Les transports maritimes représentent près de 3 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et, avec la montée du commerce international et des voyages de passagers, la pression pour décarboniser le secteur n'a jamais été plus forte. Les ferries et les bateaux de navigation intérieure, qui opèrent à proximité des zones peuplées, présentent à la fois un défi et une opportunité. Contrairement au transport maritime en haute mer, les ferries voyagent souvent de courtes distances, font escale dans les ports plusieurs fois par jour et servent de liaisons de transit critiques pour les navetteurs et les touristes.

L'impératif environnemental pour des ferries plus propres

Les transports sont l'un des principaux facteurs de pollution atmosphérique dans les milieux côtiers et fluviaux urbains.Les bacs diesels conventionnels libèrent des oxydes d'azote, des oxydes de soufre et des particules qui nuisent à la santé publique et acidifient les voies navigables.]L'Organisation maritime internationale (OMI) a fixé des objectifs ambitieux pour réduire les émissions totales de gaz à effet de serre provenant des transports maritimes d'au moins 50 % par rapport aux niveaux de 2008 d'ici 2050.De nombreux pays avancent maintenant plus vite, en vue d'une exploitation de traversiers à émission zéro d'ici 2030 ou 2040.

Technologies émergentes qui alimentent la transition

Ferries électriques-batterie

Les bacs électriques à batterie sont devenus l'enfant de l'affiche pour un transport durable de l'eau. Des navires comme l'Ampere en Norvège, qui a commencé à fonctionner en 2015, ont prouvé que les gros bacs pouvaient fonctionner uniquement sur des batteries pour des passages courts. Depuis, la capacité de la batterie a augmenté, les coûts ont diminué et les vitesses de charge ont augmenté. Les bacs électriques modernes utilisent des batteries lithium-ion ou lithium-fer-phosphate allant de 1 MWh à plus de 10 MWh. Ils rechargent les stations d'amarrage en utilisant des chargeurs côté rivage, souvent intégrés avec de l'énergie renouvelable du réseau local. La Norvège exploite maintenant plus de 70 bacs électriques, avec des dizaines de plus sur commande.

Recharger les innovations en matière d'infrastructure

Les systèmes comme Wärtsilä="s charge inductive sans fil et Siemens=" sont testés pour réduire l'usure physique et étendre les fenêtres opérationnelles. Pour les routes plus longues, des stations de swap de batteries ou des bouées de recharge à mi-points sont en cours de développement.Ces investissements dans l'infrastructure sont souvent cofinancés par des partenariats public-privé, reconnaissant que les traversiers propres peuvent réduire la tension du réseau par rapport à l'électrification d'un nombre équivalent de bus.

Systèmes hybrides et hybrides rechargeables

Les traversiers hybrides combinent des batteries avec des générateurs diesel, des turbines à gaz ou des piles à hydrogène. La batterie gère des manœuvres à basse vitesse et des approches portuaires – où les émissions comptent le plus – tandis que le moteur se met en marche pour les passages en eau libre. Les conceptions hybrides enfichables permettent de charger la batterie au quai, réduisant ainsi sa consommation de carburant de 40 à 60 % par rapport aux traversiers conventionnels.

Piles à combustible à hydrogène et hydrogène vert

Pour les routes ou les bateaux plus longs qui ne peuvent pas accueillir de grandes batteries, l'hydrogène se présente comme un combustible prometteur à émission nulle.Les piles à combustible transforment l'hydrogène en électricité, ne émettant que de la vapeur d'eau. L'hydra[MF Hydra, un traversier automobile norvégien lancé en 2023, est l'un des premiers ferries liquides alimentés par l'hydrogène dans le monde. Cependant, des défis persistent : la production d'hydrogène vert nécessite une électricité renouvelable, le stockage à bord est encombrant et les infrastructures de soutenage sont rares.

Technologie de l'aide éolienne et de la voile

Les systèmes modernes d'aide au vent sont en train de relancer la pratique ancienne de l'utilisation du vent pour la propulsion, mais avec des matériaux avancés et l'automatisation. Les voiles de rotor, les voiles de cerf-volant et les voiles d'aile rigide réduisent la charge moteur et la consommation de carburant de 10 à 30%. Bien que plus courantes sur les grands cargos, les installations sur les traversiers sont explorées, surtout pour les services côtiers et insulaires où les vents sont prévisibles.

