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Exploitation des énergies marines renouvelables sur un navire de pêche professionnelle à motorisation hybride

 

L’INNOVATION

L’association France Pêche Durable et Responsable (FPD&R) accompagne le secteur dans son indispensable mutation vers une pêche soutenable et le maintien du tissu économique halieutique sur les territoires littoraux. Au lendemain de la COP23, les enjeux environnementaux sont d’autant plus décisifs et il faut dorénavant agir pour limiter le réchauffement planétaire lié aux activités anthropiques. C’est à partir de ce constat que FPD&R a décidé de travailler sur l’élaboration d’un cahier des charges en vue d’exploiter les énergies renouvelables sur un navire de pêche professionnelle. La préparation du projet, doit déterminer la viabilité des innovations dans les trois domaines fixés:

– le secteur énergétique du navire avec la réduction de la consommation en énergie fossile et l’exploitation des énergies renouvelables pour une autonomie en mer
– les conditions de travail et la sécurité à bord
– la pérennité et la rentabilité des activités de pêche.

L’économie de la pêche à l’échelle française, est fragilisée par la fluctuation des prix du carburant, la raréfaction de la ressource et la restriction des espaces de production à partager avec la navigation maritime, les aires protégées et les parcs éoliens offshores. Le secteur a dû se restructurer douloureusement avec, pour les navires les plus en difficulté, des plans successifs de sorties de flotte. Certains ports ont vu leur flottille diminuer de 30 à 50%. La prime à la casse a divisé par 2 la flotte en 20 ans et a généré des effets en chaîne sur la pêche française. Ces sorties de flotte ont contribué au renchérissement des navires d’occasion, au vieillissement de la flotte et à la hausse des coûts d’entretien diminuant la rentabilité des entreprises de pêche. L’âge moyen actuel des unités de la flotte française est supérieur à 27 ans. Elles sont majoritairement équipées de propulsions diesel énergivores et polluantes, offrant des conditions de travail peu alléchantes pour les jeunes générations qui, du fait quittent le métier.

Les rapports produits par des élus, le Parlement et le Ministère de l’Ecologie (Desprost et Suche, 2014) et plus récemment l’Étude des émissions de carbone dans les Détroits européens du projet PASSAGE (Projet PASSAGE, 2018) insistent sur la nécessité urgente d’engager le renouvellement de la flotte de pêche française pour assurer sa pérennité.

Aujourd’hui, les cours du pétrole  étant relativement bas et la ressource s’étant refait une santé, les entreprises ont retrouvé un équilibre financier leur permettant d’entrevoir de nouveaux horizons pour le métier et d’envisager d’investir ou de renouveler leurs navires.

Cependant, le cours actuel n’est que passager et il faut construire aujourd’hui l’avenir de demain qui exige d’indispensables économies d’énergie.

Ce renouvellement doit impérativement se faire en respectant les nouvelles directives européennes et les conditions suivantes :

  • Diminuer les rejets de CO2 et autres polluants
  • Diminuer la consommation d’énergie fossile non renouvelable
  • Assurer une bonne gestion de la ressource et du respect des fonds marins
  • Améliorer le traitement et la conservation du poisson à bord pour optimiser sa valorisation
  • Optimiser les conditions de travail, de vie et la sécurité à bord pour les marins.

En 2015, FPD&R a terminé, le projet «Fish2EcoEnergy » qui, avait vocation à impulser les évolutions technologiques pour une pêche durable sur les navires de pêche professionnelle (www.fish2ecoenergy.eu).  Le projet  a également permis d’avancer sur la motorisation électrique et de mener fin 2016, des études concernant la construction d’un navire de pêche de la rupture technologique.

Le navire de pêche professionnelle démonstrateur, “La Frégate III”, en activité et immatriculé à Boulogne-sur-mer est un chalutier pratiquant les métiers du chalut de fond et du chalut pélagique. Il est actuellement équipé de deux génératrices électriques alimentées au gazole, destinées à fournir l’ensemble des besoins énergétiques du navire (propulsion, hydraulique et outil de servitude…). Les gains estimés et cumulés en carburant, avec ce type de motorisation, varient de 15 à 21% suivant les métiers pratiqués. L’avancée se situe au niveau du confort à bord, avec un navire beaucoup plus silencieux, et sur l’absence de rejets de CO2 et de particules.

