La recharge rapide automatisée permet aux ferries électriques de respecter leurs horaires
Les ferries électriques à batterie peuvent réduire les émissions et le bruit, mais ils doivent être rechargés lors de courtes escales sans perturber les passagers ni endommager les batteries. Les ports ont également besoin d’équipements capables de s’adapter aux mouvements des navires, aux limites du réseau électrique et aux différentes conceptions des bâtiments. Cette démarche soutient la Stratégie de l’Organisation maritime internationale sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre des navires(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le développement de l’alimentation électrique à quai en Europe. Coordonné par le centre de recherche IKERLAN, le projet HYPOBATT(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a mis au point un système modulaire de recharge de plusieurs mégawatts destiné aux navires électriques. Il associe une connexion automatisée, la conversion de puissance, une commande tenant compte de l’état de la batterie et des outils numériques pour les opérations portuaires. La liaison par ferry Norddeich-Norderney exploitée par Frisia constitue le cas d’étude maritime à grande échelle du projet.
Une recharge automatisée des ferries malgré les marées et le vent
Un ferry ne peut pas s’aligner sur un quai avec la même précision qu’une voiture se gare à côté d’une borne de recharge. Endika Bilbao, coordinateur du projet HYPOBATT et chercheur principal au sein du département Stockage de l’énergie et électronique de puissance d’IKERLAN, explique: «Tout d’abord, le navire n’est pas immobile: les marées, le vent et les tolérances d’amarrage modifient continuellement sa position par rapport au quai. Le système doit donc pouvoir s’aligner et se connecter de manière reproductible». Le connecteur automatisé doit ensuite transmettre un courant de forte intensité avec une faible résistance dans un environnement salin. Les surfaces de contact, l’alignement et la communication sont essentiels pour assurer une connexion sûre avec un minimum d’intervention manuelle. De précédents travaux de recherche financés par l’UE sur les ferries entièrement électriques ont montré pourquoi la recharge doit commencer rapidement pendant l’embarquement et le débarquement.
La recharge rapide protège les batteries et les horaires des ferries
Une recharge plus rapide peut permettre à un navire de récupérer suffisamment d’énergie pendant son escale habituelle et ainsi de respecter ses horaires lorsque l’embarquement, les manœuvres, les conditions météorologiques ou la congestion occasionnent des retards. Endika Bilbao indique: «La protection des batteries était l’un des indicateurs clés de performance essentiels de HYPOBATT. Le projet a atteint cet objectif en considérant la recharge rapide comme un problème de gestion de l’énergie, et non comme la simple fourniture de la puissance maximale possible». La commande du chargeur et un jumeau numérique ajustent le profil de recharge en fonction de la température et du niveau de charge de la batterie, ainsi que des capacités de puissance du réseau électrique. Le système fournit ainsi l’énergie nécessaire à la liaison tout en évitant les sollicitations inutiles et la réduction de la durée de vie des batteries. Il fournit également aux exploitants portuaires des données sur les temps de connexion, la disponibilité, la compatibilité avec le réseau électrique et le fonctionnement dans le cadre des horaires d’un ferry.
Une norme commune de recharge mégawattique réduit les risques d’investissement portuaire
HYPOBATT a mis en œuvre la norme industrielle Megawatt Charging System (MCS) dans son cas d’étude maritime à grande échelle. La normalisation des interfaces et des communications est essentielle, car les ports ne peuvent justifier la mise en place d’une infrastructure distincte pour chaque navire ou exploitant. Comme l’explique Endika Bilbao: «Une norme commune réduit les risques d’investissement, évite la duplication des infrastructures et permet aux systèmes de recharge de desservir différents navires et exploitants». Cette approche favorise l’interopérabilité visée par le règlement de l’UE sur le déploiement d’une infrastructure pour carburants alternatifs(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et complète le règlement FuelEU Maritime(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). La modularité permet également d’adapter la capacité de recharge aux horaires des navires, à la configuration des ports et aux conditions du réseau électrique. En coordonnant les créneaux de recharge avec la production d’électricité renouvelable, le stockage d’énergie et les autres charges portuaires, les chargeurs de forte puissance pourraient favoriser des modèles économiques fondés sur le partage des infrastructures et les services énergétiques. HYPOBATT établit ainsi un lien entre la technologie de recharge et les opérations portuaires: les ports peuvent devenir des pôles énergétiques permettant de rendre le transport maritime électrique fiable, évolutif et plus attractif pour les investisseurs.
