SALES ÉNERGIES

La réduction des émissions de gaz à effet de serre des navires n’est pas gagnée d’avance

La marine marchande est un business sale. La vapeur a remplacé les voiles comme moyen de propulsion à la fin du XIXe siècle, et depuis, les navires utilisent des énergies fossiles vraiment sales. La vapeur produite par le charbon a cédé la place aux moteurs à combustion. Mais ces moteurs brûlent toujours un carburant si épais qu’il est presque solide s’il n’est pas chauffé. Comme le charbon, ces scories de raffinage, connues sous le nom de “bunker fuel”, fuel lourd ou combustible de soute, émettent beaucoup de dioxyde de carbone, accusé d’être responsable de 3 % des émissions mondiales de ce gaz à effet de serre. Diminuer les gaz de combustion est donc indispensable si le monde veut s’approcher de l’objectif fixé par l’Accord sur le climat de Paris, qui espère maintenir le réchauffement climatique “bien audessous” de 2 °C par rapport à l’ère pré-industrielle.

Ces moteurs brûlent toujours un carburant si épais qu’il est presque solide s’il n’est pas chauffé. Ils émettent beaucoup de dioxyde de carbone, accusé d’être responsable de 3 % des émissions mondiales de ce gaz à effet de serre.

De façon ironique, c’est une décision de l’Organisation maritime internationale (OMI), l’institution spécialisée des Nations unies responsable du transport maritime, qui a rendu la question urgente. Elle impose une réduction de la teneur en soufre du bunker fuel, de 3,5 % à 0,5 % d’ici à 2020. Le soufre est très toxique. Quand il brûle, il se dégrade en sulfates, qui provoquent des pluies acides et polluent l’air. Un article publié en février dernier dans ‘Nature Communications’ par Mikhail Sofiev, de l’Institut météorologique de Finlande, avance que la nouvelle réglementation de l’IMO pourrait éviter entre 139 000 et 396 000 décès prématurés par an. Mais ces sulfates fragmentent aussi les rayons solaires et contribuent à la formation et à l’épaississement des nuages, qui les tamisent. Par conséquent, la marine marchande réduirait plutôt qu’augmenterait le réchauffement climatique résultant de l’activité humaine. De 7 % au cours du XXe siècle, précise une étude. Les travaux de recherche de M. Sofiev montrent que cet effet de climatiseur peut diminuer de 80 % après 2020, quand la nouvelle norme sur le taux de soufre entrera en vigueur.

Une façon évidente de compenser la perte de l’effet climatiseur du soufre est de réduire de façon radicale les émissions de dioxyde de carbone qui font cuire la planète. L’OMI veut les réduire de moitié par rapport au niveau de 2008 d’ici à 2050, quel que soit le nombre de vaisseaux sur les océans. Mais contrairement au désoufrage du fuel, imminent et juridiquement contraignant, les objectifs pour le CO2 sont flous et non soumis à un mécanisme de sanctions. Lors d’une réunion des États membres de l’OMI le 26 octobre à Londres, une ébauche de durcissement de la législation n’a pas abouti. Heureusement, beaucoup de transporteurs maritimes semblent décidés à réduire les émissions quoi qu’il en advienne. Ils préfèrent être prêts pour des règles strictes que d’autres plus soucieux du climat que l’Union européenne pourraient mettre en place en l’absence de norme internationale. Ils veulent aussi réduire les coûts du fuel, qui explosent. Ils représentaient un tiers des dépenses il y a dix ans, pour arriver à la moitié, voire plus, de nos jours, et d’autres augmentations sont attendues. Le bunker fuel à bas taux de soufre, qu’il faudra utiliser pour respecter les nouvelles normes de l’OMI, devrait être vendu 600 dollars la tonne quand il deviendra obligatoire. Son prix actuel est de 450 dollars. Pour l’instant, les armateurs procèdent surtout à de légères améliorations des pratiques existantes. Ce qui est bien. Mais qui ne produira pas les changements nécessaires si l’objectif décidé pour l’année 2050 est pris au sérieux.

