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premier démonstrateur

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Naissance du développement

       L’initiateur du programme aspire depuis sa jeunesse à développer les énergies renouvelables.  

La découverte de la possibilité originale de naviguer face au vent grâce à une voilure tournante intervient dans le contexte de la prise de conscience des enjeux de la transition énergétique.

La réflexion est initiée en 2014 avec la réalisation d'un premier démonstrateur d'1.50 m. 

Une première  analyse de la technique fait apparaître un potentiel remarquable qui motive le lancement du développement 

 

La navigation maritime, domaine privilégié pour réussir la Transition Energétique.

Chacun est bien conscient aujourd’hui que l’avenir se construira avec les énergies renouvelables.

Les mers et les océans sont les lieux les mieux pourvus en énergies renouvelables. Il suffit de visionner une carte de prévision des vents (j’adore celles de Windguru.cz qui sont superbes) pour voir que le potentiel de vent sur la mer est bien supérieur à celui des continents. Les mers ont aussi un certain avantage en potentiel solaire puisqu’un navire en haute mer ne sera jamais à l’ombre d’un arbre, d’un immeuble, d’une montagne…

De nombreux navires à usage professionnel ont une consommation énergétique raisonnable, ceci étant d’autant plus vrai qu’ils sont de grande taille et naviguent à une vitesse modérée.

Enfin, les navires ont beaucoup moins de contraintes de conception que les engins routiers par exemple ; ils peuvent être beaucoup plus grands, plus larges plus hauts,. .. pour capter les énergies renouvelables au mieux.

Les grands voiliers traditionnels en sont une parfaite illustration. 

Aujourd’hui, l’ensemble du monde maritime recherche des solutions de navigation propre et cette réflexion privilégie les recherches portant sur la meilleure utilisation de l’énergie du vent et en complément de l’énergie solaire.

La solution développée par ARCHINAUTE repose sur la conversion en puissance électrique de la force du vent dès sa captation, ce qui permet de répondre à tous les besoins énergétiques du navire. La propulsion est alors naturellement assurée par des moteurs électriques accouplés à des lignes d'arbre classiques.

En choisissant une gestion de l'énergie en mode électrique, on peut associer un stockage sur batteries adapté au besoin spécifique de chaque utilisateur pour palier à une absence de vent occasionnelle.

Ce choix permet également de stocker de l'énergie gratuite pendant les périodes d'arrêt du navire : à quai en escale, au mouillage etc...

La capacité déjà mentionnée de naviguer directement face au vent avec la seule énergie captée instantanément assure que le navire pourra effectuer un long trajet dans ces conditions sans vider ses batteries.  Autrement dit, le navire dispose d’une autonomie énergétique illimitée aussi longtemps qu’il y a un vent suffisant.
 

Une conception qui respecte les fondamentaux de la Transition Energétique

L'association NEGAWATT qui rassemble des experts énergéticiens et a établi le scénario le plus abouti de transition énergétique au niveau de la France met en avant 3 principes fondamentaux à respecter pour réussir toute démarche de Transition Energétique : Sobriété - Efficacité - Renouvelable

ARCHINAUTE dans sa conception applique ces principes fondamentaux.

- Sobriété : nous proposons un navire à vitesse modérée.

- Efficacité : nous avons fait le choix d'une coque de type catamaran aux lignes d'eau fines demandant un minimum de puissance propulsive - les hélices de propulsion ont été étudiées spécifiquement pour atteindre un excellent rendement.

- Renouvelable : C'est bien entendu le cœur du sujet puisque c'est l'énergie du vent qui remplace l'énergie fossile du carburant.
 

Dans le détail, le principe ARCHINAUTE  offre de multiples avantages :

* Le bénéfice d'une énergie gratuite et d'une autonomie illimitée sans contrainte d'avitaillement à terre.

