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La consommation de sources d’énergie renouvelables reste à l’avant-garde de la navigation de plaisance durable, car elle offre une solution viable pour réduire l’empreinte carbone globale. Récemment, les yachts à hydrogène ont émergé comme un moyen propre, écologique et efficace pour poursuivre des aventures en mer.

Voici tout ce qu’il faut savoir sur les yachts à hydrogène :

Les Pionniers de l’Hydrogène

Vers la même époque, au XVIIIe siècle, le scientifique britannique Henry Cavendish et le chimiste français Antoine Lavoisier ont identifié pour la première fois l’élément unique, l’hydrogène. Quelques pas plus loin, en 1839, un scientifique gallois nommé Sir William Grove a découvert la première pile à combustible capable de combiner hydrogène et oxygène pour générer de l’électricité avec de l’eau comme seul sous-produit – connue sous le nom de batterie à gaz de Grove.

L’hydrogène est également utilisé depuis les années 1950 par la National Aeronautics and Space Administration (NASA) pour l’exploration spatiale. La capacité de l’hydrogène à alimenter les piles à combustible sans générer de polluants atmosphériques (qui créent du smog) a toujours été le principal moteur de l’intérêt pour l’hydrogène comme alternative au carburant au fil des ans.

Avec le lancement du premier yacht à hydrogène au monde en 2018, les passionnés de navigation durable ont montré un grand intérêt pour le concept. Cela était principalement dû aux avantages significatifs des yachts à hydrogène par rapport aux yachts traditionnels, c’est-à-dire des opérations plus rentables et une plus grande respect de l’environnement. En pratique, une pile à combustible s’est révélée être deux à trois fois plus efficace par rapport à un moteur à combustion interne alimenté à l’essence.

Les Avantages de l’Hydrogène

Sourcing clean energy onboard Sunreef Yachts.

1. Économiquement Viable

L’un des avantages les plus évidents du choix d’un yacht à hydrogène est que le carburant hydrogène est bien moins cher que l’essence ou le diesel, car l’hydrogène est l’élément le plus abondant au monde. On dit que cette tendance se poursuivra à l’avenir à mesure que la production augmentera avec les progrès technologiques.

Il est également notable qu’un yacht à hydrogène soit plus abordable qu’un yacht traditionnel, ce qui en fait une option idéale pour les plaisanciers soucieux de l’environnement qui souhaitent profiter de voyages longue distance sans se ruiner.

2. Respectueux de l’Environnement

Les navigateurs de yachts à hydrogène sont également exemptés des taxes sur la pollution et des frais connexes, car les piles à combustible à hydrogène émettent peu ou pas de gaz à effet de serre avec leur utilisation limitée de l’essence.

Les yachts à hydrogène étant plus silencieux offrent un avantage supplémentaire pour une croisière paisible sans perturber la faune, principalement grâce à la présence de moins de pièces mobiles. De plus, les yachts à hydrogène offrent une plus grande commodité car ils peuvent être exploités pendant de plus longues périodes sans avoir besoin de s’arrêter pour faire le plein ou recharger.

3. Compatibilité avec la Production d’Énergie Avancée

Contrairement aux idées reçues, les yachts à hydrogène ne compromettent ni la vitesse ni l’efficacité. Un autre avantage crucial de l’utilisation de l’hydrogène est qu’il complète parfaitement toutes les autres sources d’énergie renouvelables, qu’il s’agisse de l’énergie éolienne ou solaire. De plus, l’hydrogène peut être produit à partir de l’eau en utilisant des sources d’énergie renouvelables lorsque la production est élevée, mais peut également être stocké pour générer de l’électricité lorsque la demande est élevée et que les ressources sont limitées.

Mais comment fonctionnent les piles à combustible ?

Les yachts à hydrogène sont alimentés par des cellules électrochimiques, également connues sous le nom de piles à combustible, qui utilisent l’énergie chimique emprisonnée dans les combustibles pour produire de l’électricité. Dans le cas de l’hydrogène, la conversion se produit par la combinaison de l’hydrogène avec les atomes d’oxygène, ce qui produit de l’électricité, de l’eau et de la chaleur.

La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est bien adaptée pour alimenter les yachts à hydrogène car elle est légère et nécessite peu de maintenance. En termes de fonctionnement, les piles à combustible fonctionnent de manière similaire aux batteries, sauf qu’elles produisent de l’énergie au lieu de la stocker. Un empilement typique de piles à combustible peut fournir de l’électricité en continu tant que le carburant est fourni.

Un autre composant crucial d’un yacht à hydrogène est un électrolyseur qui utilise de l’électricité nucléaire ou renouvelable pour séparer l’hydrogène et l’eau. L’électrolyseur peut être alimenté par un générateur diesel ou des panneaux solaires, ce qui lui permet de rester opérationnel même lorsque le yacht n’est pas utilisé.