Small is beautiful…

L’une des façons de réduire la consommation de fuel est de réduire le coefficient de traînée des navires en concevant de nouvelles coques et hélices. C’est en cours. Durant ces cinq dernières années, les hélices de nombreux modèles ont été équipées d’ailerons, similaires à ceux que l’on voit à l’extrémité des ailes des avions. Ils réduisent les turbulences. Selon un architecte naval de New York, Charles Cushing, ils permettent d’économiser environ 2 % de carburant. Le polissage des hélices est une autre bonne idée. L’International Council on Clean Transportation, un think-tank de Berlin, estime qu’il peut réduire la consommation de carburant de 3 % ou plus.

On peut raboter quelques points de pourcentage supplémentaires en rendant les coques plus lisses. Il faut en particulier élimer les bernacles et autres coquillages marins qui s’y fixent. Les peintures contre l’encrassement à base d’étain sont aujourd’hui interdites car elles sont toxiques pour la vie marine. Les fabricants de peintures se tournent donc vers une solution du XVIIIe siècle : le cuivre. À l’époque, les flottes clouaient des plaques de cuivres sous les cales des navires pour empoisonner les larves des coques. Des peintures à base de cuivre sont à l’étude. Les peintures modernes pour le carénage contiennent souvent du silicone, d’une texture si lisse que les bernacles ne peuvent pas s’y accrocher.

Les coques des bateaux peuvent être raclées pour être plus lisses mais l’interdiction de polluer l’eau avec des copeaux de peinture et des organismes vivants non autochtones ont rendu ces procédures problématiques. Cela pourrait changer, néanmoins, grâce à un drone sous-marin que son fabricant norvégien, Ecosubsea, décrit comme “un croisement entre un aspirateur et une tondeuse à gazon”. Au lieu de caréner à la brosse métallique, les robots d’Ecosubsea projettent de l’eau à un angle presque parallèle à la surface de la coque, ce qui évite d’écailler la peinture, mais attaque les coquillages à un angle perpendiculaire, et donc avec beaucoup de force. Un aspirateur convoie jusqu’à terre les organismes délogés. 350 vaisseaux ont déjà été nettoyés de cette façon à Southampton, le port de l’Angleterre du sud. Ce service coûte entre 17 000 et 25 000 dollars pour un grand navire. Il sera proposé par le port d’Anvers en décembre.

Une autre technique est la lubrification à l’air. De l’air comprimé est pulvérisé à travers des buses au fond du navire. Les bulles qui se forment réduisent le contact de la coque avec l’eau. Selon le degré d’inclinaison du bateau, l’économie en fuel est de 5 à 10 %, affirme Noah Silberschmidt, patron de Silverstream Technologies à Londres, qui propose cette technologie. Les armateurs amortissent en général le coût de l’installation en deux ans et les économies sont faciles à constater : injectez des bulles et le navire accélère. Trois gros bateaux déjà en navigation ont été équipés du système Silverstream, il sera présent sur une douzaine d’autres en construction.

Les logiciels d’optimisation de la navigation diminuent aussi les émissions. Ils traitent les informations envoyées par les capteurs et les croisent avec les données archivées des précédentes traversées et les prévisions météo. Ces informations sont utilisées pour calculer les meilleurs paramètres de vitesse et autre, pour économiser le plus possible de carburant.

Quand tout est fait et dit, cependant, ces bricolages variés ne sont que cela : du bricolage. Pour les baisses radicales d’émissions qu’exige l’OMI, il faut trouver des façons totalement nouvelles de propulser les grands navires. Et cela va être compliqué.

…Mais big is better

On rêve beaucoup autour de la propulsion à voile. Les ingénieurs ont inventé différentes versions modernes. Aucune n’a encore fait ses preuves. SkySails, une société de Hambourg, propose d’équiper les navires de cerfs-volants. L’expérience a été tentée sur cinq navires entre 2008 et 2011, mais la navigation comme l’entretien sont délicats. Autre approche : ajouter des turbines verticales, connues sous le nom de rotors Flettner. Ils génèrent une poussée grâce à un phénomène connu sous le nom d’effet Magnus (effet qui est aussi responsable de la trajectoire courbe des ballons de football qui tourbillonnent sur eux-mêmes). Rares sont les navires qui utilisent cette technique pour le moment mais elle est testée par Maersk, le plus important transporteur maritime du monde, et pourrait devenir plus courante. Certains regardent du côté des batteries et des moteurs électriques. Pour la navigation transocéanique, cela semble peu réaliste. Mais les dessertes locales pourraient en bénéficier. La Norvège, par exemple, a commencé à mettre à la mer des ferries électriques. Une entreprise néerlandaise, Port-Liner, construit des barges électriques pour le déchargement des conteneurs dans les ports. Ces barges entreront en service l’an prochain.

