L'hydrogène en haute mer
NEW H SHIP, un projet récemment arrivé à son terme et financé par l'UE, a permis de conclure à l'absence d'obstacles majeurs à l'utilisation de l'hydrogène à bord de navires. L'équipe en charge du projet espère que les conclusions de son travail convaincront l'industrie maritime et les responsables politiques d'investir davantage dans la recherche et développement (R & D) sur l'utilisation de cette source d'énergie propre dans les transports maritimes de haute mer. De plus en plus, les navires s'imposent comme la principale source de pollution atmosphérique de l'UE. On estime que d'ici à 2020 les émissions de dioxyde de soufre et d'oxyde d'azote des bateaux seront, en Europe, supérieures aux émissions terrestres. «Si nous voulons faire de l'Europe une société de l'hydrogène, nous devons intégrer les transports maritimes au scénario», a déclaré Hjalti Pall Ingolfsson de chez Icelandic New Energy, un des partenaires du projet NEW H SHIP. Tout en reconnaissant la nécessité de réduire ces émissions, des travaux limités de R & D ont été réalisés afin de déterminer comment adapter les nouvelles sources d'énergie propre en vue de leur utilisation dans le transport maritime. «Divers projets ont été consacrés à l'utilisation de l'hydrogène sur les navires, mais les environnements considérés étaient des lacs ou des ports, non la haute mer», a expliqué M. Ingolfsson. Une étude a été réalisée dans le cadre du projet NEW H SHIP, clôturé en 2005, afin d'identifier les obstacles techniques, opérationnels et sociétaux liés aux exigences en matière de systèmes embarqués et d'infrastructures spécifiques pour combustibles maritimes. Les recherches se sont appuyées en grande partie sur les résultats de deux autres projets financés par l'UE: FC-SHIP (évaluation du potentiel de la technologie des piles à combustible sur les bateaux) et EURO-HYPORT (étude de la faisabilité des exportations d'hydrogène d'Islande vers le continent européen). Les partenaires du projet ont également basé leurs évaluations sur les volets techniques de projets de démonstration de bus à piles à combustible tels que CUTE et ECTOS, deux initiatives financées par l'UE. «Ces projets riches en enseignements nous ont permis d'évaluer l'adéquation de la technologie de la pile à hydrogène au transport maritime,», a expliqué M. Ingolfsson. Toutefois, terre et mer sont deux environnements très différents qui présentent chacun des obstacles spécifiques. «Il y a de très grandes différences», a indiqué M. Ingolfsson. L'une étant la nécessité de stocker de grandes quantités d'hydrogène sur les navires. «Comme vous le savez, il n'y a guère de stations-service en haute mer, de sorte que les navires doivent faire le plein d'hydrogène avant de lever l'ancre. «Puis, il y a la taille des bateaux. Certains ne partent que pour un jour, d'autres pour une semaine ou même un mois. Nous devons donc pouvoir stocker l'hydrogène à bord.» Étant donné que l'hydrogène prend plus de place que n'importe quel autre combustible, que ce soit à l'état liquide ou gazeux, il sera nécessaire, selon M. Ingolfsson, de compresser le gaz. La conception d'une pile à combustible pour navires devra tenir compte de la salinité de l'air marin. Selon les calculs établis par les partenaires du projet, «un bateau de 100 tonnes qui sort en mer pour une semaine seulement pourrait probablement fonctionner directement à l'hydrogène, mais les plus gros navires qui restent plus longtemps en mer auront besoin de plus d'énergie pour leur propulsion et le fonctionnement des appareils à bord. Il faut donc trouver une réponse au problème du stockage.» Une alternative pour les gros navires réside dans la mise au point du stockage de l'hydrogène nécessaire pour remplacer l'électricité utilisée pour le fonctionnement des équipements du bateau, les appareils de pilotage et les pompes ainsi que le chauffage et l'éclairage. «Économiquement, il est préférable de s'occuper d'abord