Le navire expérimental Energy Observer - équivalent maritime de l'avion Solar Impulse - doit explorer les capacités des énergies renouvelables et de l'hydrogène en réalisant un tour du monde en totale autonomie. Mis à l'eau en avril 2017, il devra concilier exploration scientifique et progrès technologiques.
Il y avait déjà eu PlanetSolar, premier navire à boucler un tour du monde grâce à l'énergie solaire, en 2010-2012. Puis l'avion Solar Impulse, qui avait également parcouru tous les cieux du globe à la seule force de ses panneaux photovoltaïques entre 2015 et 2016. Il y aura désormais Energy Observer, un autre vaisseau pionnier, destiné à voguer sous toutes les latitudes grâce à l'énergie de l'hydrogène cette fois.
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Le catamaran de 30,5 mètres de longueur pour 12,8 mètres de largeur, est un ancien voilier de course ayant connu son heure de gloire en 1984, aujourd'hui reconverti en plateforme technologique dernier-cri. Pour Victorien Erussard, directeur de l'expédition et marin aguerri, "Energy Observer, c'est une reconversion à double sens : recycler un catamaran de course, léger et fiable, recordman autour du monde, et permettre d'investir dans la recherche et le développement, plutôt que dans le composite". L'engin a donc troqué son grand mât et ses voiles pour une immense surface de panneaux solaires photovoltaïques. Pas moins de 120 m² de capteurs à haut rendement sont ainsi étalés entre les deux coques du bâtiment, reposant sur deux technologies différentes : ceux installés sur le pont sont galbés, afin d'épouser au mieux sa forme arrondie, et ont été réalisés sur-mesure. D'autres panneaux bifaces, à hétérojonctions, permettent de capter les rayons solaires directs et ceux réverbérés par la surface de l'eau : ils sont installés à l'arrière et sur toute la longueur de la coque. Afin de compléter cette production, deux mini-éoliennes à axe vertical sont implantées vers la poupe.
Produire de l'électricité et la stocker
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Le courant produit sert à alimenter un désalinisateur ainsi qu'un électrolyseur, qui permettent d'obtenir de l'hydrogène à partir de l'eau de mer, cette ressource infinie. Cet hydrogène, compressé, servira de carburant à une pile à combustible qui fournira de l'électricité à la demande. Trois modes de fonctionnement seront utilisés : à quai, la consommation sera réduite au minimum et l'énergie produite grâce au soleil et au vent sera stockée dans des batteries lithium-ion. "Tout le surplus sera valorisé en démarrant la chaîne de production par électrolyse puis de stockage hydrogène", précise le CEA. En effet, le gaz pourra, lui aussi, être stocké dans des réservoirs. Le système de batterie sera sollicité pour le stockage à court-terme. Il alimentera deux réseaux parallèles : un en 400 V (pour la gestion des appels de puissance, la propulsion, l'électrolyse et la compression de l'hydrogène) et l'autre en 24 V (pour la vie à bord et les équipements de contrôle-commande et sécurité). Le stockage à plus long terme sera assuré par la chaîne hydrogène. Et la chaleur issue de la pile à combustible sera même valorisée pour le chauffage de l'eau sanitaire.
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