Pour les propriétaires de barges, c’est une bonne affaire. En supprimant la salle des machines et le réservoir de fuel, la capacité de la barge augmente d’environ 8 %. Pour l’environnement, c’est moins sûr. Les batteries doivent être chargées. Si l’électricité est obtenue en brûlant des énergies fossiles (ce qui est le cas de 92 % de l’électricité aux Pays-Bas), l’économie d’émissions est maigre. Et la technologie est coûteuse. Rien n’est envisageable sans des subventions publiques et l’argent du contribuable. C’est également vrai des ferries norvégiens.

Le travers qui consiste à déplacer les émissions d’un maillon à l’autre de la chaîne au lieu de les éliminer est aussi derrière l’idée d’équiper les navires de haute mer de piles à combustible. Elles produisent de l’électricité à partir d’hydrogène et d’oxygène. La technologie est loin d’être au point pour un usage intensif actuellement, mais les piles à combustible ont l’avantage, par rapport aux batteries, d’avoir une autonomie limitée par la quantité de combustible transportée et non par le nombre de piles à bord, puisque les piles elles-mêmes ne stockent pas l’énergie. Mais ce combustible, l’hydrogène, doit être fabriqué, et la façon la plus courante de le faire, le reformage à la vapeur du gaz naturel, génère du dioxyde de carbone. De manière générale, la propulsion électrique déguise plus qu’elle ne supprime les émissions. La proposition présentée comme la plus rationnelle pour le transport maritime est de passer au fuel à faible taux d’émissions plutôt que de poursuivre une chasse futile aux carburants sans émissions de carbone. Une alternative est la propulsion diesel-électrique. Avec cette méthode, un moteur diesel fait fonctionner un générateur. L’énergie du générateur peut être utilisée pour faire fonctionner un moteur électrique ou stockée dans une batterie. Parce que le moteur diesel peut ainsi fonctionner à vitesse constante, plutôt que d’avoir à suivre les besoins des hélices, ce dispositif est un tiers plus efficace que la propulsion conventionnelle au fuel.

Le gaz naturel liquéfié (GNL) est une autre option. La combustion du GNL libère environ un quart moins de dioxyde de carbone que la combustion du combustible de soute.

Selon Sustainalytics, une société néerlandaise qui note la performance environnementale des sociétés, environ cent grands navires utilisent ce carburant. Et dix autres dans le monde fonctionnent avec le cousin chimiqueq du méthane,, le méthanol. À température ambiante, c’est un liquide, donc plus facile à conserver que le GNL. Mais il est difficile de voir où est le bénéfice pour l’environnement. Le méthanol est du méthane : un atome de carbone et quatre d’hydrogène, plus un atome d’oxygène. Vous obtenez plus ou moins la même quantité de CO 2 en le brûlant qu’en brûlant du méthane.

Si les objectifs de l’OMI doivent être respectés, il faut réfléchir de façon radicale. Pour Vince Jenkins, directeur de la technologie de Lloyd’s Register, un consultant maritime de Londres, penser radicalement conduit à la propulsion nucléaire. Avec le nucléaire, il n’y a pas d’émissions et les réacteurs nucléaires maritimes sont une technologie connue. 140 brise-glace, navires de guerre et sous-marins les utilisent. Une flotte nucléaire, navigant à une vitesse fabuleuse, pourrait transporter plus de containers avec moins de navires.

Rares sont les personnes qui approuvent l’idée de M. Jenkin. Cosco, un géant chinois du transport par mer, a abandonné ses recherches sur le “fret nucléaire” à la suite de l’accident nucléaire de Fukushima en 2011. La façon dont les objectifs de l’OMI peuvent être atteints, s’ils le sont un jour, demeure donc encore un mystère.

Quand tout est fait et dit, cependant, ces bricolages variés ne sont que cela : du bricolage. Pour les baisses radicales d’émissions qu’exige l’OMI, il faut trouver des façons totalement nouvelles de propulser les grands navires. Et cela va être compliqué.