L’ambition du nouveau projet ici présenté est d’insuffler un nouvel essor à l’ensemble de la filière à travers un programme concret, évolutif et réaliste. Il validera à la pêche de nouvelles technologies tant dans la motorisation que dans les équipements de stockage et d’exploitation d’énergie. Il permettra d’entamer des programmes viables de modernisation de la flotte de pêche pour accélérer la transition vers une économie bas carbone non seulement française mais aussi européenne.

Les études menées seront rendues publiques et s’adresseront à toute la profession pour fournir un cahier des charges relevant des technologies adaptable à un bateau, existant ou en construction, et prenant en compte les aspects suivants : 1) Un navire économe et rentable : Efficience énergétique, propulsion optimisée, gestion optimisée de la chaîne énergétique ; 2) Un navire propre : Réduction des rejets polluants ; 3) Un navire confortable: Confort et ergonomie à bord, Amélioration des conditions de travail.

La phase de pré-projet actuellement mené a pour objectif de déterminer quelles innovations seront retenues et implantées sur le navire démonstrateur : les technologies seront sélectionnées en fonction des prescriptions propres au secteur.

Au terme de cette préparation et de la rédaction du cahier des charges, le projet en lui-même débutera :

– montage du plan financier et recherche des fonds directement liés à la réalisation du projet
– réalisation des études nécessaires à l’adaptation réglementaire et techniques des technologies retenues
– modélisation, maquettage, essais, validation et certification des innovations retenues : les technologies seront validées par les instances compétentes, homologuées et garanties par les constructeurs pour permettre une disponibilité et une appropriation rapide par les professionnels concernés.

Ce projet se doit de fédérer chaque acteur impliqué dans un domaine spécifique : motorisation, propulsion, électronique, gestion énergétique, sécurité, règlementation, énergies renouvelables … ainsi que toute personne ou structure intéressée pour nous accompagner.

 

Le caractère INNOVANT

Le handicap à bord des navires de pêche  est la consommation immédiate de l’énergie produite, sans possibilité de stockage et de mise à disposition ultérieure là où elle est demandée. Le concept innovant est alors de proposer une forme de propulsion diesel-électrique couplé à un système de récupération et de gestion de l’énergie optimisant la consommation. Grâce à la combinaison d’énergie produite par les groupes électrogènes et d’énergie renouvelable stockée dans les batteries le système permettra de mettre l’énergie électrique à disposition en fonction des postes de consommation.

L’installation de ces technologies de récupération et de stockage d’énergies renouvelables permet de suppléer à la mise en fonctionnement du moteur diesel en continue ou à fort régime par consommation d’énergie électrique et ainsi réduire la consommation en gazole.

Ces technologies déjà existantes sur des navires de transports de marchandises ou de personnes, sont encore inédites au secteur de la pêche car très énergivore et sur motorisée (les deux principaux besoins énergétiques d’un chalutier sont attribués à la propulsion et à l’action de pêche par chalutage). Un chalutier de 20 mètre absorbe une puissance de l’ordre de 400 kWe.  Les actions proposées se basent sur les précédentes expérimentations, ayant démontrées des résultats significatifs. Dans l’attente du développement et de l’autorisation du « carburant du futur » (biomasse, GNL, hydrogène…) très récent ou inédit à la pêche, il convient de démontrer l’efficacité de l’énergie électrique avec l’univers techniques et les exigences de mission caractéristiques des chalutiers.

