NAVIRE DEMONSTRATEUR OCEAN VITAL

labellisé

NAVIRE À PROPULSION PROPRE hydrogène, solaire, aide à la navigation vélique,

modulaire, autorisant de multiples applications : expéditions scientifiques

océanographiques, transport de matériel, transports de passagers…

Le navire Démonstrateur Océan Vital (NDOV) est une plateforme de démonstration

technologique évolutive pour la filière navale.

Partenaires de l’avant-projet :

CONTEXTE ET ENJEUX

Les océans (71% de la surface de la terre) et leurs écosystèmes sont essentiels pour l’humanité... Assurance vie des générations actuelles et futures, ces milieux fragiles, sont

exposés à de nombreux risques environnementaux : dégradations

ponctuelles ou dégradations permanentes plus discrètes mais insidieuses.

Qu'il soit marchand, de plaisance ou militaire, tout navire impacte

l’environnement de sa construction à son démantèlement et durant son

exploitation : production de déchets, émissions liquides ou gazeuses ,

consommation d’énergie, etc.

Il convient donc d’identifier et de mettre en œuvre des solutions pérennes

afin de protéger les océans.

L’industrie navale, dans un contexte concurrentiel fort, doit adopter une

stratégie visant à s’orienter vers des navires respectueux de

l’environnement en pointe technologiquement et économiquement.

• Le navire Démonstrateur à propulsion propre doit anticiper et dépasser la

règlementation définie par Les Grenelles de la Mer dans le cadre du navire du

futur, en termes de protection de l’environnement, et il faudra s’assurer qu’il

pourra évoluer sur toute sa durée de vie.

• La méthode d’évaluation de l’impact global sera celle du "Cycle De Vie"

intégrant la construction, la vie et la destruction. Un logiciel spécialisé dans ces

évaluations SSD, mis à disposition par STX et DCNS, permettra d’évaluer des

variantes. La durée de vie d’un navire démonstrateur de conception en avance sur

son temps, facilement transformable, est de plusieurs décennies. La phase "vie"

prend donc une part prépondérante dans son impact.

• L’impact période de fonctionnement se décompose en plusieurs parties dont le

bilan énergétique et la trace carbone, pour l’énergie de propulsion, constituent

la plus large part.

• Minimiser la puissance nécessaire à la propulsion en acceptant des

vitesses raisonnables et en optimisant la carène pour ces vitesses. ..

• Une coque à finesse élevée s’impose. Ce choix induit une tendance au roulis,

en marche ou en station. Les dispositifs anti-roulis " passifs", non

consommateurs d’énergie seront privilégiés.

Éco conception - énergie de propulsion

ENERGIE GNL pour une production d’électricité propre

The cryogenic tank

Piles à combustible haute température

(MCFC)

Le NDOV produira son énergie par des procédés plus prospectifs et propres que le

diésel électrique : une pile à combustible et un moteur thermique à gaz couplé à une

génératrice de puissance électrique équivalente à la pile. Idéalement, ces installations

très symétriques autorisent une évolution dans le temps (exemple : moteur à gaz

remplacé par une 2nde pile à combustible. Le méthane liquéfié, devrait être commun aux

deux dispositifs.

SYSTÈME PROPULSIF ELECTRIQUE

Le choix de propulseurs à haut rendement hydrodynamique est

nécessaire pour réduire la consommation énergétique de la

propulsion.

Compte tenu des puissances en jeu (quelques centaines de kW), une

des meilleures solutions est la technologie « Rim-Drive » qui offre

des rendements supérieurs aux lignes d’arbres conventionnelles, et

une souplesse d’utilisation intéressante (pas de transmission

mécanique, faible encombrement, peu de maintenance, …).

A noter que STX n’a pas encore étudié cette solution dans le détail,

et souhaite profiter du projet Navire Océan Vital II pour approfondir

ses recherches dans ce domaine.

L’aile type KITE est une voile (100 à 160m²) pour tirer les navires. Cette force de traction permet ainsi aux bateaux

d'économiser 10 à 15 %

de carburant.

Si l'on en croit les données des concepteurs, 289 millions de tonnes de pétrole sont

consommés chaque année pour les transports par bateaux. Les ailes de Kite

permettraient d‘en économiser 100 (voire plus), un impact énorme sur le

réchauffement climatique.

Issue du programme R & D de la Fondation Océan

Vital sur le photovoltaïque, une surface de 250 m²

de panneaux solaires à haut rendement

(puissance crête de 46 KWc) alimentera les

équipements de bord et chargera l’appoint des

batteries tampons pour la PAC.

L'AIDE À LA NAVIGATION VÉLIQUE ET ENERGIE SOLAIRE

TRAITEMENT DES DECHETS ET DES EAUX GRISES

Environ 20% des pollutions de la mer ont pour origine les activités maritimes. La gestion et la

réduction des rejets à la mer et dans l’atmosphère doivent-être pensées dès la conception du

navire.

Eaux grises, eaux noires, eaux de labos à traiter ou à stocker : Système AWT (Advanced

Wastewater Treatment) développé par STX dans le cadre de son programme de R&D Ecorizon®.

Déchets "ménagers" et solides divers : la dimension moyenne du navire ne permet pas

d’envisager de dispositifs sophistiqués lourds tels que STX en installe sur ses paquebots. Un tri

différentié avec compactage serait plus adapté au volume et à la nature des déchets prévisibles.