La voie à privilégier

Chaque pile à combustible est composée de deux électrodes (la cathode positive et l’anode négative) entourant un électrolyte. L’oxygène est acheminé vers la cathode, tandis que l’hydrogène est acheminé vers l’anode. Un catalyseur à l’anode sépare les molécules d’hydrogène en protons et en électrons, permettant à chacun de prendre un chemin différent vers la cathode.

Schéma illustrant le processus de pile à combustible à hydrogène de Sunreef Yachts, avec des étiquettes indiquant l'entrée d'hydrogène, l'entrée d'oxygène, la sortie d'eau et la sortie d'énergie.

Pour commencer, les électrons migrent à travers le circuit externe, favorisant un flux d’électricité. D’autre part, les protons se dirigent vers la cathode via l’électrolyte, où ils se réunissent avec l’oxygène et les électrons pour produire de l’eau et de la chaleur.

Considérations Clés pour l’Installation

Les piles à combustible à hydrogène ont un potentiel immense pour stocker efficacement l’énergie pour la production ultérieure d’électricité. Cependant, il est essentiel de garantir l’installation correcte de tous les composants à bord.

  • Tout d’abord, l’empilement de piles à combustible doit être dimensionné correctement pour s’assurer qu’il peut alimenter le yacht à hydrogène. En outre, il doit être correctement scellé et isolé pour éviter la surchauffe de l’ensemble.
  • Ensuite, l’électrolyseur doit être placé dans des conditions environnementales similaires avec un approvisionnement suffisant en hydrogène et en oxygène.
  • Enfin, le yacht à hydrogène doit disposer d’un système de ventilation et d’échappement adéquat car l’hydrogène est hautement inflammable ; par conséquent, le système doit être correctement refroidi et les gaz d’échappement doivent être évacués en toute sécurité.

Les piles à combustible, les électrolyseurs, ainsi que les systèmes de ventilation et d’échappement doivent être maintenus en excellent état. Ne pas le faire peut entraîner une diminution des performances, une augmentation des émissions et des risques pour la sécurité. Une inspection et un entretien réguliers peuvent aider à garantir que tous les éléments du yacht à hydrogène fonctionnent à une efficacité maximale, restent durables et réduisent le coût de possession au fil du temps.

Combinaison de l’Hydrogène et des Yachts

Les piles à combustible à hydrogène sont des sources d’énergie propre avec un rapport puissance/poids relativement élevé, ce qui les rend idéales pour une utilisation dans les yachts où le poids est un facteur critique.

L’augmentation de l’utilisation de l’hydrogène et des carburants à base d’hydrogène peut prévenir près de 60 gigatonnes d’émissions de CO2 d’ici le milieu du XXIe siècle, répondant directement aux défis climatiques critiques. De plus, contrairement aux moteurs à combustion, les piles à combustible fonctionnent avec une efficacité supérieure de 60 %, permettant la conversion directe de l’énergie chimique du carburant en efficacité électrique.

Yachts à Hydrogène par Sunreef Yachts Eco

Le premier du genre, le Sunreef 80 Eco yacht à hydrogène est actuellement en développement au chantier naval de Gdansk. L’hydrogène, en tant que carburant, sera stocké dans des réservoirs en carbone à l’état gazeux à bord du yacht de luxe.

En résumé, le yacht à hydrogène sera équipé d’une pile à combustible haute technologie de 75 kW, d’un système d’hydrogénation, d’une batterie personnalisée de 440 kWh, d’un système solaire de 32 kWc conçu en interne et de deux moteurs électriques de 120 kW. L’électricité produite par la pile à hydrogène sera utilisée pour alimenter les moteurs électriques à bord afin d’assurer un impact environnemental minimal et une efficacité énergétique maximale.

Questions fréquemment posées

• Quels yachts sont alimentés par l’hydrogène ?

En réponse à l’accent croissant mis sur la navigation durable, Sunreef Yachts Eco développe actuellement son premier catamaran à voile alimenté par l’hydrogène à Gdansk, en Pologne – il s’appellera le Sunreef 80 Eco Hydrogen.

• Combien coûte le yacht alimenté à l’hydrogène ?

Le Sunreef 80 Eco Hydrogen est estimé à environ six réservoirs en carbone contenant 55 kilogrammes d’hydrogène comprimé (ce qui représente 350 bars) pour alimenter les moteurs du yacht ainsi que les appareils à bord. La version à hydrogène du catamaran à voile le plus vendu fonctionnera en harmonie avec l’hydrogénation, les moteurs électriques, les batteries lithium-ion et l’énergie solaire.

• Quelle est l’autonomie d’un bateau à hydrogène ?

Dans des conditions favorables, un système de pile à combustible est bien équipé pour fournir au yacht à hydrogène environ 500 miles d’autonomie en utilisant l’hydrogène stocké à bord, ainsi que l’alimentation supplémentaire des panneaux solaires pour le système de batteries.

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