L’hydrogène franchit une étape majeure dans le maritime en Finlande avec le projet H4PERION

Un consortium dirigé par l’université de Vaasa, en Finlande, a obtenu un financement important d’Horizon Europe pour un projet majeur de recherche et d’innovation qui rapproche le transport maritime longue distance d’un avenir zéro carbone. Le projet H4PERION (Hydrogène pour l’amélioration des performances et l’exploitation fiable dans les glaces) démontrera pour la première fois en pratique comment un grand navire peut fonctionner avec un moteur à combustion interne compatible avec l’hydrogène. Cela marque une étape importante dans la technologie maritime propre.

Le transport maritime longue distance reste l’un des secteurs les plus difficiles à décarboner. Les navires qui opèrent pendant des semaines ont besoin d’énormes quantités d’énergie et d’une fiabilité absolue – des exigences que les batteries et piles à combustible actuelles ne peuvent pas encore satisfaire à grande échelle. Parallèlement, les réglementations climatiques mondiales pour le transport maritime deviennent beaucoup plus strictes, l’Organisation maritime internationale (OMI) exigeant des réductions significatives des émissions au cours de cette décennie, ce qui accroît le besoin de nouveaux carburants alternatifs et de technologies de propulsion.

– « Plusieurs carburants à faible teneur en carbone sont explorés dans l’industrie, et l’hydrogène est considéré comme une option potentiellement zéro carbone. Il ne produit aucune émission de carbone et peut être utilisé dans des moteurs à combustion interne familiers, fiables et flexibles en carburant, offrant ainsi une solution pérenne de décarbonation aux armateurs. Pourtant, les moteurs à hydrogène n’ont pas encore été démontrés sur de grands navires, et des questions clés subsistent concernant la manipulation et l’approvisionnement en carburant, la sécurité et la réglementation », affirme Henri Karimäki, directeur de la recherche et développement de l’université de Vaasa.

H4PERION répond directement à ces défis en s’appuyant sur l’expertise européenne en ingénierie maritime et en accélérant l’adoption de systèmes de propulsion propres pour les grands navires.

Une démonstration inédite en mer

Au cours de ses quatre années, H4PERION développera et démontrera l’utilisation sûre et fiable d’un moteur à combustion interne compatible avec l’hydrogène sur un grand navire océanique. Le projet combine trois innovations majeures :

1. Un nouveau concept de moteur capable d’utiliser de l’hydrogène et du biométhane, avec pour objectif à long terme un fonctionnement entièrement à l’hydrogène.
2. Un système moderne de mélange et d’alimentation en carburant permettant une utilisation flexible des carburants zéro carbone.
3. Une nouvelle approche de post-traitement des gaz d’échappement pour des émissions plus propres dans toutes les conditions d’exploitation.

Pour la première fois, cette technologie sera installée et testée sur un grand navire commercial, l’Aurora Botnia. En parallèle, un moteur à taille réelle identique à celui embarqué sera testé en laboratoire, permettant à l’équipe de reproduire les conditions de navigation réelles et d’optimiser davantage les performances. Les données des deux démonstrations alimenteront un modèle de jumeau numérique, soutenant l’apprentissage à long terme et la conception future.

« H4PERION consiste à transformer des concepts de carburant prometteurs en solutions pouvant être exploitées en toute sécurité en mer. En combinant le développement de moteurs à grande échelle avec une démonstration à bord et une modélisation numérique, nous pouvons raccourcir le chemin de la recherche à l’impact réel pour le transport maritime à faible et zéro carbone », ajoute Anders Öster, directeur général, coordination de la recherche et financement chez Wärtsilä Marine.

Le projet contribuera également à façonner la transition vers l’hydrogène dans le transport maritime. Il produira du matériel de formation ouvert pour les équipages et les opérateurs portuaires, contribuera à l’élaboration de directives de sécurité et de réglementation, et explorera comment les technologies peuvent être appliquées à différents types de navires à l’avenir.

Dans le cadre du projet, l’université de Vaasa explore un concept de combustion innovant connu sous le nom d’allumage par compression à réactivité contrôlée (RCCI). L’objectif est d’atteindre un rendement net de 55 % avec des émissions quasi nulles lorsqu’il est combiné à un actionnement entièrement variable des soupapes et à des solutions avancées de post-traitement.

« Ce concept de combustion est considéré comme un moyen prometteur d’intégrer de manière flexible l’hydrogène vert dans les chaînes d’approvisionnement existantes de gaz naturel et de biogaz. Atteindre l’efficacité ciblée dans le délai du projet nécessite une intégration profonde des environnements de simulation et de test avec des routines d’étalonnage autonomes », explique Maciej Mikulski, professeur de technologie énergétique à l’université de Vaasa.

Une collaboration européenne forte – avec une présence notable de Vaasa

H4PERION rassemble 16 partenaires de sept pays européens, représentant l’ensemble de la chaîne de valeur maritime, de la conception des navires au développement des moteurs, en passant par l’exploitation des navires, la formation, la sécurité et la recherche universitaire. Aux côtés de l’université de Vaasa en tant que coordinateur, le consortium comprend des entreprises industrielles de premier plan, des PME innovantes, de grands instituts de recherche et un réseau européen d’universités maritimes.

Les partenaires du projet incluent Wärtsilä, WEGEMT, NTUA, TalTech, l’American Bureau of Shipping, Deltamarin, l’université d’Oulu, l’université Åbo Akademi, Meric Wave Computanics, DLR, BALance Technology Consulting, MEYER WERFT et Wasaline. Leur expertise combinée garantit que les technologies développées dans le projet peuvent être mises en pratique rapidement et en toute sécurité.

Pour la région de Vaasa, le projet met également en évidence la force de la collaboration locale. L’université de Vaasa, Wärtsilä et Wasaline jouent un rôle central dans l’effort européen pour parvenir à un transport maritime longue distance zéro carbone. Le projet reçoit 11,2 millions d’euros de financement du programme Horizon Europe de l’Union européenne jusqu’en 2030, dont 3,2 millions d’euros alloués à l’université de Vaasa.

Source : Vaasa U.