 * Une manœuvrabilité identique à un navire à propulsion mécanique: navigation dans toutes les            directions y compris directement face au vent, possibilité de rotation sur place, de recul, de               positionnement dynamique … 

* Le contrôle du système entièrement assuré par des commandes mécaniques sans effort physique par          l'équipage. 

* La possibilité de fournir l'énergie pour tous les besoins du bord :électricité, hydraulique, pneumatique, pompage, froid... 

* Une contribution à la sécurité et une économie d’espace avec la disparition des réserves de carburant. 

* Aucune nuisance pour les riverains lors du stationnement du navire à quai. 

* Pour une même performance, une surface de voilure nettement plus faible que celle d'une voile fixe. 

* Une maintenance moindre que celle d'une voilure traditionnelle ou d'un moteur thermique. 

* Une possibilité d'associer des sources de puissance annexes adaptées aux besoins spécifiques des             utilisateurs : chargeur de quai,  panneaux photovoltaïques, groupe électrogène de secours, pile à combustible éventuelle …
 

 Le positionnement par rapport aux autres techniques 

* La première énergie utilisée depuis la nuit des temps est la force musculaire, humaine et animale.

* Puis, dès l’Antiquité, l’homme a exploité mécaniquement certaines énergies renouvelables avec par exemple les moulins à vent ou les moulins à eau et bien entendu les bateaux à voile.

* Vint ensuite la machine à vapeur, disparue progressivement au profit des moteurs thermiques, sauf pour les centrales électriques (charbon ou nucléaires)

* Le moteur thermique est devenu notre standard actuel, mais il est condamné à disparaître à terme (une ou deux décennies ?) pour deux raisons principales.

1)     sa dépendance aux énergies fossiles avec l'impact associé du réchauffement climatique et les émissions de particules et composés toxiques comme les oxydes d'azote - Les biocarburants ne sont pas la solution : on n'en produira jamais assez sauf à affamer le monde et ils ne suppriment pas les émissions de particules et de NOx

2)     son mauvais rendement énergétique : seule 25 à 30 % de l'énergie du carburant est effectivement convertie en puissance mécanique utile alors que les 70 à 75 % restants sont dissipés en chaleur perdue. Il ne remplira donc jamais le critère d'efficacité énergétique.

* Les motorisations d'avenir sont donc clairement les motorisations électriques.

Pour les applications fixes, l'alimentation en énergie se fait naturellement par le réseau et ce dernier peut intégrer du stockage terrestre, éventuellement lourd et volumineux.

Pour la plupart des applications mobiles, toute la problématique tourne autour du ''réservoir d'énergie électrique'' ; on devrait d'ailleurs plutôt parler  d'énergie ''restituable sous forme électrique'' car une batterie stocke son énergie sous forme chimique.

Le problème principal est le poids et le volume de ce stockage : une batterie performante pèse 20 à 25 fois plus que du carburant classique pour une même énergie mécanique disponible. Et c'est une double peine car il faut en plus alourdir le véhicule pour qu'il supporte la charge additionnelle et l'ensemble consomme d'autant plus de puissance propulsive. Renault 4L : 800 Kg - Renault ZOE : 1475 Kg dont 326 Kg de batteries.

Ajoutons à cela la problématique du temps de recharge des batteries et on voit bien les limites des véhicules ou navires électriques actuels.

Le principe ARCHINAUTE, consistant à embarquer l'éolienne sur le navire, réduit énormément cette problématique puisqu'il permet de capter l'énergie au fur et à mesure de son utilisation dès lors que le vent est suffisant. L'autonomie énergétique devient ainsi illimitée.  Le stockage reste nécessaire mais il est beaucoup plus limité. 


Et pourquoi le nom ARCHINAUTE ?   

ARCHINAUTE fait référence à Archimède pour deux raisons principales :

        * Le principe d'Archimède qui formule le phénomène qui permet à un objet de flotter sur un liquide.

        * La vis d'Archimède qui est l'ancêtre de toutes les hélices tant aériennes que marines.