  • Ces opérations novatrices impulsent la mise en œuvre à bord des navires de pêche d’une combinaison d’éco-innovation en matière d’efficacité par la récupération et le stockage multi énergie. L’objectif est de faire cohabiter et combiner plusieurs sources d’énergies.
  • Un travail collaboratif de fond pour partir des fondamentaux de la problématique (navire de pêche, milieu marin, rentabilité …) permettra d’aboutir à un plan d’action en terme de solutions possibles et de compromis (les problématiques de chalut, le tangage, l’éolien, le solaire, l’houlomoteur, le thermique, les fonctions électriques du bateau…) Plusieurs pistes supplémentaires de recherche pourront être étudiées, comme l’énergie issue des équipements de bords.
  • L’action vise une réduction sensible des ressources d’énergie fossiles absorbées par le chalutier, en adaptant son mode de consommation en carburant aux impératifs d’une pêche économiquement soutenable pour l’entreprise et écologiquement responsable. L’analyse et l’approche se veulent innovantes.
  • Les innovations promues par le projet viseront à assurer une gestion économe des ressources en énergie et inciteront les entreprises à adopter un système de management environnemental.
  • Elles visent notamment à diminuer sensiblement l’impact des chalutiers sur le réchauffement climatique, et sont compatibles à termes avec l’adoption d’un carburant non fossile pour une consommation bas-carbone.
  • Le projet met à jour des évolutions technologiques « rétrofit » adaptables à l’ensemble des unités de la flotte régionale dont les gains de productivité produisent des économies immédiates facilitant l’investissement dans les éco-solutions innovantes, susceptibles de leur garantir une mise en marché rapide.

L’UTILITE de l’innovation

Les échanges permanents entre les professionnels et entreprises concernés par les enjeux de la filière conduisent à la même conclusion, il y a une réelle prise de conscience d’un changement indispensable et face à une réglementation de plus en plus accrue les pêcheurs sont à la recherche de solutions concrètes et rapidement applicables.

Un chalutier consomme entre 80L et 100L de gazole par heure. L’avantage d’un entrainement électrique est de pouvoir intégrer un système de batterie pour stocker de l’énergie électrique.

La baisse des coûts énergétiques des navires se traduit bien évidemment par un meilleur respect de l’environnement (réduction des émissions de Co2 et transport bas carbone) mais aussi de la ressource: une entreprise voyant ses charges en carburant diminuer sera plus rapidement rentable et n’aura plus lieu de pêcher plus pour amortir ce coût. Les conditions de travail, de vie à bord des marins pêcheurs doivent aussi être optimisées pour rendre le métier plus attractif et fidéliser les équipages.

Cependant, travailler sur du retrofit s’avère techniquement compliqué et très onéreux. Il est intéressant, et dans l’optique d’un navire neuf, de manière à maîtriser tous les rouages, de travailler sur un mixte énergétique et de coupler le diesel avec une énergie propre: solaire, éolien, piles à combustible, GNL… Si nous voulons réduire la consommation en gazole, généré moins d’émissions et stocker de l’énergie, la filière pêche doit réaliser que ce type d’innovation est la clef de la survie.

 

L’impact ENVIRONNEMENTAL de l’innovation

L’UE s’est imposée une réduction des émissions de GES d’au moins 20%, de faire passer à 20% la part de l’énergie issue de sources renouvelables et d’améliorer de 20% l’efficacité énergétique d’ici 2020. A travers son précédent projet, FPD&R s’était déjà engagé dans cette voie et a préparé avec les instances spécialisées de certification la mise en place d’une réglementation adaptée pour l’utilisation des énergies alternatives et du futur qui permettront demain d’ouvrir des perspectives nouvelles et pérennes pour les flottes de pêche.

Les émissions de gaz à effet de serre de la pêche sont généralement exclues des évaluations mondiales. Cependant, il a été estimé que la filière pêche mondiale consommait 40 billons de litres de gazole (en 2011) et générait un total de 179 millions de tonnes d’équivalent CO2 soit 4% de la production mondiale de GES de l’élevage et de l’agriculture. Ou encore 2,2 kilogrammes équivalent CO2 par kilogramme de captures.

Ce projet a ainsi rejoint le projet Interreg PASSAGE, porté par un ensemble de partenaire dont, pour la France le département du Pas-de-Calais. Il vise à accélérer la transition du territoire vers une économie sobre en carbone (www.interregeurope.eu/passage/). Une étude sur les émissions de carbone dans le Détroit du Pas-de-Calais, parut en avril 2018 recense les actions entreprises par la France pour le secteur de la pêche. Nos ambitions s’intègrent totalement dans les objectifs globaux et les résultats sont très fortement attendus par la filière maritime.

 

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Utilité
Degré d innovation
Impact sur environnement

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