Le double stockage batteries et hydrogène d’Energy Observer

Le stockage batteries

Le parc de batteries principal alimente les moteurs électriques via le réseau 400 volts. Sa capacité de 112 kWh est optimisée : c’est seulement 2,5 fois plus que les batteries d’une voiture électrique type Renault Zoé !

Un autre parc de batteries de 18 kWh alimente lui le réseau basse tension de 24 volts, dessert les équipements de vie à bord : électronique de navigation, automates de contrôle-commande, éclairage, confort, sécurité, etc. Un travail important a été mené pour garantir la non- interférence entre ces deux réseaux. Les ingénieurs ont notamment dû intégrer plusieurs convertisseurs de puissance pour adapter les tensions arrivant aux batteries depuis les différents systèmes (panneaux photovoltaïques, éoliennes…). Tout le câblage a enfin été simplifié afin de diminuer au maximum les pertes d’électricité en ligne, et donc diminuer la taille finale des systèmes de stockage et de production d’énergie.

Le stockage hydrogène

Huit réservoirs de 332L permettent de stocker un total de 63 Kg d’hydrogène, soit l’équivalent en énergie de 230 litres d’essence. Ce volume représente une énergie globale nette stockée de 1 MWh.

Après avoir envisagé de loger ce volume conséquent dans les coques du catamaran, les ingénieurs ont finalement réparti les bonbonnes dans des coffres extérieurs sur chaque aile. Ce choix garantit leur étanchéité face aux embruns, limite le confinement et facilite la manutention en cas d’entretien. Il a nécessité des calculs poussés de répartition des charges ainsi qu‘un design spécifique de supports adaptés aux bouteilles.

Le stockage n’a en réalité représenté aucun défi particulier pour l’équipage, si ce n’est un défi pédagogique. En effet, le stockage de l’hydrogène est la principale question posée par les visiteurs concernant la sécurité du navire. Historiquement, les risques liés au stockage très haute pression de l’hydrogène, gaz inflammable, ont effectivement freiné le développement de la filière. Mais les dispositifs sont aujourd’hui très bien maîtrisés, avec un usage industriel mature de plusieurs dizaines d’années. En matière de mobilité, des voitures à hydrogène sont commercialisées depuis longtemps avec des réservoirs allant jusqu’à 700 bars.

De par sa petite taille, la molécule d’hydrogène peut s’infiltrer dans les imperfections des matériaux, causant des pertes énergétiques à long terme. Raison pour laquelle les réservoirs d’hydrogène sont généralement constitués d’une coque réalisée en matériau composite à base de fibres de carbone, réputé pour sa résistance mécanique et sa légèreté. À l’intérieur, une seconde coque en polymère, appelée liner, garantit l’étanchéité.

La légereté de l’hydrogène a donc eu pour corollaire une résistance des matériaux à toute épreuve, ce qu’Energy Observer entend prouver en démontrant la viabilité du système dans un environnement marin hostile.

Le poids, un argument de taille

Le double stockage batteries / hydrogène à bord d’Energy Observer illustre la complémentarité des stockages ainsi que la répartition des usages.

Alors que les batteries fournissent une énergie immédiate court terme, l’hydrogène agit en prolongateur d’autonomie sur le long terme. Mais surtout, Energy Observer illustre grandeur nature l’immense avantage massique de l’hydrogène en comparaison des batteries. Alors que le parc batteries pèse 1400kg pour 112 kWh, le stockage hydrogène et la pile à combustible pèsent au total 1700kg pour 1000 kWh. Rapporté au kilogramme, 1kWh pèse donc 12,5kg lorsqu’il est stocké dans des batteries, et seulement 1,7kg lorsqu’il est stocké sous forme d’hydrogène.

En d’autres termes, cela signifie qu’à poids égal, le stockage hydrogène contient 7,35 fois plus d’énergie que le stockage batterie, soit un atout considérable pour la mobilité, qu’elle soit maritime, terrestre, ou même aérienne.