L’industrie du transport maritime, responsable de 90 % des échanges commerciaux internationaux, se trouve à une croisée des chemins décisive face à l’urgence climatique. Considéré comme le deuxième secteur le plus émetteur de dioxyde de carbone après la production d’électricité, le transport maritime cherche activement des alternatives aux combustibles fossiles traditionnels, tels que le fioul lourd, source majeure d'émissions de soufre et de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, la propulsion vélique, bien que millénaire, connaît une renaissance technologique sans précédent. Loin de se limiter à la simple toile, cette transition s'appuie sur une compréhension fine de la dynamique des fluides, de l'aérodynamique avancée et de l'automatisation.
Les Fondements Physiques de la Propulsion par le Vent
Dès l’apparition des premières embarcations, les navigateurs ont constaté qu’en déployant une peau de bête, ils pouvaient utiliser la force du vent comme propulseur. À partir de la terre ou en mer, le remorquage a de tout temps été un moyen de propulsion et le reste aujourd’hui. Pour optimiser cette force, les architectes navals jouent sur la forme du bateau et des voiles, tout en prenant en compte le phénomène de gîte : la force du vent sur la voile possède une composante perpendiculaire à l’axe du navire qui peut faire pencher ce dernier sur le côté.
Le principe fondamental derrière les voiles modernes repose sur le théorème de Bernoulli et l'effet Venturi. La densité d’un fluide diminue quand il accélère. Du fait d'une forme légèrement asymétrique, le chemin que doit parcourir une particule d’air est plus long en passant par l'extrado (partie bombée) que par l'intrado. Pour maintenir la continuité du flux, l'air accélère sur l'extrado, créant une zone de dépression qui « aspire » la voile vers l'avant. Ce phénomène, identique à la portance des ailes d'avion, permet aux navires de gagner en finesse. Il faut maximiser le différentiel de distance parcourue par l’air entre les deux faces de la voile, tout en limitant au maximum la traînée. La voile rigide, grâce à son profil immuable, permet d'atteindre une finesse bien supérieure aux voiles souples, tout en étant moins encombrante sur le pont.
Le Système Seawing d'Airseas et l'Héritage Aéronautique
L'un des projets les plus aboutis dans ce domaine est le système Seawing. Airseas, société installée en Loire-Atlantique et fondée par d'anciens ingénieurs d'Airbus, intègre une expertise aéronautique unique, incluant le jumeau numérique et la technologie d’automatisation, à l’industrie maritime. Le Seawing est un parafoil (aile de kite) d’une surface de 1 000 m² qui vole à une altitude de 300 mètres, captant des vents plus forts et plus stables qu'à la surface de l'eau.
Le système est stocké dans une cuve et déployé en mer depuis un mât situé à la proue du navire. Parmi ses atouts, Airseas met en avant la simplicité d’installation et de déploiement, le faible encombrement, et l'absence de gîte significative, puisque la traction s'exerce depuis un point haut. Le Seawing rétracté prend la place d’un simple conteneur de 5 mètres sur 5. Son déploiement automatique en 15 minutes se fait lorsque le logiciel d’aide à la décision indique les meilleures conditions météorologiques. L’ensemble des capteurs et des logiciels permet au système de prévoir la tempête et de replier automatiquement la voile. Le navire roulier « Ville de Bordeaux », affrété par Airbus, a été le premier à tester cette technologie en conditions réelles dès décembre 2021.
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Diversité des Technologies de Propulsion Vélique
Le paysage actuel de l'innovation est vaste. Outre les kites, on observe une floraison de solutions :
- Ailes Rigides et Solid Sail : Les Chantiers de l’Atlantique ont développé le concept Solid Sail. Leur prototype, avec un mât culminant à 95 mètres de haut, supporte une voile de 1 200 m². Ce système exploite un mât à balestron capable de pivoter à 360 degrés et de s’incliner à 70 degrés pour passer sous les ponts. Le projet Silenseas intègre ce concept AeolDrive pour des paquebots capables d'atteindre une réduction des émissions de CO2 de l’ordre de 40%.
- Rotors Flettner : La société finlandaise Norsepower propose des Rotor Sails, une modernisation du cylindre tournant d'Anton Flettner. Ces cylindres utilisent l'effet Magnus : en tournant sur eux-mêmes, ils créent une différence de pression latérale qui génère une poussée. Ces rotors sont compatibles avec les navires existants et peuvent s'incliner pour les passages sous ponts. Le britannique Anemoi propose une technologie similaire, avec des rotors pouvant être déplacés sur des rails sur le pont pour faciliter les opérations de chargement.
- Voiles Gonflables : Le groupe Michelin a dévoilé Wisamo, une voile gonflable capable de fonctionner à quasiment toutes les allures, s’appuyant à la fois sur la propulsion vélique et la portance, sans point de compression ni attache complexe.
- Oceanbird : Ce projet suédois, porté par AlfaWall Oceanbird, utilise des voiles télescopiques rigides composées de métal et de composite, dessinées comme des ailes d’avion, mesurant 80 mètres entièrement déployées.
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