Transport maritime du futur

Les émissions de dioxyde de carbone produites par le secteur mondial des transports en 2024 ont atteint environ 9 GtCO₂, sur un total estimé à 41,6 GtCO₂ (toutes les émissions anthropiques de CO₂ provenant des énergies fossiles et du LULUCF - utilisation des terres, changement d'affectation des terres et foresterie - y compris le puits de carbonatation du ciment). Le transport maritime (international et national réunis) représentait 10,67 % des émissions du secteur des transports, soit 2,31 % des émissions mondiales de carbone.

Ces chiffres ont été choisis car ils sont récents et que leurs pourcentages correspondent à ceux de sources fiables comme l'OMI (Organisation maritime internationale). Mais l'exactitude de ces données fait toujours débat en général. Estimer la part du transport maritime dans les émissions mondiales de CO₂ est plus complexe qu'il n'y paraît, et les chiffres peuvent varier selon la façon dont ils sont calculés.

D'abord, différentes études donnent soit le CO₂ seul, soit tous les gaz à effet de serre, soit des valeurs en dioxyde de carbone équivalent (CO₂éq), qui incluent des gaz comme le méthane et le protoxyde d'azote pondérés selon leur potentiel de réchauffement global. Ces mesures ne sont ni interchangeables ni comparables, et choisir l'une plutôt qu'une autre peut modifier fortement la part apparente des émissions maritimes. Les sources, études et rapports d'organisations ne précisent souvent pas clairement quelle mesure a été utilisée, et emploient régulièrement l'une alors qu'ils parlent d'une autre (par ex. en indiquant « CO₂ » alors qu'ils veulent dire « CO₂éq »).

Ensuite, le choix de la référence mondiale compte : certaines comparaisons ne prennent en compte que le CO₂ lié à l'énergie, tandis que d'autres incluent toutes les sources anthropiques comme l'utilisation des terres, le changement d'affectation des terres et la foresterie (LULUCF), ce qui augmente le dénominateur et réduit le pourcentage apparent du transport maritime.

Enfin, le transport maritime international est lui-même difficile à suivre car les émissions ont surtout lieu dans les eaux internationales, et les données viennent souvent des ventes de combustible de soute plutôt que du suivi direct de l'activité des navires, ce qui ajoute une incertitude supplémentaire. Ensemble, ces différences de méthode font que les chiffres publiés sur la contribution du transport maritime aux émissions mondiales peuvent beaucoup varier, même quand ils reposent sur la même activité de départ.

Claude-François-Dorothée, marquis de Jouffroy d’Abbans - aussi connu sous le nom de Claude de Jouffroy - a créé le premier bateau à vapeur en 1776. Ces premiers essais ont échoué, mais il a ensuite réussi en 1783 avec le bateau à roues à aubes « Pyroscaphe ». La protection d’un brevet lui a été refusée pendant de nombreuses années, avant qu’il ne parte plus tard en exil. Plusieurs autres essais de bateaux à vapeur ont été réalisés par des personnes comme John Fitch et William Symington, jusqu’à ce que l’inventeur américain Robert Fulton crée le premier bateau à vapeur commercial avec Robert Livingston en 1807. Fulton a rendu hommage à Claude, mais son invention est rarement reconnue ^A.

D'après les sources, si environ 75 % des 300 millions de tonnes de combustible de soute total (utilisé par le transport maritime mondial) est du fioul lourd (HFO), cela fait 225 millions de tonnes de HFO au total. En supposant que les 25 % restants sont du gazole marin (MGO) et du diesel marin (MDO), cela représente 75 millions de tonnes. En utilisant [17], un calculateur qui convertit la quantité de carburant en nombre équivalent de barils : multiplier le HFO par 6,350, le MGO/MDO par 7,460. Donc le nombre approximatif de barils de HFO = 225 millions x 6,350 = 1 428 750 000.