Conception et matériaux innovants

Construction légère et durable

Les traversiers construits à partir de composites avancés, d'alliages d'aluminium et de fibres de carbone peuvent être de 30 à 50 % plus légers que les équivalents en acier. L'utilisation de composites bio-basés—qui sont fabriqués à partir de lin, de chanvre ou de matières plastiques recyclées— gagne en traction pour les petits traversiers et les catamarans de passagers. Par exemple, le hydrofoil utilise des matériaux au carbone légers pour réaliser une opération à émission nulle et quasi silencieuse. De plus, les concepteurs intègrent de l'aluminium recyclé[ et des plastiques postconsommation[ dans les coques et les intérieurs, fermant ainsi la boucle sur les cycles de vie des matériaux.

Forme de la coque et efficacité hydrodynamique

La lubrification par air injecte des microbulles le long de la coque pour réduire la résistance aux frottements, la coupe de 5 à 15 % de l'utilisation de carburant. La technologie, mise au point par Mitsubishi et Silverstream Technologies, est maintenant adaptée aux petits traversiers. Les hydrofoils et les conceptions de perçage d'ondes sont également en train de se régénérer pour les écoferries à grande vitesse. En soulevant la coque hors de l'eau, les hydrofoils réduisent considérablement la traînée, permettant la propulsion électrique à des vitesses auparavant réalisables uniquement avec des combustibles fossiles. La navette Candela P-12, un traversier hydrofoil électrique testé à Stockholm, atteint 30 nœuds avec une consommation d'énergie de 80% inférieure à celle d'une coque de rabotage classique.

Réduction du bruit et protection de la faune

Les moteurs électriques sont nettement plus silencieux que les moteurs diesel, ce qui profite aux passagers et à la vie marine. La pollution sonore sous-marine des navires perturbe la communication avec les baleines et le comportement des poissons. Les traversiers écologiques conçus avec des systèmes de propulsion [quiet et les revêtements antibruit de la coque peuvent réduire les émissions sonores de 20 à 30 décibels.

Tendances futures Remodelage du transport par eau

La navigation autonome, combinée à la propulsion électrique ou à l'hydrogène, promet de rendre les services de traversiers plus sûrs et plus efficaces. Le premier traversier de passagers entièrement autonome, le milliAmpere, lancé à Trondheim, en Norvège, en 2017 et est devenu depuis une plate-forme pour tester la fusion des capteurs, l'évitement des collisions et la télécommande.

Gestion de l'énergie alimentée par l'IA

Les algorithmes permettent de prédire la charge des passagers, les conditions météorologiques et les courants de marée pour planifier l'utilisation la plus efficace des batteries, des piles à combustible ou des modes hybrides.Par exemple, ABB=s OCTOPUS système ajuste la puissance de propulsion en temps réel, permettant d'économiser de 10 à 20 % de carburant.Ces jumeaux numériques permettent aux opérateurs de simuler des voyages et de former des équipes sur des pratiques éconergétiques.

Combustibles de remplacement: ammoniac et méthanol

L'ammoniac, qui peut être produit à partir d'énergie renouvelable, a une densité énergétique plus élevée que l'hydrogène et est plus facile à stocker. Cependant, il est toxique et nécessite une manipulation soigneuse.Des projets pilotes pour les traversiers à ammoniac sont en cours de planification au Japon et en Norvège. Le méthanol, autre carburant vert, peut être utilisé dans les moteurs à combustion interne modifiés ou les piles à combustible.Le premier traversier au monde alimenté au méthanol, le Stena Germanica, est en service sur la mer Baltique depuis 2015, bien qu'il utilise un mélange de méthanol et de carburant conventionnel.

Défis à venir

Infrastructure et état de préparation au réseau

Un seul grand traversier électrique peut nécessiter de 5 à 10 MW de puissance de charge, ce qui peut entraîner des contraintes sur les réseaux locaux. Les ports doivent installer des sous-stations, des transformateurs et souvent des tampons de batterie pour gérer la demande de pointe. ]Les coûts à la hauteur, comme les permis, les évaluations des impacts environnementaux et les retards de construction, peuvent ralentir le déploiement.

Coûts initiaux d'immobilisations et financement

Les prix des ferries électriques et à hydrogène sont de 20 à 50 % plus élevés que ceux des équivalents diesel, principalement en raison des coûts des batteries et des piles à combustible. Toutefois, le coût total de la propriété sur 20 ans est souvent inférieur en raison de la réduction des dépenses de carburant et d'entretien. Les gouvernements ont pris des mesures avec des subventions, des obligations vertes et des incitations fiscales pour réduire le seuil de prix du premier coût. La Banque européenne d'investissement[, par exemple, a financé plusieurs projets de traversiers électriques avec des prêts à faible taux d'intérêt.

