Le plus grand ferry électrique à batterie au monde a commencé à transporter des passagers entre l'Argentine et l'Uruguay. Doté d'une batterie gigantesque de 41 MWh, soit l'équivalent de plus de 500 voitures électriques, ce catamaran de 130 mètres marque une étape décisive dans l'électrification du transport maritime.

Mais son parcours relativement court, de 55 km, soulève une question plus importante : les batteries pourront-elles un jour alimenter des navires sur des distances bien plus longues, ou l'hydrogène et les carburants alternatifs devront-ils prendre le relais ?

Le Chine Zorrilla, un catamaran en aluminium de 130 mètres construit par le chantier naval australien Incat Tasmania, a effectué sa première traversée commerciale entre Buenos Aires et Colonia le 22 octobre. Exploité par Buquebus, il peut transporter 2 100 passagers et 225 véhicules et atteindre une vitesse de 25 nœuds (46 km/h).

Nommé en l'honneur d'une célèbre actrice uruguayenne, ce ferry avait initialement été conçu pour fonctionner au diesel et au GNL. Au cours de sa construction, ses armateurs ont toutefois décidé de renoncer complètement aux moteurs à combustion.

Le résultat est une installation électrique exceptionnelle : plus de 250 tonnes de batteries, fournies par Corvus Energy, offrant une capacité de stockage de 41,2 MWh.

Huit propulseurs à jet d'eau à entraînement électrique permettent au navire de naviguer sur le Río de la Plata sans émissions polluantes ni le bruit et les vibrations caractéristiques des moteurs diesel.

Un record du monde avec les qualifications

Incat le présente comme le plus grand navire à propulsion électrique au monde, même si ce titre dépend de la définition retenue. Le ferry norvégien « Bastø Electric » est plus long, avec ses 139 mètres, tandis que le porte-conteneurs chinois « COSCO Green Water 01 » disposerait, selon certaines sources, d’un système de batteries plus puissant, d’une capacité de 50 MWh.

Ce qui rend le « China Zorrilla » exceptionnel, c'est la combinaison de sa taille, de sa capacité d'accueil, de sa vitesse et de sa propulsion entièrement électrique.

L'investissement est tout aussi impressionnant. La Société financière internationale (SFI) de la Banque mondiale estime le coût total du projet à environ $184 millions, infrastructures de recharge et de transport d'électricité comprises.

Pourquoi un ferry a-t-il besoin d'autant d'électricité ?

Contrairement à une voiture qui roule sur des roues, un navire doit surmonter la résistance de l'eau, dont la densité est environ 800 fois supérieure à celle de l'air. Les navires rapides consomment également beaucoup d'énergie en générant des vagues.

Les coques planantes permettent de réduire la traînée en soulevant une grande partie du navire hors de l'eau, mais cela nécessite une puissance considérable. Le super-yacht Mangusta 165 REV de 50 mètres, par exemple, a besoin de 10 400 hp (7,8 MW) pour atteindre 35 nœuds. Le China Zorrilla adopte une approche différente, en utilisant deux coques longues et élancées de type « wave-piercing » pour minimiser la résistance sans planer.

La relation entre la vitesse et la consommation d'énergie est particulièrement implacable. Selon un modèle simplifié, réduire la vitesse de 25 à 20 nœuds permettrait de diminuer de près de moitié les besoins en puissance de propulsion.

Cela ne signifie pas pour autant que les navires soient intrinsèquement inefficaces. Les grands navires de fret, qui naviguent lentement, peuvent transporter des marchandises avec une consommation d’énergie par tonne-kilomètre exceptionnellement faible. Il en va tout autrement des ferries à grande vitesse destinés au transport de passagers.

Grâce à une infrastructure de recharge dédiée à haute puissance installée dans les deux terminaux, le China Zorrilla peut effectuer la traversée en environ 90 minutes. Les temps de recharge indiqués vont d’environ 40 minutes pour une recharge partielle à des durées nettement plus longues pour une recharge complète.

