FAQ

Sommaire

Vitesse des bateaux électriques

L’utilisation de moteurs électriques ne limite pas la vitesse du navire. La vitesse de service est limitée principalement par la quantité d’énergie embarquée (voir autonomie).

Autonomie

L’autonomie des navires électrique zéro émission dépend de la capacité énergétique des batteries embarquées (voir énergie solaire). Celle ci est limitée par le poids des batteries. Une batterie de 100 kWh en LifePo4 correspondant à la technologie sûre et accessible financièrement aujourd’hui pèse environ 1 tonnes alors qu’il suffit de 20 litres de gasoil pour fournir la même énergie !

Sur un bateau, la résistance à l’avancement et donc la puissance nécessaire aux moteurs augmente fortement avec la vitesse. Il faut donc maitriser la vitesse pour être mesure de fonctionner pendant toute une journée sans recharge intermédiaire.

Afin de ne pas dépenser trop d’énergie pour le transport des batteries elle mêmes, nous limitons le poids de batterie à 15% du poids total (le poids des passagers représentant environ 35%) ce qui limite l'énergie embarquée à environ 200 kWh en technologie LifePo4.

Dans ces conditions et grâce aux économies d’énergie réalisées, du fait d’une construction légère et de l’efficacité hydrodynamique des carènes et des hélices, nos navires peuvent atteindre une autonomie de 200 km (100 Nm) à une vitesse de service de 12 km/h (6 nœuds) ce qui autorise une exploitation normale en fluvial, lacustre ou côtier.

VitesseAutonomie sur batteries sans recharge intermédiaire
9 km/h / 4.5 nœuds 400 km / 200 milles
12 km/h / 6 nœuds 200 km / 100 milles en LifePo4
15 km/h / 7.5 nœuds 100 km / 50 milles en LifePo4

Autonomie en fonction de la vitesse de service (plate-forme 15m)

Coût des batteries, durée de vie

Le coût d’achat des batteries représente une part importante du budget initial d’un navire zéro émission (10 à 20% selon l’autonomie et la technologie). De plus les batteries doivent être remplacées périodiquement.

Ce budget batteries doit être considéré comme un budget « énergie » et comparé au budget « carburant » d’un bateau thermique.

En effet, la durée de vie d’une batterie de qualité dépend principalement de la quantité d’énergie débitée par la batterie au cours de son existence. Le coût de l’énergie délivrée par la batterie s’estime alors en comptabilisant l’approvisionnement réseau, le coût et la durée de vie de la batterie, le rendement du moteur électrique et divers autres facteurs moins influents. Ce coût peut être ainsi comparé avec coût de l’énergie délivrée par un carburant fossile, qui dépend du prix à la pompe et du rendement du moteur thermique.

Cette comparaison montre que :

  • les coûts de l’énergie batterie et de l’énergie carburant fossile sont actuellement très proches
  • la technologie de batterie la plus économique n'est pas la moins coûteuse à l'achat.

C’est pourquoi, nous proposons aujourd’hui des batteries en technologie LifePo4 dont la durée de vie est de cinq ans au moins pour une exploitation journalière.

La tendance actuelle donne un avantage croissant en terme de coût sur de l’énergie « batterie » sur l’énergie « carburant fossile » grâce à l’abaissement du coût des batteries et à cause de l’augmentation continue du coût du carburant fossile.

Batteries Lithium

La batterie Lithium présente des avantages potentiels indiscutables en terme de poids, d’encombrement et de maintenance. Il existe aujourd’hui une offre très étendue de batterie Lithium en terme de technologies et de coût.

Pour assurer un service exigeant et garantir la sécurité des passagers, la batterie (d’une capacité de plus de 100 kWh) et la gestion de son environnement (management, charge, régulation de température) doivent être de la plus grande qualité. Fort de plus de quinze années d’expérience, nous savons que des incidents de charge ou des décharges profondes peuvent survenir et qu’il est nécessaire de prévenir tout risque d’incendie ou d’explosions.