Nombre approximatif de barils de MGO/MDO = 75 millions x 7,46 = 559 500 000.

Total des barils = 1 988 250 000 = environ 2 milliards de barils.

Un baril moyen mesure 33-34 pouces de haut ^[18,19], soit environ 850 mm ou 0,00085 km. Donc 2 milliards x 0,00085 km = 1 700 000 km.

Distance jusqu’à la Lune = 384 400 km ^[20,21,22].

1 700 000 km / 384 400 = 4,42 fois la distance entre la Terre et la Lune.

Autrefois, les bateaux à vapeur étaient généralement propulsés par la combustion du charbon. Ce charbon était stocké dans des pièces appelées soutes, d'où le nom de « combustible de soute » donné aux combustibles modernes. Les soutes ont depuis été remplacées par des réservoirs de carburant, mais le nom est resté pour désigner le combustible lui-même. « Combustible de soute » peut désigner tout type de combustible utilisé dans le transport maritime ; ce n'est pas le nom d'un seul combustible précis.

Les pourcentages de réduction de consommation de carburant et d’émissions grâce à la lubrification par air varient selon les sources, car ils dépendent des circonstances et les conditions expérimentales changent. Il existe des preuves du potentiel de la lubrification par air, mais les différents fournisseurs avancent des chiffres différents. Par exemple :

[44] Cet article mentionne les systèmes de lubrification par air, suggérant une réduction de consommation de carburant allant jusqu’à 15 %. Cette valeur repose sur une étude d’Engng (1997), actuellement inaccessible.

[46] Cette source précise que les systèmes de lubrification par air peuvent réduire la traînée, diminuant la consommation de carburant d’« au moins 3 % ».

[50] Ce rapport présente plusieurs exemples de systèmes de lubrification par air, détaillant la réduction de traînée et les économies d’énergie obtenues par chacun. Il présente un premier projet : « Projet de navires à lubrification par air économes en énergie » (PELS) de 1999, qui a constaté en moyenne des économies d’énergie de 3-10 % en eaux calmes. D’autres valeurs d’économies d’énergie issues de différents essais, mentionnées - sur une gamme de paramètres expérimentaux -, étaient : 2 %, 6 %, « quelques économies », 1 %, 10 % en condition de ballast et 5 % à pleine charge, 10 % à grande vitesse, aucun résultat concluant, 15 %, 2 % (bien que ce chiffre soit descendu à -0,6 % car les bulles ne se fixaient pas à la coque), 10 %, 5 %, 4,5 % et 4 %. L’ensemble des expériences et le contexte des valeurs obtenues se trouvent à la page 11 du rapport.

[51] Cette étude a constaté des réductions expérimentales de consommation de carburant et d’émissions allant jusqu’à 8 %.

[52] Cette source décrit un système de lubrification par air conçu par Silverstream Technologies et fait état d’une réduction de la consommation de carburant et des émissions de GES de 5-10 %.

Comme pour les systèmes de lubrification par air, les chiffres de réduction de la consommation de carburant et des émissions varient.

[53] Cette source est une étude sur l'utilisation des économies d'échelle dans le transport maritime, et elle estime que les émissions pourraient être réduites jusqu'à 30 % si toute la flotte était remplacée par de plus grands navires, ce qui devrait prendre 25 ans

[56] Cette source est un site d'actualités qui parle d'un nouveau navire de 18 000 EVP (équivalent vingt pieds) de Maersk Line. Maersk n'a pas publié d'informations sur la consommation de carburant de ce navire, mais des données sur ses navires de 10 000 et 16 000 EVP sont disponibles. Les données de consommation ont donc été extrapolées, affirmant que ce nouveau navire est 35 % plus économe en carburant par conteneur transporté que les navires de 13 100 EVP. Ces informations ont été publiées dans un rapport de Drewry Maritime Research ; toutefois, ce rapport n'est pas facilement accessible au public.