L'infrastructure électrique de Colonia a été modernisée pour offrir une capacité d'environ 15 MW. À ce niveau de puissance, il faut au moins 40 minutes pour recharger seulement 10 MWh, hors pertes.

La consommation réelle d'électricité par traversée n'a pas été confirmée publiquement, ce qui rend difficile toute comparaison fiable avec les ferries conventionnels.

L'hydrogène serait-il une meilleure solution ?

L'hydrogène contient nettement plus d'énergie par kilogramme que les batteries, ce qui pourrait permettre d'effectuer des voyages plus longs sans avoir à transporter des centaines de tonnes de systèmes de stockage d'énergie électrique.

Mais la production d'hydrogène vert, sa compression ou sa liquéfaction, puis sa reconversion en électricité via des piles à combustible entraînent des pertes considérables.

Alors que la propulsion directe par batterie permet de convertir environ 80% d'électricité du réseau en énergie de propulsion utile, une solution basée sur l'hydrogène vert ne permettrait d'en fournir qu'environ 30 à 40%, selon le système.

L'ammoniac, dont l'utilisation est de plus en plus envisagée pour le transport maritime, offre un stockage en vrac plus aisé que l'hydrogène, mais entraîne des pertes liées à la conversion et soulève d'importantes préoccupations en matière de toxicité.

Le groupe maritime belge CMB.TECH a récemment démontré son potentiel grâce à la Le « Mineral Europa », premier vraquier à cargaison sèche au monde fonctionnant à l'ammoniac, capable de transporter 210 000 tonnes de marchandises. Cependant, l'utilisation d'un carburant aussi toxique sur des ferries de passagers soulèverait des questions de sécurité particulièrement délicates.

Pour un trajet court et prévisible, avec des bornes de recharge aux deux extrémités, les batteries constituent donc probablement la solution la plus économe en énergie. L'hydrogène et les carburants alternatifs deviennent plus intéressants à mesure que les distances augmentent et que les possibilités de recharge diminuent.

L'Europe emboîte le pas avec des ferries électriques encore plus rapides

Cette technologie s'étend déjà au-delà de l'Amérique du Sud. Incat construit actuellement trois catamarans électriques à batterie de 129 mètres pour l'opérateur danois Molslinjen, chacun pouvant transporter près de 1 500 passagers et 500 voitures à une vitesse supérieure à 40 nœuds (74 km/h). La mise en service du premier est prévue pour février 2028.

Chacun pourra accueillir environ 1 500 passagers et 500 voitures, et sera équipé d'une batterie de 45 MWh, avec une vitesse maximale prévue supérieure à 40 nœuds (74 km/h). Une infrastructure de recharge capable de fournir des dizaines de mégawatts sera nécessaire.

Le constructeur naval australien est un pionnier dans le domaine des catamarans légers en aluminium « wave-piercing » depuis les années 1980, une expertise qui lui confère aujourd’hui un avantage dans le domaine de la propulsion électrique à batterie, où chaque tonne économisée compte.

Son principal concurrent, le constructeur naval australien Austal, se tourne vers les technologies de carburants alternatifs pour développer une nouvelle génération de ferries à grande vitesse. De leur côté, les chantiers navals norvégiens et néerlandais se sont déjà imposés dans le domaine du transport maritime électrique sur les liaisons courtes.

Ironie du sort, le « China Zorrilla » n’a lui-même pas pu effectuer le trajet entre son chantier naval australien et l’Amérique du Sud en fonctionnant uniquement à l’énergie électrique. Il a dû être transporté à bord du navire de transport de charges lourdes de Boskalis. Marlin noir.

Ce contraste résume bien le défi auquel est confronté le transport maritime. Les batteries permettent de propulser d’énormes navires rapidement et sans émissions, mais uniquement sur des distances permettant un accès régulier à des chargeurs puissants. Pour les navires de haute mer, la recherche d’une alternative viable aux combustibles fossiles est loin d’être terminée.