La technologie des batteries lithium-phosphate de fer LiFePo4 est adoptée massivement par le transport à cause de ses avantages en terme de sécurité. Nous proposons des batteries LiFePo4 provenant de grands constructeurs à même de garantir la sécurité et la longévité de leur produit.

Matériaux Composites

L’utilisation des matériaux composites fibre de verre – résine polyester pour la construction des navires à passagers zéro émission présente nombreux avantages par rapport à l’aluminium et à l’acier.

Le poids très élevé de l’acier augmente la consommation d’énergie dans des proportions telles qu’une autonomie acceptable ne peut être obtenue qu’avec une quantité de batterie dissuasive.

L’aluminium est acceptable mais les matériaux composites permettent de réduire le poids s’ils sont mis en œuvre sous vide ou en infusion, de réduire l’entretien puisqu’il n’y a pas de corrosion ni peinture et de réduire les coûts dès lors que l’on utilise comme nous le faisons des moules amortissables et d’augmenter la durée de vie du bateau.

La résistance du matériau composite à la mer est largement prouvée par son utilisation généralisée pour la construction de bateaux de sauvetage et de pilotes.

La défiance de certains professionnels s’appuie principalement sur le risque d’endommagement lié aux manœuvres d’accostage fréquentes. Il est vrai qu’un navire en composite comme d’ailleurs un navire en aluminium souffrira plus qu’un navire en acier d’accostages brutaux dans le cas où les protections de coque et de quai ne sont pas adaptées. En revanche on n’observe aucun endommagement quand les escales et les protections sont conçues correctement. Il convient aussi de noter que contrairement à l’aluminium, il est possible de réparer le composite en quelques heures à flot.

Pour ce qui concerne le bilan carbone (voir bilan carbone et recyclabilité), on constate que les émissions liées à construction du gros œuvre ne représentent pas un enjeu majeur comparées aux émissions liée à l’énergie de propulsion. L’avantage de l’acier à la construction sera compensé par le supplément d’énergie de propulsion dû au poids élevé de ce matériau. Les bilans aluminium et composite sont suffisamment proches pour que l’on puisse considérer que le choix entre ces deux matériaux n’a pas d’impact significatif sur le bilan carbone global du navire.

Bilan carbone et recyclabilité

L’analyse de cycle de vie (incluant la recyclabilité) des principales sources d’émission de GES pour notre bateau de 75 PAX peut se résumer au tableau suivant

 Gros OeuvreBatterie de durée de vie 5 ansRecharge électrique au réseau
Poids d’équivalent carbone 25 tonneEC 20 à 35 tonneEC 3 kgEC / jour d’exploitation

L’émission de GES lié au carburant fossile d’un bateau thermique conventionnel pour une capacité et un service similaire est d’environ 120 kgEC par jour.

Les émissions de GES par année :

 Electrique sans émission 75 PAX Alternatives EnergiesConventionnel thermique
  Gros Œuvre (durée de vie > 20 ans) Batterie (durée de vie > 5 ans) Recharge électrique au réseau Carburant fossile
Poids d’équivalent carbone 1,2 tonneEC 2 à 4 tonneEC 1 tonneEC 40 tonneEC

Le bateau électrique sans émission permet donc d’éviter l’émission de plusieurs dizaines de tonnes d’équivalent carbone par année d’exploitation.

Le second souce d’émission provient de l’énergie grise de la batterie dont le bilan s'est amélioré avec la technologie Lithium. Notons qu’aujourd’hui les batteries industrielles sont recyclées (80% à 100%) quelle que soit leur technologie.

On constate aussi que le poste construction du gros œuvre a un bilan relativement faible.

Energie solaire

Les cellules photovoltaïques sont en mesure de produire entre 200Wh/m² par jour et 1000Wh/m² par jour selon la technologie (mono ou poly cristallin), la situation géographique et l’ensoleillement de la journée. Pour un navire 75 passagers de 14m x 5m, on dispose d’une surface pratiquement utilisable de 40m² au maximum soit une production comprise entre 8 kWh et 40 kWh alors que la consommation journalière d’énergie pour un service 80km à 12kmh est environ 70 kWh.

