Navires marchands à voiles : utopie ou réalité ?

Depuis 2011, nous obser­vons une émer­gence des pro­jets de pro­pul­sion vélique dédiés à la marine mar­chande. Et la conjonc­ture actuelle — notam­ment le coût très éle­vé de l’énergie — est de plus en plus favo­rable au sec­teur. Le vent est une source d’énergie décor­ré­lée des pro­blèmes de spé­cu­la­tion, de sécu­ri­té et d’infrastructures. De plus, l’Organisation mari­time inter­na­tio­nale et la Com­mis­sion euro­péenne exigent des efforts de décar­bo­na­tion de plus en plus impor­tants des arma­teurs, et le fret mari­time devrait être inté­gré dans le sys­tème d’échange de quo­tas d’émission de l’UE d’ici 2023. 

L’énorme atout de la pro­pul­sion vélique est sa dis­po­ni­bi­li­té : c’est une solu­tion idéale à court terme, et com­plé­men­taire aux car­bu­rants alter­na­tifs à plus long terme. 15 navires dans le monde uti­lisent déjà des sys­tèmes à pro­pul­sion vélique. Cer­taines tech­no­lo­gies sont matures, comme les rotors Flett­ner, et d’autres seront très pro­chai­ne­ment tes­tées. Par exemple, la start-up nan­taise Air­seas teste son kite depuis décembre 2021 sur un navire affré­té par Air­bus entre la France et les États-Unis. Zéphyr & Borée pré­voit de mettre à l’eau cette année son car­go à voile Cano­pée, qui trans­por­te­ra le futur lan­ceur Ariane 6 depuis la métro­pole jusqu’en Guyane.

Il y a un véri­table foi­son­ne­ment d’innovations et de solu­tions tech­niques. La solu­tion la plus mature est le rotor Flett­ner, décou­verte en 1924. Depuis 2010, la firme Ener­con a démon­tré que cette tech­no­lo­gie est com­pa­tible avec les contraintes du fret mari­time. Les rotors néces­sitent une mise en rota­tion à l’aide d’une autre source d’énergie, un moteur ou un énorme ven­ti­la­teur dans le cas des pro­fils aspi­rés. Actuel­le­ment, des groupes élec­tro­gènes fonc­tion­nant au fioul sont uti­li­sés à bord pour pro­duire cette éner­gie, et on pour­rait ima­gi­ner à l’avenir des car­bu­rants alternatifs. 

Il existe éga­le­ment d’autres tech­no­lo­gies de pro­pul­sion vélique fonc­tion­nant uni­que­ment avec l’énergie du vent. Les ailes clas­siques souples en tis­su, comme sur les vieux grée­ments tels que le trois-mâts Belem, vieillissent rapi­de­ment et ne sont pas très per­for­mantes. Aujourd’hui les arma­teurs se tournent plu­tôt vers des pan­neaux rigides, en maté­riau com­po­site, ou encore vers les pro­fils épais qui res­semblent à une aile d’avion. 

Tous ces sys­tèmes sont situés sur le pont du navire, et néces­sitent donc d’y dédier de l’espace. L’une des der­nières solu­tions explo­rées est le kite : l’aile est cette fois aérienne. C’est assez nova­teur et cette tech­no­lo­gie est en cours de développement.

Il est pos­sible d’équiper dès aujourd’hui les navires exis­tants, on parle de rétro­fit. Une étude ¹ estime que 40 à 45 % de la flotte mon­diale (37 000 à 40 000 navires) pour­raient en béné­fi­cier d’ici 2050, en rai­son du moindre coût de cette pro­pul­sion et de sa large dis­po­ni­bi­li­té. Le vent sera pour la majo­ri­té des cas une éner­gie auxi­liaire, dimi­nuant en par­tie le recours au moteur ther­mique de ces navires.

De nou­veaux navires sont à construire pour atteindre une pro­pul­sion presque entiè­re­ment vélique (ils embar­que­ront tou­jours un moteur pour sécu­ri­ser l’approche por­tuaire). Cette per­for­mance ne peut être atteinte que pour des navires conçus pour cet usage, et non en rétro­fit : leur coque doit inté­grer des sys­tèmes anti­dé­rive liés à l’usage de voiles, et le posi­tion­ne­ment des mâts doit res­pec­ter l’équilibre des masses et l’accès aux espaces à car­gai­sons par les ser­vices por­tuaires. Le car­go à voile Neo­line, en cours de déve­lop­pe­ment, sera équi­pé de quatre mâts assu­rant 90 % du besoin éner­gé­tique de sa propulsion.

