MODX 70: Quand la vision rencontre la réalité - un modèle de construction durable de yachts
La responsabilité écologique n'est plus une option depuis longtemps, même dans le secteur de la construction de yachts, mais devient de plus en plus urgente. Les systèmes de propulsion fossiles et les matériaux polluants utilisés dans le processus de fabrication ne sont plus guère compatibles avec les exigences d'un avenir durable. Les fabricants sont appelés à réagir. Le secteur maritime se trouve donc au milieu d'une certaine phase de transformation.
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Dans ce contexte, le projet MODX 70 se présente comme un contre-projet radical aux concepts traditionnels des catamarans de haute mer : une plateforme totalement exempte d'émissions et indépendante en termes d'énergie, conçue dès le départ pour une utilisation en eau bleue sans impact sur le climat. Des panneaux solaires de grande surface, une hydrogénération efficace ainsi qu'une gestion intelligente de l'énergie doivent permettre un fonctionnement autonome, même sur de longues distances et de longues périodes. Et ce, même sans propulsion diesel, sans générateurs et sans émissions de carbone.
Double gréement à ailes gonflables
Derrière ce concept visionnaire se trouve le petit chantier naval hautement spécialisé Océan Développement, basé en Bretagne. Depuis sa création en 2008, les Français se sont fait un nom avec de nombreux projets hors du commun - dont la création d'une classe monotype offshore avec le trimaran haute performance MOD 70. Avec son engagement pour le projet Race for Water, le chantier naval s'est en outre déjà activement engagé pour la protection de l'eau et des océans. Un autre exemple est le catamaran solaire "PlanetSolar", que le chantier naval a lancé sur les routes du monde entier en tant que plateforme de démonstration innovante et ambassadeur flottant de la protection du climat. La fondation suisse Race for Water est désormais également impliquée dans le nouveau projet MODX 70. L'objectif est de positionner le navire en tant que figure de proue du développement durable.
Il n'y a ni écoutes ni winchs à bord. Les profils d'aile sont réglés de manière entièrement automatique, par un ordinateur.
L'élément le plus excitant à bord du MODX 70, et pas seulement sur le plan visuel, est le double gréement d'aile gonflable. La pièce maîtresse du système développé par la société Aeroforce est un profil d'aile asymétrique avec un bord de fuite à commande active - le "flap". Cette structure, conçue sur le modèle du volet d'atterrissage d'un avion, est déplacée de manière électrohydraulique. Elle permet de régler la profondeur du profil en fonction du vent.
Les ailes elles-mêmes sont faites d'un matériau robuste et sont construites autour d'un mât télescopique en plusieurs parties à l'intérieur. Lors de la mise en place des voiles ou plutôt des ailes, les mâts sont levés électriquement et les corps des ailes sont simultanément gonflés à l'aide de puissantes pompes à air, jusqu'à une pression interne de 100 millibars (0,1 bar). Cela peut sembler peu, mais c'est suffisant pour conférer aux ailes gonflées une rigidité étonnante.
Le dégonflage et la récupération des ailes se font dans l'ordre inverse : l'air est aspiré des profils par les mêmes pompes en mode inversé, tandis que les mâts sont rentrés simultanément. La gravité fait le reste. Toutefois, le gonflage et le dégonflage des ailes prennent un certain temps. Sur le prototype, les deux opérations durent chacune huit bonnes minutes. Les fabricants Océan Développement et Aeroforce travaillent donc ensemble sur de nouveaux systèmes afin d'accélérer considérablement ces processus.
Toutes les opérations sont effectuées par des moteurs électriques
Comme les deux ailes s'orientent automatiquement en fonction de la direction du vent apparent lors du gréage et du dégréage, le catamaran n'a pas besoin de se tenir dans le vent pendant les manœuvres, mais peut prendre n'importe quel cap. Les ailes peuvent être tournées à 360 degrés, et ce autant de fois que nécessaire dans le même sens de rotation. Les liaisons électriques, par exemple avec les ventilateurs, les capteurs ou l'éclairage au sommet, sont assurées par des bagues collectrices et des contacts glissants. La solution technique est impressionnante.
Une fois les ailes posées, l'ordinateur central du système se charge de les régler en fonction du cap et du vent. Toutes les opérations de réglage de l'angle d'attaque et de la profondeur du profil, sans exception, sont effectuées par un grand nombre de moteurs électriques. Comme les ailes efficaces exercent une forte pression même par vent faible, il faut beaucoup de couple pour ajuster les gréements. Ici aussi, la force provient de moteurs électriques qui agissent sur les pieds de mât rotatifs via un système de réducteurs. Malheureusement, YACHT n'a pas été autorisé à prendre des photos de ces installations extrêmement complexes et techniquement très élaborées dans les salles des machines.
Comme les ailes sont toujours réglées automatiquement en fonction de la direction du vent, l'équipage n'a pas grand-chose à faire, si ce n'est écouter les bruits de propulsion des nombreux moteurs électriques, qui peuvent être assez envahissants à la longue. Le skipper peut certes barrer s'il le souhaite, mais il pourrait tout aussi bien laisser le travail au pilote automatique, qui est également couplé à l'ordinateur de bord et trouve de lui-même le cap optimal par rapport à la direction du vent.
Seules les manœuvres nécessitent encore un travail manuel au poste de pilotage. Lors de l'empannage, les ailes sont tournées avec leur bord de fuite au-dessus de l'étrave afin d'éviter un retournement soudain des profils en cas de vent. Mais comme les gréements tournent lentement - une rotation complète dure environ une minute et demie - le barreur doit faire attention à la position des ailes aussi bien lors du virement de bord que de l'empannage et diriger le bateau en conséquence pendant les manœuvres.
