Le système révolutionnaire de propulsion O-foil réduit jusqu'à 50 % les émissions provenant de combustibles

 

Parmi les modes de transport intérieurs, celui par voies navigables a toujours été considéré comme plus respectueux de l'environnement. En ce qui concerne les biens transportés, l'acheminement par voies navigables ne requiert, en tonnes-kilomètres, que 17 % et 50 % de la consommation d'énergie du transport routier et du transport ferroviaire respectivement. Toutefois, de récentes études sur les émissions provenant de combustibles ont démontré la chose suivante : la différence entre les émissions du transport routier et du transport par voies navigables s'atténue presque de jour en jour. En effet, selon un rapport rédigé cette année pour le compte de la Direction générale des transports de la Commission européenne, le transport par voies navigables génère déjà pour certains trajets, selon le type de cargaison et la taille des navires, des émissions de polluants dont les taux dépassent ceux des transports routiers. Ainsi, à défaut de mesures sérieuses, les avantages traditionnels du transport par voies navigables s'étioleront encore davantage. C'est pourquoi le système révolutionnaire de propulsion O-foil, qui réduit jusqu'à 50 % les émissions provenant de combustibles, arrive à point nommé.

 

Une révolution inspirée par les dauphins

Nombre des plus grandes innovations de tous les temps sont nées de l'observation et de l'étude de la nature, connue sous le nom de biomimétisme. Ainsi, l'étude des oiseaux en vol a permis d'aboutir à l'invention de l'aéroplane. De la même manière, c'est dans l'environnement lui-même qu'une grande partie des solutions dont nous avons besoin pour créer des technologies moins nuisibles pour la nature peut être trouvée. Le fondateur d'O-foil, Bas Goris, en a fait l'expérience. Ce sont les mouvements de nage rapides et efficaces des dauphins qui lui ont inspiré son système de propulsion. « Pendant des siècles, les scientifiques et biologistes ont étudié les mouvements de nage des poissons, des baleines et des dauphins. Ils accordent une importance toute particulière au mouvement de la nageoire caudale, qui propulse ces créatures dans l'eau. Cela m'a toujours fasciné » explique M. Goris, et c'est ce qui l'a poussé à effectuer des recherches approfondies sur le sujet. « J'étais plongé dans mes recherches depuis quelque temps déjà quand je suis arrivé à la conclusion suivante : il est probablement impossible de copier un dauphin dans son intégralité, mais je peux toujours essayer de reproduire le mouvement de sa nageoire caudale », poursuit M. Goris. C'est sur ce concept que la société O-foil fut créée en 2008.

 

Dessin de navire avec système de propulsion O-foil intégré. © O-foil

 

Un système révolutionnaire propre

Si l'on observe la nageoire caudale du dauphin lorsqu'il glisse dans l'eau, il apparaît clairement que le mammifère se propulse en avant grâce à l'oscillation (de haut en bas) de cette nageoire. C'est de là que vient le nom de la société O-foil (de l'anglais « oscillating foil », nageoire oscillante). Aussi simple que cela puisse paraître, c'est ce même principe qui constitue la base du système de propulsion O-foil. Bas Goris précise : « Notre système de propulsion se compose d'une large aile motrice, d'un système de transmission hybride et de manœuvre adapté. L'aile effectue un mouvement de haut en bas pour générer une poussée dans l'eau. Exactement comme la nageoire caudale du dauphin. » Mais en quoi le système O-foil est-il aussi révolutionnaire ? Patrick Heuts, co-fondateur de O-foil, explique : « À la différence d'un système à hélice propulsive standard, le nôtre présente une surface de propulsion qui s'étend à toute la largeur du navire. La propulsion qui en résulte est donc bien plus forte. Ainsi, lorsqu'on l'associe aux toutes dernières technologies de transmission, notre système de propulsion réduit jusqu'à 50 % la consommation de carburant. » Le système de propulsion O-foil pourrait changer la donne du transport par voies navigables.

Toutefois, la réduction des émissions provenant de combustibles n'est pas la seule dimension dans laquelle O-foil démontre son respect de l'environnement. En effet, le système de propulsion O-foil limite également la pollution sonore. Bas Goris explique qu'il s'est entretenu avec des biologistes, durant ses recherches, et a découvert que la pollution sonore dans les eaux fait fuir les poissons : « Les saumons et les truites, par exemple, perçoivent certaines fréquences causées par le bruit et évitent les zones où elles sont présentes. Les hélices propulsives, par exemple, génèrent beaucoup de bruit en raison du phénomène de cavitation. Cependant, l'utilisation d'une aile rend notre système beaucoup plus silencieux ». Ce n'est pas uniquement bénéfique pour les poissons, c'est également un bienfait pour les passagers à bord du navire.

