Les navires à propulsion hydrogène

La propulsion à hydrogène : on ne peut pas la comparer à un type de moteur mais plutôt à un principe de propulsion.

En effet, les systèmes à hydrogène sont des installations hybrides, à moteurs électriques, dont l’énergie leur est fournie par des piles à combustibles à hydrogène.

Les avantages d’une motorisation électrique

Les moteurs électriques offrent couple élevé et excellent rendement, dès les bas régimes. Si on compare un moteur diesel avec un électrique, l’électrique produit les mêmes effets en terme de poussée qu’un diesel. Et ce, bien que le moteur diesel ait une puissance près de 2 fois supérieure.

La motorisation hybride à l’hydrogène

Lorsque l’on évoque la propulsion hydrogène, il s’agit en réalité de propulsion électrique hybride à l’hydrogène.

Sur un bateau, une propulsion hybride électrique consiste en un système dans lequel le/les moteurs électriques sont alimentés par des batteries, elles-mêmes rechargées par un générateur.

Ce dernier peut prendre la forme d’un générateur diesel, ou, dans un système hybride hydrogène, d’une pile à combustible à l’hydrogène.

La pile à combustible

Pile à combustible

La pile à combustible fonctionne comme une batterie que l’on alimenterait en permanence en combustible.

Cette pile mobilise l’énergie générée par la réaction de couples oxydo-réducteurs au sein d’un boîtier. L’oxydation d’un combustible réducteur sur un électrode, couplée à la réduction d’un combustible oxydant sur l’autre crée une tension entre les deux et génère du courant électrique.

Le carburant des piles à combustible

Pour fonctionner, ces piles ont besoin de combustible et celles qui intéressent l’industrie nautique fonctionnent à l’hydrogène. 

Pour ces derniers systèmes, ils peuvent être approvisionnés depuis la terre, en remplissant leur réservoirs ou, pour les systèmes les plus pointus, en produisant eux-mêmes leur propre hydrogène. 

On peut en effet produire de l’hydrogène depuis de l’eau de mer au moyen d’un osmoseur (purification) puis d’un hydrolyseur, qui transforme l’eau (H2O) en hydrogène (H2).

Mais cette réaction d’hydrolyse nécessite de l’électricité qui doit être produite par d’autres moyens que la pile alimentée par le travail de l’hydrolyseur !

Hynova 40, un dayboat à pile à combustible sur réservoirs

Hynova 40

Devant la volonté du Parc National des Calanques de n’autoriser, pour les professionnels, que des navires propres, un opérateur de transport touristique dans les calanques à conçu un 40’ fonctionnant avec une pile à combustible, ce bateau c’est l’Hynova 40.

Cette pile à hydrogène de 80 kW alimente 132 kWh de batteries Lithium et entraîne deux moteurs électriques de 184 kW chacun. A faible vitesse, la pile alimente seule le bateau tandis qu’à une vitesse soutenue, les batteries la renforcent. Le bateau embarque 23 kg d’hydrogène liquide à 350 bars et effectue des allers-retours Marseille-Cassis. Il charge à quai tous les soirs. Le plein d’hydrogène s’effectue depuis le quai.

Energy Observer, un trawler hybride hydrogène

Energy Observer

Sur Energy Observer, on retrouve la même configuration de base, mais, le bateau étant destiné au long cours, il synthétise son propre hydrogène qu’il stocke dans des réservoirs sous pression.

Il dispose pour se faire, de panneaux photovoltaïques, de puissants mâts-éoliens capables de produire l’énergie électrique nécessaire pour étaler la consommation représentée par les services à bord et l’installation d’hydrolysation, qui produit l’hydrogène nécessaire à la propulsion depuis l’eau de mer.

A quai, Energy Observer actionne son hydrolyseur au moyen du courant du quai pour remplir ses réservoirs.

Cependant, il faut faire attention puisque production et stockage de l’hydrogène à grande échelle ne sont pas sans poser de problèmes.

Inflammable et détonnant, le modèle des “stations services” à hydrogène n’est pas sans risques, ce qui laisse de beaux jours devant eux aux systèmes capables de produire, à petite échelle, leur propre carburant.