fr.wedoany.com Rapport : Les chercheurs de l’Institut de recherche technologique et industrielle de Norvège (SINTEF) ont découvert que les modèles de vent simplifiés actuellement utilisés par le secteur maritime entraînent des données gravement inexactes sur les économies de carburant des systèmes de propulsion assistée par le vent. Pour y remédier, ils ont lancé le projet reSail afin de développer des solutions optimisées basées sur les conditions océaniques réelles. Les grands porte-conteneurs, vraquiers et pétroliers génèrent environ 90 % des émissions de carbone du secteur maritime, tandis que les alternatives zéro émission comme l’hydrogène, l’ammoniac ou l’électrification pure nécessiteront encore plusieurs années avant d’être déployées à grande échelle. Face à des réglementations climatiques de plus en plus strictes, les armateurs se tournent vers la propulsion éolienne, la méthode de propulsion la plus ancienne. Les flottes commerciales modernes déploient désormais des structures aérodynamiques imposantes, appelées systèmes de propulsion assistée par le vent (WAPS), notamment des rotors cylindriques exploitant l’effet Magnus, des voiles à ailes verticales et des voiles à aspiration avancées qui utilisent des ventilateurs internes pour aspirer l’air à travers leur surface.

Le nombre de navires équipés de ces voiles modernes augmente rapidement. En 2020, seuls neuf navires principaux en étaient équipés ; aujourd’hui, ce chiffre est passé à 64, et des dizaines d’autres sont en cours de rétrofit. Mais les résultats réels sont préoccupants : en théorie, ces voiles devraient réduire considérablement les coûts de carburant, mais en pratique, les économies fluctuent fortement entre 2 % et 25 %, avec des résultats très instables. Pour en comprendre les raisons, les chercheurs de SINTEF ont lancé le projet reSail. Leurs découvertes montrent que le secteur maritime repose sur des modèles de vent trop simplifiés, incapables de capturer les conditions océaniques réelles. « Nous avons examiné les conditions de vent de manière plus réaliste et avons constaté qu’elles s’écartent significativement des théories du vent », explique Yannick Jooss, chercheur chez SINTEF. « Si l’on utilise uniquement des profils de vent standard, comme c’est souvent le cas aujourd’hui, les mesures seront inexactes. Les hypothèses et simulations simplifiées ne suffisent pas, car elles ne tiennent pas compte de la complexité et de la variabilité du vent. »

Selon Jooss, responsable du projet, le recours à ces simulations trop simplifiées conduit à des données inexactes. Pour maximiser la réduction des émissions, il est nécessaire de disposer de connaissances précises, basées sur le comportement réel du vent et le positionnement des voiles, ainsi que d’un ajustement automatique pour optimiser l’exploitation globale du navire. La principale complexité réside dans la structure elle-même : lorsqu’une voile rigide de 22 mètres de haut est fixée sur une immense coque métallique, le navire modifie son environnement, courbant, bloquant et agitant le vent avant qu’il n’atteigne la voile, créant ainsi des micro-courants d’air complexes. Pour cartographier ce chaos invisible, l’équipe de reSail a équipé le navire chimiquier Bow Olympus, exploité par Odfjell, d’un système LiDAR (détection et télémétrie par ondes lumineuses) haute fréquence, permettant de suivre avec une grande précision la vitesse et la direction du vent par rapport au navire en mouvement. Les chercheurs ont émis des faisceaux laser vers l’atmosphère et utilisé l’effet Doppler pour suivre les variations de la lumière réfléchie par les particules de poussière dans l’air.

Les données collectées à bord du Bow Olympus ont permis de passer à une phase d’optimisation en laboratoire, axée sur trois domaines. L’équipe vise à déterminer le point aérodynamique optimal pour le positionnement des voiles en utilisant la soufflerie de l’Université norvégienne des sciences et technologies (NTNU), à développer un système prédictif pour ajuster automatiquement les voiles avant l’arrivée des rafales, et à intégrer des prévisions de vent en temps réel dans le système de navigation du navire, afin d’optimiser globalement son exploitation. « Notre objectif est de rendre les voiles modernes plus attractives pour les navires, contribuant ainsi à la réduction nécessaire des émissions dans le secteur maritime », ajoute Jooss. Des réglementations telles que FuelEU Maritime exigent une réduction de 80 % des émissions du transport maritime d’ici 2050. Si le projet reSail parvient à combler l’écart entre la théorie et la réalité, il pourrait stabiliser les économies de carburant au-delà du seuil de 25 %.

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