Par ailleurs, le système O-foil nécessite bien moins d'énergie, et c'est un autre de ses points forts. Ainsi, les navires qui utilisent ce système de propulsion peuvent être équipés de systèmes d'alimentation électriques. Les systèmes d'alimentation électriques sont plus résistants et ont une durée de vie plus longue que les systèmes d'alimentation traditionnels. De même, lorsque vous naviguez en aval, la consommation d'énergie est réduite de moitié. Dès lors, l'efficience du navire augmente de façon significative.
 

C'est grâce au logiciel Autodesk que nous avons pu concevoir et créer ce système respectueux de l'environnement.

— Bas Goris, fondateur de la société O-foil

 

Naviguer avec l'aide d'un logiciel innovant

L'année 2013 a vu la formidable avancée d'O-foil, la société ayant équipé avec succès un navire commercial, le MS Triade, avec son système de propulsion pilote. M. Goris explique que, sans logiciel de Prototypage Digitale, cette percée aurait été impossible : « C'est grâce au logiciel Autodesk que nous avons pu concevoir et créer ce système respectueux de l'environnement ».

Néanmoins, comme pour toutes les grandes innovations, l'équipe a dû faire face à son lot de défis avant d'en arriver là.
« Construire et installer notre premier système pilote sur le MS Triade fut une expérience palpitante, mais aussi un véritable défi. Sur le navire, l'espace disponible pour notre système était très limité. Le budget également. Nous avons eu quelques décisions très difficiles à prendre, dans un domaine encore inexploré, puisque nous inventons une technologie jamais utilisée auparavant » confie Bas Goris. Patrick Heuts ajoute en riant : « Après les derniers ajustements, nous avons vu qu'il ne restait que 3 cm de marge ! » L'espace disponible était très limité, mais l'installation s'est parfaitement déroulée et l'équipe d'O-foil en retire une expérience d'une valeur inestimable.

 

Conception du propulseur O-foil avec Inventor. © O-foil

 

En tant que membre de l'Autodesk® Clean Tech Partner Program, O-foil a bénéficié d'un accès au logiciel de prototypage digitale Autodesk. M. Goris explique : « Inventor fait partie de l'édition Ultimate de l'Autodesk® Product Design Suite et joue un rôle crucial dans notre processus. Grâce à cet outil, nous pouvons effectuer les simulations ô combien importantes dont nous avons besoin. En utilisant une estimation des forces hydrodynamiques en tant que données d'entrée, Inventor nous permet d'effectuer une simulation de la force qui s'exerce individuellement sur tous les composants, ainsi que sur le mécanisme dans son ensemble : de l'entrée de la transmission jusqu'à l'aile en elle-même. Inventor nous donne alors une répartition des forces en fonction de la dynamique des fluides et de la gravité. Cela constitue la clé de la construction de notre système. Une fois que toutes les simulations ont été réalisées sur le modèle à l'échelle, nous créons aussi les dessins d'exécution dans Inventor avant de les envoyer aux constructeurs ». L'équipe d'O-foil est impatiente d'approfondir son utilisation d'Autodesk et d'intégrer encore davantage ce logiciel dans son processus. « Une fois qu'un autre modèle réduit est simulé, on effectue de nouveaux tests avec d'autres variations dans Inventor. L'objectif est de nous baser sur l'expérience de notre premier modèle à l'échelle » explique Bas Goris. O-foil prévoit également d'acquérir le logiciel Autodesk® Simulation CFD, qui permettra de simuler et d'estimer les forces hydrodynamiques.

 

Inventor, qui fait partie de l'édition Ultimate d'Autodesk® Product Design Suite, joue un rôle crucial dans notre processus. Grâce à cet outil, nous pouvons effectuer les simulations ô combien importantes dont nous avons besoin.

— Bas Goris, fondateur de la société O-foil

 

Un avenir plein de promesses nous attend.

Les cinq dernières années furent une véritable aventure pour l'équipe d'O-foil. Le projet théorique du système a été testé pour la première fois et s'est révélé viable, la première maquette a été construite et le premier système de propulsion a été installé avec succès sur un navire commercial. Il est désormais évident que ce système de propulsion propre pourrait révolutionner le transport par voies navigables. L'avenir d'O-foil promet donc d'être radieux.

 

Le MS Triade, équipé du système de propulsion O-foil.