Disp POPIN non abonne!
Construction Navale
ABONNÉS

Focus

STX France va équiper Le Ponant avec sa voile Solid Sail

Construction Navale
Croisières et Voyages

Les chantiers de Saint-Nazaire vont équiper le navire de croisière Le Ponant, de la compagnie éponyme, avec un prototype de Solid Sail, leur voile innovante développée pour le concept Silenseas de paquebots à propulsion vélique. STX France travaille depuis deux ans sur ce projet, présenté la semaine dernière au Seatrade de Miami et qui a suscité semble-t-il un vif intérêt de la part de certains armateurs.  

« La genèse de ce projet débute avec Eoseas, concept de navire que nous avions présenté en 2009 et qui intégrait différentes innovations, notamment des voiles. Nous sommes partis de cette base pour développer un navire de croisière dont la propulsion classique est complétée avec une propulsion vélique très sûre et performante », explique Stéphane Cordier, responsable du département Développement de navires chez STX France.

 

Les trois principaux modèles de la famille Silenseas (© STX FRANCE)

Les trois principaux modèles de la famille Silenseas (© STX FRANCE)

 

Des panneaux en fibre de verre et résine

Le cœur du projet réside dans la conception d’un nouveau type de voile, qui a fait l’objet de deux brevets, déposés en 2009 et 2017. Le système est constitué de différents panneaux en fibre de verre et résine polyester, encadrés par des lattes de carbone, sauf sur la ligne de chute, où les efforts se concentrent. « Nous avons souhaité avoir un équipement qui ressemble à une voile, pour respecter les canons de l’esthétique, mais c’est un système fondamentalement différent. Notre concept offre une résistance qui va bien au-delà des technologies de voiles actuelles puisque la résistance à la base de la poutre est de l’ordre d’une centaine de tonnes, contre une dizaine sur ce qui se pratique aujourd’hui ».

 

Vidéo de présentation de Solid Sail (© STX FRANCE)

(© STX FRANCE)

(© STX FRANCE)

 

Réduction significative de la consommation

Selon Stéphane Cordier, cette nouvelle technologie présente d’importants atouts en termes de « manoeuvrabilité, de sécurité, de longévité et de réduction de l’impact environnemental ». Les ingénieurs de STX France ont en effet calculé que Silenseas permettrait, pour une exploitation typique d’une croisière dans les Caraïbes, de réduire de 60% la consommation d’énergie pour la propulsion par rapport à un navire traditionnel de taille équivalente (300 passagers). Cela, grâce aux performances, avec un angle de vent apparent de plus de 50 degrés, de la voilure Solid Sail. Celle-ci est constituée, sur chacun des trois mâts d’un navire de 190 mètres de long, d’un système de panneaux présentant une surface totale de 1200 m² ainsi qu’un foc traditionnel (tissu polyester) de 250 m² avec enrouleur. L’ensemble  de la voilure totalise 4350 m².

Le vent pour avancer et produire de l’énergie

« Nous avons calculé que le navire peut avancer à 11 nœuds avec 20 nœuds de vent exclusivement à la voile et il peut aller à 12 nœuds à partir de 15 nœuds de vent (en complément de la propulsion, ndlr). Au-delà, soit il va plus vite, soit on récupère l’énergie grâce aux hélices, qui se comportent alors comme des hydroliennes et servent à faire tourner un alternateur qui alimente le bord en énergie », précise Vianney Vautier, architecte du projet.

 

 

GNL, batteries et pile à combustible

Les gouvernes sont constituées de deux safrans, l’appareil propulsif étant composé de deux hélices avec lignes d’arbres, entrainées par des moteurs électriques. Ceux-ci sont alimentés par des moteurs dual-fuel fonctionnant aussi bien au gasoil qu’au gaz naturel liquéfié, le navire (toujours sur la base du modèle de 190 mètres) disposant d’une cuve pouvant contenir 120 m3 de GNL. Peuvent s’y ajouter des batteries, les ingénieurs nazairiens réfléchissant même à la possibilité d’intégrer une pile à combustible, qui fonctionnerait non pas à l’hydrogène mais au GNL.  

