«Nous développons des modèles pour la décarbonation maritime»

Æther est un projet interdisciplinaire né il y a trois ans dans le sillage de l’aventure SP80, elle-même issue d’un projet étudiant avant de se transformer en start-up. Mais si SP80 tente de battre le record du monde de vitesse à la voile grâce à un kite et un bateau profilé, la soixantaine d’étudiantes et étudiants de l’EPFL qui travaillent sur Æther poursuivent un tout autre objectif: réduire de l'ordre de 20% les émissions de gaz à effet de serre des navires, un gain qui peut être supérieur selon la route, le vent et la vitesse du bateau. Pour y parvenir, l’équipe développe un système de contrôle automatisé capable de lancer et de piloter une voile de kite de manière totalement autonome.

«Des entreprises mettent déjà en place cette technologie, par exemple Beyond the Sea avec SeaKite», explique Emmie Martin-Cocher, étudiante en deuxième année de Master en génie mécanique et ancienne vice-présidente de l’association. «Ce sont des technologies qui existent à grande échelle. On parle d’ailes d’environ 100 mètres carrés, qui volent entre 100 et 300 mètres au-dessus du bateau.»

L’ambition de l’association n’est donc ni de révolutionner le domaine ni de concurrencer les entreprises qui y sont déjà actives. «Nous ne sommes pas les plus grands acteurs de la décarbonation maritime», précise Vincent Lellu, en dernière année de master en robotique et nouveau vice-président de l’association. «En revanche, nous pouvons développer des modèles de contrôle en open source pour optimiser la traction du kite et aider les autres acteurs du milieu.»

Le kite doit dessiner des huit

Pour tirer efficacement le bateau, le kite doit évoluer dans la «zone de puissance», où la traction est maximale, mais où il est plus difficile à piloter. Comme en kitesurf, on lui fait donc effectuer des trajectoires en huit, alternant de brefs passages dans cette zone et des phases plus calmes afin de trouver le meilleur compromis entre traction et stabilité.

La mise au point passe inévitablement par quelques accidents. Emmie reconnaît que des crashs ont déjà eu lieu et qu’il y en aura probablement encore lorsque l’équipe passera au pilotage 100% automatique. Au début du projet, certaines ailes ont même été déchirées par le bateau continuant d’avancer.

Contrôler les lignes avec une manette de PS4

La première étape du projet a consisté à développer toute la structure nécessaire au contrôle du kite. « Avant de vouloir faire des algorithmes optimaux, il faut déjà avoir un kite, un bateau à tracter et toute la structure porteuse. Il y a les moteurs, les capteurs de force, les batteries nécessaires pour faire tourner les moteurs, etc.», précise Emmie.

Développée sur plusieurs années, l’architecture du système continue d’évoluer. L’adoption récente de moteurs plus puissants a notamment nécessité de revoir l’électronique et les fixations mécaniques. Cette structure désormais en place, l’équipe peut se concentrer sur l’optimisation des algorithmes, avec l’autonomie en ligne de mire. D’abord pilotée à la main, puis à distance à l’aide d’une manette de PS4, l’aile est contrôlée par des moteurs qui enroulent ou déroulent ses lignes.

Une technologie adaptable aux bateaux existants

Pierre-Louis Peter, étudiant en deuxième année de Master en énergie, participe à Æther depuis son lancement, il y a trois ans, et préside l’association depuis près d’un an. Il y a également consacré son projet de semestre, en étudiant le gain potentiel que le système pourrait apporter aux bateaux. L’objectif d’Æther est notamment de proposer une solution facilement adaptable à la flotte existante. «L’idée, c’est vraiment de poser notre module, une boîte installée sur le pont, qui puisse tracter le bateau sans nécessiter de modifications importantes», décrit-il. Une manière de réduire la consommation de carburant sans avoir à repenser l’architecture des navires ni à entreprendre de coûteux travaux. «Car on est encore très dépendant des carburants fossiles», regrette l’étudiant.

Mais, comme toute technologie utilisant le vent, le système reste tributaire de sa force. Quand le bateau avance dans le sens du vent à 10 nœuds pour un vent de 12 nœuds, seuls 2 nœuds de différence sont exploitables pour le tracter. «Réduire la vitesse du navire permettrait d’augmenter la traction et donc les économies de carburant, mais ce choix appartient aux compagnies maritimes, dont beaucoup privilégient la vitesse pour des raisons d’efficacité opérationnelle», conclut Emmie.

Pour Zoé Corlouer, qui vient de terminer sa deuxième année de Bachelor en génie mécanique et a récemment rejoint l’association pour s’occuper de la communication et des réseaux sociaux, la recherche de performance doit justement s’inscrire dans une réflexion plus large. «L’innovation technologique n’est pas la seule solution. Il faut aussi faire évoluer nos comportements et nos habitudes de consommation.»

Une première collaboration aura lieu en octobre avec une semaine d’essais sur une barge mise à disposition par une gravière sur le lac de Neuchâtel. «Ce sera notre premier test grandeur nature», s’enthousiasme Pierre-Louis. Avec ses 18 mètres de long et ses 10 tonnes, l’embarcation permettra à l’équipe de tester son système à une tout autre échelle.