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Le MSC World Europa, premier paquebot à propulsion GNL construit en France, sera bien équipé d’un démonstrateur de pile à combustible fonctionnant au gaz. Une solution destinée à réduire encore les émissions de CO2. Mais ce ne sera pas, comme initialement prévu, un système français conçu par le CEA Tech. Cette solution avait fait l'objet d'un accord signé en octobre 2019 dans le cadre d’un projet de R&D baptisé PACBOAT, soutenu par le Programme des Investissements d'Avenir piloté par l'ADEME. Mais dès 2020, des difficultés sont apparues et la société qui devait industrialiser la trouvaille des ingénieurs du CEA a fini par jeter l'éponge. Ce système n'est finalement pas jugé « mature », explique-t-on sobrement aux Chantiers de l’Atlantique, qui construisent le nouveau paquebot de MSC Cruises, mis à l’eau cette nuit à Saint-Nazaire.

En lieu et place, le constructeur et l’armateur ont choisi un dispositif développé par le groupe américain Bloom Energy. Comme le système qui était prévu avec le CEA Tech, il s’agit d’une pile à oxyde solide (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC). Celle-ci fonctionnera comme les moteurs du paquebot avec du GNL, qui permettra de produire de l’électricité, avec comme rejets de l’eau et du CO2, mais pour ce dernier dans des proportions bien moindres grâce à l’efficience énergétique globale du dispositif. « Contrairement aux générateurs actuellement installés sur les paquebots, qui produisent de l’électricité grâce à la combustion d’un carburant, la pile à combustible produit directement de l’électricité générée par les réactions électrochimiques qui ont lieu au niveau de ses électrodes (oxydation d’un fuel à l’anode couplée à la réduction de l’oxygène contenu dans l’air à la cathode) », expliquent MSC et les Chantiers de l’Atlantique.

Baptisé Blue Horizon, le démonstrateur qui sera embarqué sur le MSC World Europa sera de très petite puissance, avec deux modules de 75 kW chacun, sachant que la puissance totale installée sur le paquebot atteindra 80 MW, dont 50 pour la propulsion. « L’objectif est d’expérimenter le système sur un navire, et de voir comment il réagit en opérations et dans le temps. Si les essais sont concluants, il sera ensuite possible de démultiplier le nombre de modules et la puissance », précise un ingénieur à Mer et Marine. Il s’agit toujours de vérifier qu’un tel dispositif peut fonctionner de manière nominale dans un environnement marin, ce qui n'a pas encore été fait pour le dispositif de Bloom Energy, déployé jusqu'ici sur des applications terrestres.  

Après l’abandon de la solution du CEA Tech, qui fonctionnait en laboratoire mais n'a donc pas pu être adapté sur un bateau, l’armateur et les chantiers se sont tournés vers un industriel spécialisé pourvu d’une solide expérience. « La technologie de pile à combustible retenue est celle de type SOFC développée par Bloom Energy au cours des vingt dernières années. Bloom Energy est le plus grand fournisseur de piles à combustible fixes, avec plus de 500 MW installés à terre. Le démonstrateur Blue Horizon installé à bord de MSC World Europa sera ainsi constitué de deux modules de 75 kW. Ce projet constituera la brique de base pour des installations futures plus puissantes et le socle d’une collaboration encore plus rapprochée entre MSC et Chantiers de l’Atlantique dans la R&D dédiée aux piles à combustible ».

Selon les partenaires, la pile SOFC, qui utilise des matériaux céramiques, permet un fonctionnement à haute température (800°C au cœur de la pile) qui assure un haut rendement électrique (de l’ordre de 60%). Elle offre également la possibilité de valoriser la chaleur contenue dans les échappements, ce qui représente un grand intérêt sur les paquebots, permettant d’envisager à terme des rendements énergétiques globaux proches des 90%. « Cette solution SOFC alimentée au gaz naturel permettra de réduire de l’ordre de 30% l’émission de gaz à effet de serre par rapport au moteur classique dual fuel équipant les navires alimentés au GNL, sans rejeter ni oxyde d’azote, ni oxyde de soufre, ni particules fines. De plus, elle offre l’avantage d’être compatible avec de nombreux combustibles (GNL/méthane, méthanol, ammoniac, hydrogène etc…), et permet ainsi d’envisager son application future avec des carburants à faible empreinte carbone. Elle représente un pas en avant important dans l'objectif ultime de MSC et Chantiers de l’Atlantique de construire des navires de croisière zéro émission net ».

Pour mémoire, la propulsion GNL installée sur le MSC World Europa devrait déjà permettre de réduire de 30% les émissions de CO2 par rapport à un carburant traditionnel. 

© Un article de la rédaction de Mer et Marine. Reproduction interdite sans consentement du ou des auteurs. 

 

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