 

Le concept des mâts basculants proposé sur Silenseas (© STX FRANCE)

Le concept des mâts basculants proposé sur Silenseas (© STX FRANCE)

 

Des mâts qui se rabattent pour réduire le tirant d’air

Autre avantage de Solid Sail, les mâts peuvent basculer à partir d’une certaine hauteur (au-dessus des ponts extérieurs pour les laisser libres aux passagers) afin de réduire sensiblement le tirant d’air. Ainsi, sur le plus grand modèle de la famille Silenseas, le trois-mâts de 190 mètres de long et 150 cabines, le tirant d’air peut passer de 103 à seulement 57 mètres, soit moins qu’un grand paquebot. « C’est un élément important car l’un des problèmes des grands voiliers est l’accessibilité à certains ports. Avec Silenseas, il n’y a plus de souci d’opérabilité puisque nous avons conçu ces navires pour qu’ils puissent être exploités vers un maximum de destinations. Ils peuvent par exemple passer sous le pont de Verrazzano, à  New-York, ou sous celui du canal de Panama », souligne Vianney Vautier. Ce dernier rappelle que la famille de paquebots à voiles développée par STX France est constituée de navires « conçus aux normes Solas, capables de naviguer sur toutes les mers du monde, même si de par leur nature, avec beaucoup d’espaces extérieurs, ils sont plutôt destinés à évoluer dans des régions ensoleillées ».

 

Le modèle de 190 mètres Silenseas (© STX FRANCE)

Le modèle de 190 mètres Silenseas (© STX FRANCE)

 

Une plateforme très stable et une gîte réduite

En matière de stabilité, un effort particulier a été réalisé afin de conserver les standards de confort des navires de croisière traditionnels. « Nous avons passé beaucoup de temps sur le plan de forme car les voiliers sont très différents des paquebots. Pour contrer les effets de dérive, nous avons intégré une quille fixe sur la partie arrière, tout en veillant à minimiser le tirant d’eau, qui n’est au maximum que de 7.5 mètres. La question de la gîte a également été prise en compte pour le confort des passagers et le service hôtelier. Nous jouons de ce point de vue sur la masse du navire et sa grande largeur (24 mètres pour le modèle long de 190 mètres, ndlr) qui offrent une résistance importante à la gîte. Avec 20 nœuds de vent, il gîterait de moins de 4 degrés. Mais nous sommes allés plus loin avec un système de ballasts latéraux qui permettent de réduire la gîte à 2 degrés », détaille l’architecte de Silenseas. On notera que l’adoption de foils a été un temps envisagée mais finalement écartée, cette technologie se prêtant pas vraiment, selon les ingénieurs, à des bateaux de ce gabarit.

Partenariat avec des spécialistes de la voile

Si Saint-Nazaire est un spécialiste mondial des navires de croisière, la voile lui est évidemment inconnue, du moins à l’époque moderne. Pour développer Silenseas et Solid Sail, STX France s’est donc attaché les services d’experts du secteur. Le chantier a notamment embauché Nicolas Abiven, coureur au large qui fut également directeur technique du Virbac-Paprec Sailing Team lors du Vendée Globe 2012. Dans le même temps, l’équipe projet a pu coopérer avec le cabinet néerlandais Dysktra Naval Architects pour confronter ses idées, et s’est rapprochée de sociétés françaises spécialisées. Le chantier a notamment travaillé avec GSea Design (HDS), cabinet de calcul de structures composites pour la course au large basé, Meca pour les calculs mécaniques, Awentech, consultant en accastillage pour la course au large ainsi que le groupe Carboman, constructeur de pièces composites dont la filiale Multiplast va fabriquer le prototype qui sera installé sur le voilier historique de Ponant.

 

Concept de nouveau voilier imaginé par Ponant en 2016 (© SDI)

Concept de nouveau voilier imaginé par Ponant en 2016 (© SDI)

 

L’implication de Ponant

La compagnie française, qui projette de construire un nouveau voilier, a en fait été associée assez tôt aux travaux conduits par STX France dans le domaine des paquebots à propulsion vélique. « Après avoir travaillé de notre côté, nous avons rencontré Ponant et avons collaboré sur le développement des caractéristiques de sécurité et de performances du gréement. Nous avons ensuite fait une interprétation différente de leur projet pour proposer notre propre gamme de navires, telle que nous voyons le marché aujourd’hui », note Stéphane Cordier. Cela a donc donné naissance à la gamme Silenseas, les relations avec Ponant se poursuivant néanmoins autour du prototype allant équiper l’actuel voilier de la compagnie.  

 

Le voilier de croisière Le Ponant (© PONANT)

Le voilier de croisière Le Ponant (© PONANT)

 

Plusieurs prototypes

Après les études, qui ont bénéficié de financements à l’innovation via l’ADEME, le chantier est passé avec ses partenaires aux travaux pratiques, avec d’abord un prototype au 1/10ème de Solid Sail installé sur un petit voilier de type J80. Puis, en décembre dernier, la moitié haute d’une voilure au ½ adaptée au Ponant, soit 150 m², a été testée sur le monocoque de 60 pieds de Jean Le Cam.  