En redondance et en expérimentation STX souhaite installer un démonstrateur d’oxydation

hydrothermale (module démontable pour expérimenter cette solution).

Système AWT Oxydation Hydro-thermale Le Super-compacteur

MISSION : POLYVALENCE

• Le navire démonstrateur Océan Vital est une plateforme évolutive,

polyvalente pour la filière navale.

• Dans le cahier des charges, des missions ont été identifiées, mais le monde

continuant d’évoluer, le NDOV est conçu afin de s’adapter à ces évolutions et

d’être capable d’embarquer au pied levé des équipements spécifiques pour

une mission. Le point fort de ces missions est la polyvalence du navire. Cette

capacité d’adaptation est une force pour les navires de demain.

• Il faut faire la part entre ce qui « mérite » une installation fixe, et des

« compléments » d’installation, plus spécifiques soit à une mission particulière,

soit à un équipement plus permanent mais non prévu au départ.

• Le dispositif classique des containers, mais aussi celui de modules de

dimension moindre dans l’intérieur équipé du navire, nous semble répondre

pour le mieux à cet objectif.

Dans le cadre des missions océanographiques, différents points seront étudiés avec soin :

La circulation océanographique dans l’Atlantique entraine des changements dans les écosystèmes terrestres et marins. Sans une meilleure compréhension de l’Atlantique, il ne sera jamais possible de prévoir les changements climatiques et de s’adapter à ceux-ci. Pour cela, il faut donc disposer de moyens d’observation durables des variables marines clés à partir de la mer.

• Capacité du navire :

- à être autant que possible "en avance" sur les évolutions prévisibles des

missions océanographiques dans les années qui viennent

- à évoluer, accepter de nouveaux dispositifs ou des instruments de mesure non

installés au départ

- à être mené dans ses diverses configurations (campagne, transfert..,) avec

une grande économie de moyens en ressources humaines et consommables

- Cette modularité entre les containers et les aménagements fixes permet une souplesse et une réactivité sur terre comme en mer pour les instituts océanographiques, Cela impacte aussi sur la diminution des coûts des missions.

• Simplicité et limitation du temps d’immobilisation de préparation des missions au port.

• Portique arrière pivotant, treuil, bossoir, …….

• Rampe sur l’arrière du navire pour :

- assurer la mise à l’eau du bateau assistance pour les prélèvements de surface,

le débarquement du matériel, le déplacement des équipes, VIP, passagers, …, même

par mer forte,

- Récupérer à la demande d’institutions les gliders en mer pour recharger leur batterie.

MISSION : océanographie transatlantique, côtière et de surveillance

glider

Rampe arrière du navire

MISSION : transport de marchandises

Le transport maritime de marchandises est vital pour l’économie mondiale dont

80 à 90 % des échanges en volume transitent par les océans, Il est plus

particulièrement fondamental pour l’UE où le transport maritime intra-

communautaire représente 40 % en volume des marchandises transportées, La

France quant à elle, possède 5 500 km de côtes, 2 grandes surfaces maritimes et

la seconde zone économique exclusive mondiale.

La modularité de ce navire permettra d’embarquer au pied levé des équipements

spécifiques pour des missions humanitaires après une catastrophe naturelle ou

des situations d’urgence :

• Poste de secours,

• Dessalinisateurs,

• Groupes électrogènes, …

MISSION : transport de passagers et plaisance

Le trafic de passagers maritimes, à l’échelle mondiale, équivaut à celui réalisé

par les avions. Le marché européen des Ferries est le 1er marché mondial.

Afin de désengorger le trafic routier très impactant sur l’environnement, des

liaisons maritimes côtières à passagers peuvent se développer sur l’exemple

de notre navire à propulsion propre,

Quant à la plaisance, cette plateforme démonstratrice évolutive permet un

transfert de technologie pour les futurs navires de plaisance,

L’architecture du navire peut-être adaptée à une version yacht,

• Longueur HT 58m • Longueur PP 58 m • Largeur 9.2 m • Creux au pont supérieur 3.8 m • Tirant d'eau maxi 2.3 m • Déplacement lège env. 450 T • Charge maximale env. 145 T • Jauge brute env. 500 UMS • Vitesse de croisière 12 Nœuds • Rayon d'action 2 000 milles • Puissance de propulsion 2 x 400 kW • Surfaces Panneaux solaires 250 m² • Nombre de conteneurs maximum 8 à 12 • Capacité combustible : 2 x 27m³ Gaz naturel réfrigéré à 10 bars et -196° • Capacité eau douce : 1000L environ • Equipage 4 à 6 Passagers / Scientifiques 12 • Pont arrière env. 250 m² • Pont avant env. 150 m² • Surfaces nets locaux d'habitation env. 350 m²

LES PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES

NAVIRE DEMONSTRATEUR OCEAN VITAL

© Fondation Océan Vital / Éric Dougé Communication - 2010

SOUTENIR LA FONDATION OCEAN VITAL

Le navire a été chiffré par STX sur un premier devis à 16 millions d’€, hors programme R&D des partenaires. La Fondation recherche des subventions (collectivités, Etat, Europe, Organisations Institutionnelles mondiales,…), ainsi que des mécènes privés (qui peuvent bénéficier de 60 % de défiscalisation en crédit d’impôt) pour assurer la construction du navire ainsi que son fonctionnement (en cours de chiffrage).