Pleine puissance sur tous les parcours
Il y a aussi le problème du mystérieux levier sur le poste de pilotage. Il s'agit d'une sorte de bouton de redondance qui permet au barreur, si nécessaire, d'écarter manuellement les deux ailes de la position optimale. C'est un peu comme si l'on pliait les écoutes d'un gréement classique, par exemple en cas de vent fort ou de rafales, ou si l'on souhaite ralentir la navigation en général.
Pour les tests de navigation au large de Toulon, la manette reste sur la marque 100 pour cent - pleine puissance. Par un vent d'environ huit nœuds seulement, le catamaran ailé atteint alors environ six nœuds de vitesse, et ce sur tous les parcours, qu'il s'agisse de vent croisé, de vent arrière ou de vent avant. Les responsables du projet font état de tests par vent plus fort, où le prototype aurait atteint jusqu'à 16 nœuds de vitesse. D'ailleurs, de nombreux capteurs de pression signalent lorsque la pression sur les profils devient trop élevée par grand vent. Dans ce cas, les ailes peuvent être réduites de moitié de leur surface, c'est-à-dire qu'elles peuvent être mises en ris - en appuyant sur un bouton, bien sûr.
Autonomie étendue avec le MODX 70
Le système de gréement Aeroforce, avec ses nombreux mécanismes et ses fonctions de trim à commande numérique, est un engagement clair en faveur de la sophistication technique. Mais cela a un prix sous la forme d'une consommation électrique non négligeable. Alors que sur les gréements conventionnels, la force musculaire, les winchs et les écoutes se chargent du réglage des voiles, les systèmes entièrement automatisés sur le MODX 70 nécessitent beaucoup de courant et dépendent donc d'une alimentation en énergie stable et performante.
La technique est extrêmement complexe et son installation coûteuse. Les gréements d'aile, en particulier, ont nécessité un travail de développement considérable.
Celle-ci est assurée à bord par deux systèmes complémentaires : Des panneaux solaires d'une surface totale de 70 mètres carrés sont installés sur le toit plat de la superstructure de la cabine ainsi que sur le pont avant. En cas d'ensoleillement, ils fournissent environ 35 % de l'énergie nécessaire. Les deux moteurs électriques qui accompagnent le bateau fonctionnent plus efficacement et passent en mode de récupération à partir d'environ dix nœuds de vitesse. Les hélices génèrent alors plusieurs kilowatts de puissance de charge. C'est suffisant pour générer durablement des surplus d'énergie lorsque la vitesse est suffisante et assurer ainsi une large autonomie.
Les hélices tournantes génèrent beaucoup de résistance au détriment de la vitesse du bateau. Un bon nœud de vitesse est perdu avec cette forme d'hydrogénération. Pour stocker l'énergie produite, deux énormes bancs de batteries lithium-ion d'une capacité totale de 250 kilowattheures sont disponibles à bord. Cela correspond à environ 2,5 fois le contenu énergétique d'une batterie Tesla.
MODX 70 n'est pas un produit de masse, mais il donne des impulsions
Tout bien considéré, le MODX 70 est un projet fascinant et visionnaire - un modèle de construction de yachts durable qui peut servir de référence à bien des égards. Avec son approche cohérente et ses propulsions sans émissions, le catamaran montre ce qui est aujourd'hui possible dans la construction moderne de yachts. Le gréement à ailes innovant convainc par son efficacité et sa maturité technique. Et il souligne l'ambition d'emprunter de nouvelles voies - même si les besoins énergétiques extrêmement élevés par rapport à un gréement conventionnel soulèvent tout à fait des questions quant à l'autosuffisance à long terme et à la pertinence.
Il n'est pas certain que ce concept puisse s'établir durablement sur le marché. En tout cas, les premiers faits parlent en ce sens. Un deuxième bateau a été commandé par un propriétaire privé et est déjà en construction. En outre, il semble y avoir de nombreuses demandes pour une version plus petite avec une orientation similaire. Le chantier naval veut répondre à ces intérêts et travaille déjà à leur concrétisation.
Avec un prix d'environ huit millions d'euros, le MODX 70 n'est pas un produit de masse - mais il est l'un des nombreux moteurs de la durabilité dans le yachting.
Évolution ou révolution ?
L'idée de remplacer le gréement haut traditionnel par des voiles à ailes profilées et flexibles n'est pas nouvelle. De nombreuses approches ont déjà eu lieu par le passé, mais aucune n'a réussi à s'imposer durablement comme une alternative sérieuse. Il y a une dizaine d'années, Beneteau travaillait sur un "gréement à ailes pour tous". Le leader de la branche voulait ainsi développer un gréement sûr et particulièrement facile à utiliser pour les navigateurs de croisière et les débutants. L'idée de l'"Inflated Wingsail" (IWS) est venue du Suisse Edouard Kessi, qui a également travaillé comme consultant sur le projet MODX 70. Son idée : l'aile doit s'orienter de manière autonome par rapport au vent et ne doit pas être activement réglée. Le brevet a ensuite été développé et vendu pour une utilisation sur les cargos.
Caractéristiques techniques MODX 70
- Constructeur : VPLP/Aeroforce
- Longueur de la coque : 21,33 m
- largeur : 10,00 m
- Profondeur : 2,00 m
- Hauteur du mât au-dessus du niveau de la mer : 23,0 m
- poids : 30,0 t
- Surface de voile : 2 x 125 m²
- Motorisation : 2 x 20 kW
- Capacité du banc de batteries : 250 kWh