 

Prototype de voile Solid Sail déjà testé (© STX FRANCE)

Prototype de voile Solid Sail déjà testé (© STX FRANCE)

Prototype de voile Solid Sail déjà testé (© STX FRANCE)

Prototype de voile Solid Sail déjà testé (© STX FRANCE)

 

Le prototype complet va maintenant être réalisé pour remplacer la voilure actuelle du mât avant du navire de Ponant. Prévue pour être installée l’été prochain, elle doit ainsi être testée en conditions réelles d’exploitation durant un an. Le développement de cette voilure complète est cofinancé par STX France et l’armateur.

Les perspectives commerciales

En matière de perspectives commerciales dans la croisière, on a conscience à Saint-Nazaire que les paquebots à voiles constituent un marché étroit. En dehors du Ponant (88 mètres, 64 passagers), construit en 1991 à Villeneuve-la-Garenne, la flotte ne compte guère aujourd’hui que les trois unités de la compagnie américaine Windstar Cruises, les quatre-mâts Windstar et Windspirit (110 mètres, 148 passagers) et le cinq-mâts Windsurf (188 mètres, 312 passagers) ; ainsi que le Club Med 2 dont le Winsurf (ex-Club Med 1) est le sistership. Tous sont sortis des chantiers du Havre entre 1988 et 1990. « C’est un marché de niche mais il y a des pistes commerciales. Les armateurs qui s’intéressent à ce segment ce sont montrés très réceptifs lorsque nous leur avons présenté Silenseas à Miami. Ils considèrent que notre concept de voile constitue un élément différenciant », assure Stéphane Cordier.

Alors que STX France a décliné sa famille de paquebots à voiles en trois principaux modèles, de 85, 120 et 190 mètres (pour 60, 108 et 300 passagers), le chantier vise évidemment les projets de renouvellement des navires actuels, qui ont ou vont rapidement atteindre la trentaine d’années d’activité. L’engouement pour les technologies vertes et les navires plus vertueux sur le plan environnemental peut également ouvrir de nouveaux débouchés. Surtout que le marché des bateaux d’expédition explose et que le principe des mâts basculants élimine une contrainte opérationnelle majeure dans le choix d’un voilier.

 

Les trois principaux modèles de la famille Silenseas (© STX FRANCE)

Les trois principaux modèles de la famille Silenseas (© STX FRANCE)

 

Un concept adaptable sur d’autres types de navires

Et puis, alors que la propulsion vélique fait l’objet de nombreuses recherches à travers le monde pour des applications maritimes (kite, ailes rigides, rotors à effet Flettner…), Solid Sail pourrait trouver des opportunités au-delà du secteur de la croisière. « L’un de nos objectifs est de faire en sorte que cette technologie puisse s’adapter sur d’autres types de navires, comme des bateaux de pêche ou encore des cargos », souligne Vianney Vautier.

Construction : Des collaborations possibles avec d’autres acteurs

Côté construction, on estime chez STX France qu’il faudrait, au cas où une commande serait signée aujourd’hui, environ 3 ans pour sortir un tel navire, dont une année pour les études. Si le chantier est amené à vendre des paquebots de ce type, ils ne seront pas forcément réalisés à Saint-Nazaire. Sans compter son carnet de commandes, actuellement plein pour plusieurs années, l’outil industriel du constructeur est en effet surtout dimensionné pour les très grands navires. « Il y a des logiques industrielles. Nous aurions à cœur de finir les bateaux à Saint-Nazaire mais on peut très bien imaginer que les coques soient réalisées ailleurs », reconnait Stéphane Cordier. Avec dans ce cas plusieurs solutions logiques, comme une coopération avec les entreprises sous-traitantes du chantier réunies au sein du groupement Neopolia. Ce dernier a acquis une bonne expérience avec la réalisation d’unités fluviales pour l’armateur alsacien CroisiEurope, réfléchit avec STX France à une alliance sur les petits paquebots maritimes et a depuis un moment déjà commencé à plancher, avec des opérateurs et investisseurs, sur des projets de cargos à propulsion vélique. Une autre solution pourrait être une coopération au sein du groupe Fincantieri avec les chantiers Vard, qui peuvent facilement construire des coques et qui sont aussi, c’est loin d’être inintéressant, le constructeur des nouveaux navires de Ponant.  

 

Chantiers de l'Atlantique (ex-STX France) Compagnie du Ponant