Etude énergétique

Il était nécessaire d’étudier et de réaliser une étude pour  un bateau hybride, solaire et pile à combustible et solaire - plug-in. . La pile apporte la puissance nécessaire au besoin et le solaire apporte une énergie complémentaire bienvenue lorsqu’elle est disponible. D’autre part, outre l’augmentation prévisible de l’efficacité d’une telle embarcation à confirmer par l’étude, il est nécessaire d’obtenir une meilleure idée des coûts d’exploitation et de fonctionnement du Caprice 3 selon les types de solutions envisagées.

 

L’objectif du projet a été donc d’établir les besoins énergétiques pour un tel bateau et d’en dimensionner la chaîne énergétique, du point de vue technique et financier. Ces dimensionnements permettant à l’Association Caprice 3 d’envisager les recherches de financement et partenariats nécessaires à cette réalisation.

 

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Catamaran électro-solaire

Valorisation du projet

Mesures de valorisation du projet envisagées

 

Les résultats de cette étude ont permis à l’association Caprice 3 de décider des futures étapes vers la réalisation de ce projet, en particulier les recherches de financements nécessaires, les partenariats à engager et finalement la réalisation d’un ou de plusieurs bateaux destinés à une navigation lacustre respectueuse de l’environnement. Ce projet conduit à un savoir-faire innovatif pour les entreprises suisses. L’exploitation de tels outils de navigation démontreront une détermination environnementale forte pour les régions concernées.

 

Le projet réunit des acteurs connus dans la navigation, dans l’énergétique et il renforcera les collaborations entre ces entreprises et les organismes de tourisme régionaux. Il s’agit de concepts particulièrement intéressants face aux ressources de la Suisse.

 

Au vu des problèmes énergétiques prévisibles dans le futur, un tel projet, novateur, apporte une réponse élégante et réaliste à la problématique d’une navigation écologique. Ce thème concerne les « smart cities » par le domaine de la mobilité, les domaines de l’efficience énergétique et de la protection de l’environnement.

 

En résumé, les bateaux solaires présentent un intérêt environnemental et touristique indéniable. Le problème est qu’un bateau au solaire « seul » manque de puissance et une pile à combustible apporte une solution complémentaire intéressante, préservant l’environnement et dont l’énergie peut être fournie de manière entièrement renouvelable. Un tel bateau n’existe pas encore et le timing est parfait pour réaliser un tel développement.

Energie & propulsions
 

Le but de l’étude faite par la HEIG-VD a été de déterminer la faisabilité technique et les incidences économiques pour la construction du Caprice 3. Deux types d’approvisionnement énergétique ont été considérés ; un système tout batterie, dit plug-in et un système à hydrogène, fonctionnant par le biais d’une pile à combustible (Paco).

Le profil de navigation type a été défini incluant deux courses de service régulier (arrêts fréquents) et une course de tour du lac (tourisme – sortie spéciales) à 17km/h.

 

Les simulations ont montré que le bateau devait pouvoir assurer une vitesse de navigation de 15 km/h dans toutes les conditions définies comme navigables, et que le bateau peut naviguer jusqu’à 18 km/h dans des conditions avec peu de vent.

 

Afin d’assurer le profil de navigation type, un système « tout batterie » nécessiterait environ 2.5 tonnes de batteries (200kWh), pour un coût d’environ CHF 450'000.- à amortir sur 25 ans. Les coûts d’énergie seraient d’environ CHF/an  3'500.-. Une recharge complète mettrait 4 heures.

 

De son côté, le système à hydrogène nécessiterait une bonbonne de 500 litres d’hydrogène (200bars, 40cm diamètre et 4 m de long). Le coût d’intégration d’un système « pile à combustible » serait d’environ CHF 400’000.- à amortir sur 15 ans. Par contre, le coût de l’hydrogène serait d’environ CHF/an 48'000.-. Une recharge complète serait possible en une dizaine de minutes.

 

En mettant une installation photovoltaïque sur le pan sud-ouest du hangar du Caprice 3, il sera possible de compenser la consommation énergétique d’un système « tout batterie », avec un coût de l’énergie produite de 22ct /kWh. Les coûts pris en compte dans cette étude sont uniquement ceux qui différencient les deux systèmes (PACo, Plug-in).

 

Hangar, quai et station de recharge

Infrastructure de Recharge avec la  Solution plug-in

 

Pour la solution plug-in, l'infrastructure de recharge serait très simple à mettre en œuvre. Une batterie de 200 kWh peut facilement accepter une puissance de recharge de 200 kW. Avec un raccordement triphasé de 3x 400 V / 63 A, capable de fournir une puissance de 43 kW, le temps de recharge serait de trois à quatre heures (pour 100 kWh). Une capacité de puissance supérieure ne réduirait que peu le temps de charge ; en effet, la puissance maximum ne peut être exploitée que tant que lorsque la tension de la batterie reste en dessous d'un certain seuil. La fin de la charge se fait en régulation de tension, ce qui a pour conséquence de réduire petit à petit la puissance de charge.

 

L’avantage de la solution plug-in est qu’il est facilement possible de faire plusieurs bornes de recharge, tout en gardant un coût relativement faible. Au vu des résultats de l’étude, l’Association se prononce favorablement à une solution plug-in pour le Caprice 3 selon la démonstration probante de l’étude et selon l’utilisation qu’il sera fait du bateau sur une période de 5 mois par an.

 

Ayant pris connaissance des résultats de l’étude, l’Association Caprice 3  s’est prononcée sur le choix d’une solution « Plug-In » pour le bateau. Ceci pour des raisons de fiabilité du système et aussi pour des raisons économiques en considérant les nombreux paramètres liés à l’exploitation du bateau (5 mois/ans) et aux perspectives économiques s’y référant.