Le bateau de poursuite à hydrogène de l’America’s Cup prend son envol

10 mai, 2022

Par Jeff Butler

Emirates Team New Zealand (ETNZ), qui a introduit la technologie des foils lors de l’America’s Cup en 2012, innove à nouveau avec le lancement du premier bateau de poursuite à zéro émission à hydrogène.

Baptisé à juste titre Chase Zero, il a fait ses débuts le 7 avril dans le même port où ETNZ a dévoilé le catamaran AC72 il y a dix ans et qui a changé la face de la course à la voile dans le monde. Leur espoir est que Chase Zero aura le même genre d’impact.

Le six places est également un catamaran à foils de 10 m de long, mais au lieu d’être propulsé par le vent, chaque coque est équipée de réservoirs à hydrogène, de piles à combustible, de batteries et de moteurs électriques.

« Ce projet vise à prouver comment nous pouvons influencer l’industrie nautique mondiale en produisant un catamaran à foils à hydrogène », a déclaré le PDG de l’équipe, Grant Dalton. « Nous espérons pouvoir effectuer un virage sismique vers l’hydrogène et faire une déclaration sans émission pour l’industrie. »

Groupes motopropulseurs hydrogène-électrique dans chaque coque

Chase Zero est en développement depuis juin dernier et utilise une technologie d’électrolyse sans membrane qui produit de l’hydrogène vert. La plupart de l’hydrogène est créé par un processus qui nécessite des combustibles fossiles, tandis que l’hydrogène vert est produit sans leur appoint.

Il est propulsé par deux piles à hydrogène Toyota de 80kW, une dans chaque coque, qui sont alimentées chacune par deux réservoirs d’hydrogène vert stocké sous forme gazeuse à une pression maximale de 350bar. L’hydrogène passe à travers un catalyseur qui enlève les électrons des molécules H2. Ces électrons sont utilisés pour propulser le bateau, puis retournent aux ions H+ chargés positivement qui sont combinés avec l’oxygène de l’air, ne laissant que du H2O pur pour sortir de l’échappement de la pile à combustible.

Avec ses deux moteurs électriques de 220 kW (environ 300 CV), le bateau peut naviguer – ou « voler » – à environ 30 nœuds (34,5 mi/h/55,5 km/h) avec les 160 kW générés par les piles à combustible.

« Les piles à combustible fournissent la majorité de l’énergie », explique l’ingénieur électricien Michael Rasmussen, mais il y a aussi deux batteries de 42 kWh qui agissent comme un filtre pour les changements rapides de la demande de puissance, lorsque le bateau peut devoir atteindre rapidement des vitesses de 50 nœuds. »

« Le temps de réponse de la pile à combustible est beaucoup plus lent que celui de la batterie et un compromis sur les performances n’était pas une option, donc la batterie fournit la poussée initiale et nous sommes en mesure de puiser jusqu’à environ 420 kW pendant des périodes plus courtes. La pile à combustible rechargera ensuite les batteries une fois que l’excès de puissance sera à nouveau disponible. »

180 km avec un plein d’hydrogène

Le foiling est également une partie importante de l’équation de la vitesse et de la portée. « Se déplacer à 50 nœuds sur l’eau nécessite beaucoup de puissance, et donc le foil, comme à la voile, était un choix évident pour nous afin de réduire la traînée et d’aider à étendre notre autonomie à environ 180 km avec un plein d’hydrogène », dit Dan Bernasconi, coordinateur de la conception.

« S’il s’agissait d’un bateau à combustible fossile, vous pouvez imaginer quels volumes d’hydrocarbures seraient brûlés et émis avec 600 chevaux de machines ICE », lance le COO d’Emirates Team New Zealand, Kevin Shoebridge. « C’est vraiment un pas en avant considérable dans le domaine des énergies renouvelables propres dans l’industrie maritime», déclare-t-il.

L’hydrogène et l’avenir de l’America’s Cup

On espère que le protocole de la 37^e America’s Cup aura une disposition selon laquelle toutes les équipes doivent utiliser des bateaux de soutien à hydrogène. Cela devrait d’abord être officiellement soutenu par le Challenger of Record, INEOS Team UK. Si cela devait aller de l’avant, cela s’appliquerait également à d’autres classes et aux bateaux de chasse à hydrogène à tous les niveaux et aurait un impact considérable sur la réduction des combustibles fossiles dans l’événement total de l’America’s Cup.

« En regardant Chase Zero aujourd’hui, on croirait voir un bateau à moteur futuriste », a noté Shoebridge. « Mais vous devez en fait vous rappeler qu’il n’y a aucune émission de carbone, c’est essentiellement de la vapeur d’eau qui sort de l’échappement, ce qui est incroyable si l’on considère l’impact environnemental positif qui peut être obtenu en réduisant les émissions des moteurs de bateaux ordinaires. »

Nom : Chase Zero
Concepteurs : Emirates Team New Zealand (ETNZ)
Longueur hors tout : 10,0 m
Largeur : 4,5 m
Tirant d’eau : 2,2 m
Configuration du foil : primaire π-foil, simple gouvernail en T
Déplacement : 4800 kg
Piles à combustible : 2 x Toyota 80Kw
Moteurs: 2 de 220 kW
Batteries: 2 X 42 kWh
Réservoirs: 4 x 8 kg d’hydrogène à 350 bars
Vitesse de croisière : 30 nœuds
Autonomie : 180 km (cycle de travail typique d’un bateau de poursuite)
Vitesse maximale : 50 nœuds

Jeff Butler est basé à Toronto et est l’éditeur de plugboats.com, le site Web international (en anglais seulement) couvrant tout ce qui concerne les bateaux électriques et la navigation de plaisance. Il est également président de l’Association de bateaux électriques du Canada (electricboatassociation.ca) et se prépare à organiser des courses et des expositions de bateaux à moteur électrique dans le port de Toronto en 2023 pour les premières courses de bateaux solaires de Toronto.