Normes de réglementation et de sécurité

Les règles de la classe DNV GL pour les installations de batteries ont été mises à jour à plusieurs reprises, et les normes IMO Code international de sécurité pour les navires utilisant des gaz ou d'autres carburants à faible point d'éclair (code IMF)[ couvrent maintenant l'hydrogène et le méthanol. Bien que les progrès soient constants, les exploitants doivent souvent faire face à de longues périodes d'approbation pour les nouveaux modèles.

Impact sur la mobilité urbaine et le climat

Les ferries écologiques peuvent jouer un rôle de transformation dans les réseaux de transport urbains. Beaucoup de villes côtières souffrent de congestion routière chronique, et le transport en eau offre une alternative évolutive qui ne nécessite pas d'acquisition de terres. En utilisant les voies navigables existantes, les ferries peuvent contourner les embouteillages et fournir un trajet fiable et souvent pittoresque. Lorsqu'elles sont alimentées par des énergies renouvelables, elles produisent zéro émission d'échappement, améliorant la qualité de l'air dans les zones riveraines densément peuplées.San Francisco, Sydney et Bangkok élargissent leurs services de traversier avec des navires électriques et hybrides.Amsterdam City Ferries ont déjà remplacé plusieurs bateaux diesel par des versions électriques, réduisant les émissions de CO2 de plus de 1 000 tonnes par an.

Initiatives mondiales et exemples de pointe

Norvège : un pionnier dans les ferries électriques

La Norvège a investi massivement dans le transport d'eau électrique, soutenu par une taxe sur le carbone et un objectif national de ferrys à émission nulle d'ici 2030.Le pays exploite maintenant la plus grande flotte de ferrys électriques au monde, y compris MF Ampere et la plus grande MF Elektra.Le programme a stimulé les possibilités de fabrication et d'exportation nationales.L'Association norvégienne des ferrys électriques rapporte que les ferrys électriques réduisent les émissions de CO2 de 95 % par rapport au diesel sur les mêmes routes.

Singapour: Taxis Hybrides et Ferries Smart

Singapour, un État-ville avec un trafic d'eau dense, teste des taxis hybrides qui combinent propulsion électrique et générateurs diesel pour une portée étendue.Singapour Maritime Institute finance des recherches sur des bacs électriques autonomes pour de courts trajets entre les îles et le continent.En 2023, un programme pilote a déployé un bac électrique de 20 passagers sur la route de Sentosa, avec des plans d'expansion à 10 navires d'ici 2026.

Pays-Bas : Infrastructures de voies navigables durables

Les Hollandais comptent depuis longtemps sur les ferries pour le transport quotidien à travers les canaux et les rivières. La ville de Rotterdam construit un réseau de bornes de recharge pour les ferries électriques, alimentés par des panneaux solaires sur les bâtiments portuaires. Le projet ZEFF (Zero Emission Fast Ferry), une collaboration entre TU Delft et les constructeurs de navires, vise à produire un traversier électrique à grande vitesse capable de transporter 250 passagers à 20 nœuds. Les Pays-Bas sont également un leader dans l'utilisation de composites bio-basés et de matériaux recyclés dans la construction de traversiers, en mettant en valeur les principes de l'économie circulaire.

Autres initiatives dignes de mention

  • Suède:[ Le M/S Dagens Nyheter, un ferry 100% électrique, opère entre Stockholm et l'île de Lidingö. La Suède vise à réduire les émissions de ferry de 70% d'ici 2030.
  • Royaume-Uni: Le projet HYMACS (Hydrogène maritime et côtière)[ en Écosse est en train de développer un traversier à pile à hydrogène pour les îles Orkney.
  • États-Unis: Washington State Ferries, le plus grand réseau de traversiers aux États-Unis, s'est engagé à construire 18 nouveaux navires hybrides électriques d'ici 2035. Le catamaran électrique ]Water-Go-Round à San Francisco Bay fonctionne sur l'énergie éolienne et solaire.
  • Japon: Le projet e5 Ferry, un partenariat entre Mitsubishi et NYK, conçoit un traversier à hydrogène pour les routes intérieures.
  • Canada: BC Ferries exploite le Salish Orca, un navire hybride-électrique doté d'un batterie de 2 MWh, réduisant la consommation de carburant de 20 % sur ses routes de l'île de Vancouver.

La route à l'horizon

La stratégie la plus efficace consiste à adapter la technologie des navires aux caractéristiques des routes — batterie électrique pour les courtes distances, hydrogène pour les distances moyennes, et hybride ou éolienne pour les voyages plus longs. Il est essentiel de poursuivre les investissements dans la tarification des infrastructures, la décarbonisation du réseau et la formation des travailleurs. La coopération internationale par le biais de forums comme Organisation maritime internationale[ et Green Shipping Challenge fixera des objectifs ambitieux et partagera les meilleures pratiques.