Schéma de verdissement de la flotte fluviale du bassin Rhône-Saône

Le premier comité de pilotage (COPIL) de l’étude prospective de verdissement des flottes fluviales sur le bassin Rhône-Saône s’est tenu le 8 février dernier.

Contenu de l’étude, du besoin et du contexte

La présente étude, sous maitrise d’ouvrage VNF et conduite par les équipes de l’IFPEN, vise à réunir de la connaissance à destination des opérateurs de transport et des collectivités :

• Pour les opérateurs de transport, il s’agira, selon une analyse multicritère, de mettre à disposition une vision prospective des différentes technologies et des carburants accessibles à leur secteur dans les prochaines années ;
• Dans le cadre des plans de mobilités et du déploiement des bornes de recharge, les collectivités pourront ainsi bénéficier d’une vision prospective des besoins en carburants nouveaux des flottes fluviales sur leur territoire.

Les collectivités et institutions disposant de mécanismes de financement visant à accélérer le verdissement des flottes fluviales pourront s’appuyer sur les éléments prospectifs de TCO (coûts d’opération) issus des analyses sociaux-économiques de l’étude.

Enfin, au-delà de son caractère territorialisé, la présente étude a vocation à alimenter les réflexions et les modèles de verdissement sur le plan national. D’autres bassins, comme l’a initié le bassin de la Seine, pourront ainsi adapter les modèles aux spécificités des usages des bateaux de leur bassin afin de disposer également de scénarios prospectifs sur leur territoire.

Avancement des travaux

L’étude, démarrée en novembre 2020, a une durée d’un an. Elle comporte 5 phases et a été précédée par une phase de diagnostic de la flotte du bassin Rhône Saône réalisée par le CRMT (Centre de Recherche en Machines Thermiques). A la date du COPIL, la phase 0 est achevée et les phases 1 et 2 sont en cours de finalisation.

>> PHASE 0 : Recensement de la flotte du bassin Rhône Saône (CRMT)

Il s’agit d’une campagne d’interviews menée au second semestre 2020 visant à caractériser la flotte du bassin Rhône Saône et à disposer d’informations sur les motorisations, les usages et les cycles de navigation des bateaux. Ceux-ci ont été regroupés en 6 grandes typologies et familles d’usages :

• Automoteur 110m ;
• Pousseur de ligne/porte conteneur ;
• Pousseur urbain ;
• Bateau promenade/Freycinet ;
• Paquebot.

190 bateaux ont été identifiés et 160 caractérisés.

La même analyse a également été menée par le CRMT  sur le bassin de la Seine.

>> PHASE 1 : Analyse expérimentale des profils de mission des bateaux
Pour chaque famille de bateaux une modélisation type d’un bateau est réalisée à partir des paramètres suivants :

• Usages et cycles du bateau ;
• Des mesures réalisées en conditions réelles de navigation de consommation, couple et régimes (issues des travaux de PROMOVAN, de la communauté portuaire de Paris et de banques de données AGIS) permettant de disposer d’éléments dimensionnant : puissance à l’arbre d’hélice, consommation énergétique et besoins en énergie.

Les fonctionnements des systèmes de propulsions seront évalués d’un point de vue énergétique sur des cycles représentatifs de leur utilisation (3 cycles : régime lent, moyen, fort).

Les familles de bateaux et leur modèle associé sont les suivantes :

Avancement :

• Des relevés de mesures sont manquants afin de modéliser les familles Pousseur urbain et Paquebot ;
• Pour les familles automoteur, pousseur de ligne et promenade/Freycinet, les mesures et résultats de l’étude PROMOVAN seront utilisés.

>> PHASE 2 : Conceptualisation d’une matrice des systèmes de propulsion innovants des bateaux associant les énergies futures

Cette phase exploratoire vise à réaliser une matrice des technologies à deux entrées :

• Architecture des propulsions et de leurs énergies associées ;
• Applications bateaux et usages.

Ces technologies feront l’objet d’une modélisation énergétique pour chaque bateau représentatif et d’une analyse technico-économique (OPEX, CAPEX, ACV) en phases 3 et 4. Une cinquantaine de cas à traiter sont en cours de définition.

Avancement :

• Pour chaque famille de bateau, les architectures conventionnelles, hybride série et hybride parallèle avec les carburants diesel, gaz et H2 seront étudiées, ainsi que l’architecture électrique ;
• L’étude des architectures hydrogène avec pile à combustible seront possibles grâce aux modélisations faites dans le cadre du projet PROMOVAN H2 qui seront intégrées dans la matrice ;
• L’IFPEN a besoin de compléter ses données d’entrée de coûts (investissement/exploitation) des bateaux afin d’estimer des TCO et de mener l’analyse économique.

>> PHASE 3 : Modélisation expérimentale des chaînes de traction des bateaux

Pour chaque étude de cas, des modèles propulsifs, des quantités d’énergie nécessaires et des quantités d’émissions émises (locales et score CO2/ tonne de marchandises transportées ou par passagers transportés) seront définies.

>> PHASE 4 : Développement d’un outil conceptuel d’analyse du cycle de vie des solutions de propulsion expérimentales

Établissement d’un bilan CO2 et environnemental sur l’ensemble de la chaine de production (du puit à l’échappement) pour chacune des solutions modélisées et retenues en phase 3.

>> PHASE 5 : Identification des solutions hypothétiques de remotorisation des bateaux et scénarios prospectifs de verdissement des flottes

Projection de la composition de la flotte par technologie à horizon 2050 et ses besoins en nouveaux carburants associés, selon différents critères prospectifs qui seront définis en COPIL (critères de coûts, de verdissement etc..).

L’objectif, in fine, doit permettre de dimensionner les besoins en terme de nouveaux carburants et de financements de la flotte future.