du groupe auxiliaire de puissance (GAP), qui utilise une puissance de 10-15kW contre 100kW pour propulser le navire.» Bien qu'aucun calcul n'ait été effectué à ce jour pour déterminer si le remplacement des combustibles fossiles par de l'hydrogène permettrait de réduire le niveau des émissions, les partenaires du projet sont convaincus que l'hydrogène est moins polluant. «Centraliser la production d'hydrogène nous permettrait de gérer les émissions plus efficacement que pour les combustibles fossiles», a déclaré M. Ingolfsson, avant d'ajouter que la technologie avancée de capture du carbone permettrait d'y arriver. L'utilisation d'hydrogène à terre ou en mer s'accompagne également d'aspects sécuritaires différents. L'hydrogène est un gaz hautement inflammable et des explosions sont possibles en cas de fuite et d'accumulation d'hydrogène. M. Ingolfsson s'est référé aux travaux entrepris par des partenaires du projet en vue de calculer l'impact d'une collision et le danger encouru par les membres d'équipage en cas de fuite ou d'explosion. Les incendies et les explosions sont nettement plus critiques à bord d'un navire qu'à terre, la distance entre les machines et le «public» étant beaucoup plus courte. Isoler un système de pile à combustible des zones sûres et des zones réservées aux passagers sur un ferry est des plus complexes. «À l'inverse de ce qui se passe sur la terre ferme, il n'y a nulle part où s'enfuir lorsque vous naviguez sur l'océan Atlantique», a déclaré M. Ingolfsson, pour qui il s'impose de poursuivre les recherches afin de pouvoir définir des directives de sécurité pertinentes et appropriées. Le prix de la production d'hydrogène pose également problème. «L'hydrogène coûte beaucoup plus cher à produire que les carburants fossiles, en raison des faibles quantités que nous utilisons actuellement dans les bus», explique M. Ingolfsson. «Presque toutes les piles à combustible sont produites manuellement et en quantités trop faibles que pour justifier l'ouverture d'une ligne de production.» Face à la hausse des prix du pétrole et du gaz, M. Ingolfsson a bon espoir de convaincre les gouvernements et l'industrie maritime de réfléchir plus sérieusement à l'utilisation de l'hydrogène sur les navires. En pratique, toutefois, la conception de piles à combustible pour les navires est encore au point mort et il n'y a pratiquement eu aucune démonstration de navire à pile à hydrogène. Selon M. Ingolfsson, cela est dû au mode de fonctionnement de l'industrie maritime, très différent de celui de l'industrie automobile. «À l'inverse des voitures qui affichent une marque particulière et sont construites de A à Z par le même fabricant, les navires sont construits sur commande», explique-t-il. Ceux qui fournissent les diverses pièces sont réticents à l'idée d'investir dans la technologie de l'hydrogène, car ils n'ont pas la capacité de mettre en valeur leur technologie. «Nous ne pouvons donc compter sur le financement de partenaires industriels tels que les fabricants automobiles, raison pour laquelle nous avons besoin d'un fort soutien politique pour lancer le marché et les investissements», a-t-il déclaré. Le soutien des responsables politiques et des diverses parties prenantes est également nécessaire pour garantir que toutes les réglementations, codes et normes en rapport avec l'utilisation d'hydrogène dans les transports font également référence aux applications du gaz dans le transport maritime. M. Ingolfsson a tenu à souligner le soutien apporté par l'industrie, les gouvernements nationaux et l'UE aux projets de démonstration de bus CUTE et ECTOS et suggéré la conception d'une structure similaire pour le transport maritime. Bien que le projet soit aujourd'hui clôturé, M. Ingolfsson signale que les partenaires souhaitent vivement poursuivre leur travail et débattent actuellement de la possibilité de lancer un projet destiné à tester un prototype de GAP pour navire fonctionnant à l'hydrogène.