Plus le navire est lourd, plus la puis­sance néces­saire pour le dépla­cer est impor­tante. La pro­pul­sion vélique a du sens sur les navires de taille inter­mé­diaire — jusqu’à 200 mètres de long — à une vitesse d’environ 15 nœuds. À titre de com­pa­rai­son, un porte-conte­neurs peut mesu­rer jusqu’à 400 mètres et navi­guer à 20 nœuds.

Oui, le concept de mas­si­fi­ca­tion à l’aide de porte-conte­neurs et hubs logis­tiques est dépas­sé. La pro­pul­sion vélique adresse de nou­veaux seg­ments, comme le trans­port longue dis­tance de mar­chan­dises sur des navires de taille inter­mé­diaire. Ils peuvent faire escale dans plus de ports, notam­ment secon­daires : cela per­met d’acheminer la mar­chan­dise au plus proche du consom­ma­teur et de réduire le pré- et post-ache­mi­ne­ment, géné­ra­le­ment effec­tué par trans­port rou­tier. La vitesse est éga­le­ment réduite : le car­go Neo­line navi­gue­ra à une vitesse moyenne de 11 nœuds. Cela n’empêche pas des char­geurs comme Mani­tou et Bene­teau de mani­fes­ter leur inté­rêt. C’est une chaîne logis­tique ver­tueuse, et les consom­ma­teurs doivent en être acteurs en accep­tant des délais d’acheminement plus longs pour évi­ter un effet rebond. 

Un autre chan­ge­ment concerne le mode de navi­ga­tion. La pro­pul­sion vélique a besoin de vent… il fau­dra par­fois modi­fier les routes mari­times pour en tirer par­ti. Les équi­pages peuvent pour cela s’appuyer sur le rou­tage mari­time — pre­nant en compte les condi­tions météo­ro­lo­giques — indis­pen­sable aux solu­tions véliques. Mais les arma­teurs ne sont pas habi­tués à ce type de navi­ga­tion, et il existe un frein psy­cho­lo­gique. Il faut enfin noter que la pro­pul­sion vélique est plus favo­rable sur les routes trans­at­lan­tiques nord, et moins à la navi­ga­tion entre l’Europe et l’Asie.

Nous ne le connais­sons pas pré­ci­sé­ment. Une étude ² montre que 3 700 à 10 700 navires pour­raient être équi­pés de sys­tèmes de pro­pul­sion vélique d’ici 2030. Le rejet de 3,5 à 7,5 mil­lions de tonnes de CO₂ pour­rait ain­si être évi­té en 2030. Nous pou­vons éga­le­ment nous appuyer sur l’estimation du poten­tiel de rétro­fit des navires exis­tants pro­duite pour le gou­ver­ne­ment du Royaume-Uni (37 000 à 40 000 navires) ³ : si la pro­pul­sion vélique per­met d’économiser 10 % de car­bu­rant, on obtient une réduc­tion glo­bale de la consom­ma­tion de l’ordre de 3 %. 

Mais l’incertitude majeure concerne le gain éner­gé­tique réel des sys­tèmes. Il n’existe aucun stan­dard pour mesu­rer les per­for­mances, seuls les fabri­cants four­nissent une esti­ma­tion du gain appor­té par leur solu­tion. Sur cette base, on estime ain­si que le gain d’énergie asso­cié aux rotors Flett­ner est d’environ 8 %, jusqu’à 20 % pour le kite ou encore jusqu’à 30 % pour les pro­fils épais. Mais ce sont des mesures théo­riques : nous man­quons aujourd’hui de mesures en navi­ga­tion ain­si que d’un stan­dard, comme une norme ISO. C’est un enjeu impor­tant, qui per­met­trait aux arma­teurs d’évaluer pré­ci­sé­ment le retour sur inves­tis­se­ment de ces solu­tions de décarbonation.