[54] Ce rapport précise que les données sur la consommation de carburant sont des informations confidentielles, et sont donc rarement accessibles au public. Les sources qui publient ces informations sont très rares, il serait donc extrêmement difficile d'obtenir des données vérifiées avec précision, dont les paramètres expérimentaux peuvent de toute façon varier.

Ces sources décrivent l’utilisation des « WindWings » de BAR Technologies, de grandes voiles ajoutées à des porte-conteneurs. Ces voiles ne ressemblent pas aux voiles de bateau classiques, elles sont rigides, fabriquées dans le même matériau que les éoliennes, et peuvent être repliées au port, avant d’être déployées en mer. Ces voiles fonctionnent comme des ailes d’avion verticales, avec 3 éléments qui créent une poussée aérodynamique plus forte qu’une aile à un seul élément, selon des principes semblables à ceux qui permettent aux ailes de soulever un avion mais qui propulsent ici le navire vers l’avant.

[66] Un rapport publié en 2024 indique que 36 % de la capacité mondiale de transport de marchandises sert à transporter des combustibles fossiles. Ce chiffre a été calculé « à partir du port en lourd de la flotte existante et commandée de navires-citernes de gaz liquéfié et de pétroliers, plus 17 % supplémentaires du port en lourd de la flotte existante et commandée de vraquiers selon Clarksons WFR ». Les 17 % correspondent à « la part du commerce du charbon dans le commerce de vrac (en tonnes-milles) selon le Clarksons Shipping Intelligence Network (SIN) ». Les sources originales de ces informations étaient inaccessibles. Ces chiffres sont des estimations.

[67] Un rapport de 2019 reprend les conclusions du premier rapport, en utilisant la même source de données qui indique le nombre total d'expéditions dans le monde.

CORRECTION : La vidéo affirme que 40 % de tout le transport maritime de marchandises pourrait être électrifié, mais l'étude porte sur le trafic des porte-conteneurs, surtout sur les trajets intrarégionaux plus courts - pas sur 40 % de tout le transport maritime de marchandises.

Pour limiter le méthane imbrûlé émis par les moteurs alimentés au GNL, plusieurs technologies de moteurs ont été améliorées, et les modèles plus récents ont réduit la quantité de méthane qui s’échappe sans brûler. Des moteurs comme les moteurs bicarburant basse pression (LPDF) ^[84], les moteurs bicarburant haute pression (HPDF) [84], et les moteurs à quatre temps à cycle Otto ^[83], ont bénéficié de plusieurs grandes améliorations techniques, notamment des changements de pression, d’injection, de « skip firing » et de réglages au niveau du fonctionnement ^[83]. En conséquence, les émissions de méthane imbrûlé ont considérablement diminué, mais demeurent un problème fréquent lorsque le GNL est utilisé.

Les carburants à base d'ammoniac liquide et de méthanol produits à partir d'hydrogène sont plus faciles à stocker que l'hydrogène liquide, mais chacun impose des compromis importants ^[114,115]. Surtout, tous deux ont une densité énergétique volumique plus faible que le combustible de soute classique : le méthanol nécessite environ 2,5 fois plus de volume de stockage et l'ammoniac environ 3 fois plus. Tous deux sont extrêmement toxiques pour les humains et la vie marine, ce qui impose des précautions supplémentaires lors de leur manipulation. Le méthanol est aussi extrêmement inflammable, avec un point éclair bas, et la combustion de l'ammoniac peut produire du protoxyde d'azote. Enfin, l'offre de ces deux carburants est très limitée, et il faudrait une production à très grande échelle pour répondre aux besoins du secteur maritime, tout en tenant compte de la concurrence avec d'autres secteurs qui commencent à se décarboner. Pourtant, pour le stockage physique lui-même, l'hydrogène liquide reste bien plus difficile à stocker que ces deux carburants à cause des réservoirs cryogéniques froids nécessaires.