Ceci montre qu’avec la meilleure technologie, la surface maximum et l’ensoleillement maximal , les panneaux solaires pourraient fournir plus de la moitié de l’énergie nécessaire mais que la plupart du temps leur apport sera marginal. De plus il faut dimensionner la batterie pour le cas le plus défavorable.

Remarquons cependant que dans le cas d’une vitesse de service de moins de 8 km/h (le Ferry Boat de Marseille par exemple), le solaire couvrira une grande partie des besoins en énergie.

Maintenance, Fiabilité, Formation

L’entretien d’une propulsion électrique est très réduit comparativement à une propulsion thermique. Les composants de propulsion et d’énergie de nos bateaux possèdent une durée de vie élevée :

MoteurVariateurChargeurBatterie
7 ans ( remise en état possible pour 50% du coût initial) 15 ans 14 ans 6 ans

Durée de vie pour une exploitation de 12 heures par jour tous les jours de l’année.

La fiabilité des composants installés dans nos navires ainsi que les systèmes de supervision automatique et de surveillance à distance autorisent des applications professionnelles très exigeantes avec un taux de panne très réduit :

 CaractéristiquesVitesse serviceh/an/navirej/an/navireTaux de Bon Service 2010 & 2011
Passeurs La Rochelle (2) 10 m, 35 PAX, 8t 3-4 nds 4050 h 365 j 99%
Bus de Mer La Rochelle (2) 15 m, 75 PAX, 19t 6-7 nds 1000 h 190 j 96%
Navettes Paris ICADE (3) 15 m, 75 PAX, 19 t 6-7 nds 3500 h 312 j 99%

Taux de bon service : disponibilité hors opérations de maintenance programmées


Propulsion Hybride

L’hybridation des sources d’énergie permet d’étendre le domaine d’application des navires électriques. L’utilisation d’une chaîne de propulsion électrique à haut rendement associée à des coques offrant peu de résistance à l’avancement permet d’obtenir une réduction très importante de la consommation d’énergie et donc des émissions y compris dans le cas ou l’énergie est produite par un groupe électrogène.

Nous proposons trois types d’hybridation adaptées chacune à une problématique d’exploitation :

  • Prolongateur d’autonomie (Range Extender) : Un groupe électrogène embarqué de puissance modérée vient en appoint des batteries dans la cas d’un besoin en énergie particulier : crue, fort coefficient de marée, fort vent, journée prolongée… le groupe électrogène alimente alors les chargeurs de batteries embarqués. Ce dispositif permet d’éviter de sur-dimensionner le parc batterie pour des conditions d’utilisation exceptionnelles.
  • Hybride Série : Un groupe électrogène alimente directement les moteurs électriques en alternance avec les batteries. La puissance du groupe permet de naviguer à vitesse soutenue par exemple en rade. L’énergie des batteries permet de naviguer sans émission à vitesse modérée lors des approches portuaires ou urbaines.
  • Hybride Parallèle : L'arbre d'hélice est entrainé alternativement par un moteur thermique ou par un moteur électrique. Le moteur électrique permet de naviguer à petite vitesse par exemple pour des excursions en site protégé.

Prix de revient

La technologie utilisée pour réaliser nos bateaux électriques est plus élaborée et moins diffusée que celle d’un bateau thermique conventionnel, le prix d’achat hors batterie s’en trouve substantiellement plus élevé. En revanche Le coût de l’entretien et du renouvellement des pièces d’usure est moindre que pour un bateau thermique conventionnel.

Comme développé par ailleurs (voir coût des batteries, durée de vie), le coût des batteries et de la recharge est aujourd’hui équivalent au coût du carburant d’un navire conventionnel. De nombreuses études prévoient que le prix du carburant fossile pourrait augmenter de 7% par an au cours des prochaines années. A contrario, avec le développement du véhicule électrique terrestre, on observe l'abaissement continu du prix des batteries Lithium.

L’intégration de ces données démontre que le prix de l'acquisition+possession sur vingt ans d’un bateau électrique est déjà inférieur à celui d’un bateau thermique conventionnel.