et donc à un prix concurrentiel, explique Louis-Noël Viviès, directeur général d’Energy Observer. Nous avons développé avec Toyota un système complet avec des périphériques adaptés au milieu marin (Blower, onduleur), le tout dans un bloc compact et léger, mais maintenant il faut qu’il tienne quelques dizaines de milliers de milles marins ! »

Des ailes verticales automatisées baptisées « OceanWings » et développées par VPLP design et CNIM sont testées à bord depuis 2018. Elles permettent d’économiser jusqu’à 44% d’énergie sur un parcours type, d’accélérer la vitesse du navire, d’augmenter la production d’hydrogène pendant les navigations. Une nouvelle version optimisée et fiabilisée est remontée début 2020, afin d’augmenter la production d’hydrogène et la vitesse de compression.

En 2020, Energy Observer embarque davantage de panneaux solaires. La surface a été à nouveau augmentée de 36,8 m², pour une puissance supplémentaire de 5,6 kWc et une surface totale de 202 m². La puissance maximum s’élève désormais à 34 kWc, le double depuis 2017, avec des panneaux de Solbian.

Des hélices innovantes pour une meilleure hydrogénération

Des hélices prototypes dont l’angle des pales est adaptable seront testées. Leur promesse est d’adapter en permanence l’angle des pales des hélices de façon optimale. L’objectif est d’améliorer la vitesse lorsque le bateau est propulsé par ses ailes et de disposer de plus de couple lorsque le bateau franchit une vague, ou de plus d’allonge lorsqu’il est poussé par les vagues.

Ces hélices innovantes peuvent également se retourner et optimiser l’hydrogénération, c’est-à-dire la production d’électricité au moyen d’une hélice grâce au déplacement du navire. Le système testé sur Energy Observer permet de retourner complètement les pales, qui deviennent donc aussi efficaces dans un sens comme dans l’autre. « Il faut trouver le meilleur compromis de gestion des hélices à pas variable en hydrogénération, pour justement pouvoir électrolyser en route, détaille Louis-Noël Viviès. Si vous cherchez à produire beaucoup d’électricité, vous freinez votre arbre d’hélice, donc créez de la traînée, donc ralentissez et baissez le rendement des ailes. »

Sur l’ensemble de l’année 2019, le bateau a produit environ 12 000 kWh d’électricité. Les OceanWings auraient permis d’économiser 9000 kWh. 63% de l’électricité a été produite par le photovoltaïque, 34% par la pile à combustible et 3% par l’hydrogénération. 305 kg d’hydrogène ont été produits à bord. Côté consommation, l’électricité a servi à 54% à la propulsion électrique, 26% à la vie à bord, 11% au contrôle des commandes et 9% aux servitudes.