Un chercheur de l'EPFL a développé un système basé sur les piles à combustible pour réduire l'empreinte carbone et la consommation énergétique des navires de croisière, qui sont de plus en plus populaires parmi les vacanciers du monde entier.

Passer quelques semaines à sillonner les mers sur un paquebot de luxe est une idée qui séduit un nombre croissant de personnes, notamment dans les pays asiatiques. Mais les navires de croisière ne font pas que naviguer de port en port :véritables hôtels flottants pouvant accueillir plusieurs centaines de passagers, ils consomment beaucoup d'énergie pour le chauffage, électricité, la climatisation et divers autres aspects de la vie à bord. Pour les rendre plus respectueux de l'environnement, Francesco Baldi, chercheur au sein du Groupe Ingénierie des Procédés Industriels et des Systèmes Energétiques (IPESE) de l'EPFL, a trouvé une nouvelle solution.

Réduire l'empreinte carbone des navires

"Il est plus facile de réduire la consommation d'énergie d'un navire marchand, car la quasi-totalité de l'énergie est utilisée pour la propulsion, contrairement à un bateau de croisière, qui a des besoins énergétiques variés, " dit Baldi. " Mon travail s'est concentré sur la réduction du CO 2 émissions, dans un premier temps en optimisant chacun des systèmes du navire et la conception du bateau lui-même, pour améliorer l'efficacité. » Ces premiers efforts ont produit une réduction potentielle de 6 à 10 % du CO 2 émissions d'un bateau de croisière à moteur diesel.

Bien que prometteur, ce n'était pas assez pour Baldi, il a donc envisagé des alternatives aux moteurs diesel. Dans un projet de collaboration avec l'Université Aalto en Finlande, il a envisagé d'utiliser des piles à combustible sur un navire. Cela l'obligeait à relever les défis particuliers qui surviennent lorsqu'il navigue sur des milliers de kilomètres à la fois. « Il faut stocker suffisamment d'énergie à bord sans prendre trop de place. Les piles à combustible à hydrogène ne sont pas adaptées, car stocker suffisamment d'énergie pour parcourir de longues distances prendrait énormément de place - environ un tiers de la capacité du navire - ce qui n'est pas réaliste pour un bateau de croisière, " dit Baldi.

Stocker l'énergie excédentaire

Bien qu'ils aient besoin de températures élevées pour fonctionner et prennent jusqu'à 20 heures pour s'allumer, Les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) s'avèrent être un bon choix pour les navires. Il suffisait de trouver une utilisation pour le surplus d'énergie résultant de leur utilisation constante, ce qui est nécessaire étant donné les longs temps de démarrage. C'est là qu'intervient Baldi :son idée était d'utiliser un système développé à l'EPFL pour transformer l'énergie inutilisée en hydrogène, qui est ensuite stocké. Les piles à combustible qui en résultent, personnalisé pour les navires, pourrait ainsi générer soit de l'électricité à consommer à bord, soit de l'hydrogène à stocker pour une utilisation ultérieure. Ce concept est particulièrement bien adapté aux navires de croisière, selon Baldi.

L'un des avantages des piles à combustible est qu'elles ne produisent que du CO 2 et de l'eau, contrairement à un moteur Diesel qui produit également d'autres polluants, tels que les oxydes d'azote et les particules. La pile à combustible génère de l'énergie par réaction chimique. Cela les rend beaucoup plus écologiques que les combustibles fossiles – et aussi plus efficaces :les piles à combustible développées à l'EPFL ont atteint un rendement de 75 % contre moins de 50 % pour le moteur diesel le plus efficace.

Le seul inconvénient est que les piles à combustible coûtent dix fois plus cher à produire qu'un moteur traditionnel. « Mais les prix baisseront si la demande augmente. le coût à long terme n'est que 20 à 30 % supérieur à celui d'un moteur traditionnel, et opter pour ce type de carburant plus propre renforcera l'image des exploitants des navires. » En l'absence de réglementation en la matière, Baldi voit aussi le potentiel pour l'Europe, où sont construits la plupart des paquebots de croisière, prendre en charge une partie des coûts afin d'inciter à équiper les navires de piles à combustible. "Cette approche, qui fonctionne pour les panneaux solaires, pourrait aider les navires de croisière à réduire fortement leur pollution à l'avenir, " dit Baldi.