À moins qu’un pétrolier ne s’échoue, qu’un cargo ne bloque le canal de Suez ou qu’un incident mémorable ne survienne, comme la dérive de 28 000 canards en caoutchouc échappés d’un conteneur, et que l’on retrouve encore aujourd’hui, 30 ans après[1], l’industrie mondiale du transport maritime est rarement mentionnée dans la presse.
L’impact environnemental de l’industrie semble relativement bénin. Bien qu’il représente près de 80 % du transport mondial en volume, le transport maritime n’est responsable que de 10 % des émissions liées au transport et de 3 % des émissions totales de gaz à effet de serre.[2].
Ce chiffre de 3 % peut sembler négligeable. Mais la demande croissante du transport maritime international au cours des dernières années a entraîné un accroissement des émissions plus rapide que dans la plupart des autres secteurs. Selon certains experts, si aucune mesure n’est prise, le transport maritime pourrait être responsable de 10 à 13 % des émissions mondiales d’ici quelques décennies.[3]
Une pression croissante s’exerce sur le secteur du transport maritime afin d’améliorer ses références en matière de développement durable en réduisant les émissions de gaz à effet de serre, les polluants comme les oxydes de soufre (SOx), les oxydes d’azote (NOx) et les particules (PM), ainsi que la consommation de carburant.
L’Organisation maritime internationale (OMI), régie par les Nations Unies et qui supervise les expéditions internationales, joue un rôle clé dans la régulation de cette situation. L’OMI s’est fixé pour objectif de réaliser un gain d’efficacité de 40 % d’ici 2030[4] et appelle à une réduction des émissions totales du transport maritime international d’au moins 50 % d’ici 2050 par rapport aux niveaux de 2008.
Il s’agit d’un objectif ambitieux, mais nécessaire, compte tenu de l’ampleur du secteur, pour atteindre la neutralité carbone prévue par l’Accord de Paris.
Trois segments (les vraquiers, les pétroliers et les porte-conteneurs) sont responsables d’environ 65 % des émissions de CO2 de l’industrie du transport maritime et représentent environ 90 % des volumes transportés. La bonne nouvelle, c’est que le transport maritime est le moyen le plus propre comparé à d’autres formes de transport de marchandises ; du moins en termes d’émissions. Il produit 20 à 25 grammes de CO2 par tonne-kilomètre, soit une fraction de ce que produisent les autres transports de marchandises. En comparaison, l’aviation produit jusqu’à 600 grammes de CO2 par tonne-kilomètre, tandis que le transport routier varie généralement entre 50 et 150 grammes.
Toutefois, de récentes études[5] indiquent que l’expansion continue du commerce mondial pourrait entraîner une augmentation des émissions dues au transport maritime jusqu’en 2050, malgré les efforts déployés pour décarboniser le secteur.
Le secteur a consommé environ 300 millions de tonnes de combustibles fossiles en 2018 et, à mesure que la demande mondiale de produits échangés augmente, les volumes transportés devraient progresser d’environ 1,3 % en moyenne chaque année jusqu’au milieu du siècle. Ou, comme le dit l’Agence internationale pour les énergies renouvelables[6], si le secteur maritime mondial était un pays, il serait le sixième ou le septième plus gros émetteur mondial de CO2.
Mers du changement
Des progrès ont été réalisés dans les efforts visant à rendre les expéditions plus durables. Les moteurs des navires sont plus écoénergétiques grâce à l’amélioration des technologies, tandis que les changements apportés aux pratiques opérationnelles ont réduit les émissions. La navigation à vitesse réduite, qui consiste à ralentir délibérément pour réduire la consommation de carburant, a permis de réduire l’intensité des émissions par tonne-mile de 13 % entre 2008 et 2012, par exemple.
Mais compte tenu de la dimension mondiale du secteur du transport maritime, je pense que la réglementation est essentielle pour apporter des améliorations significatives en matière de développement durable. L’OMI a élaboré la Convention internationale pour la prévention de la pollution par les navires MARPOL[7], dont le dernier avenant, l’annexe VI, se concentre sur la réduction de la pollution de l’air par les navires.
En 2021, la teneur maximale en soufre du fioul a été réduite à 0,5 %. Pour les compagnies maritimes, les options les plus viables pour réduire leurs émissions de soufre à 0,5 % sont au nombre de trois : passer au mazout à très faible teneur en soufre (VLSFO), au mazout à ultra faible teneur en soufre (ULSFO) ou au gasoil marin (MGO) ; utiliser du gaz naturel liquide (GNL) ; ou installer des systèmes d’épuration des gaz d’échappement, ou « épurateurs », qui éliminent les polluants présents dans le carburant ordinaire (et moins cher).[8]
L’économie ne pourrait être plus simple. L’installation d’un « épurateur » coûte entre 1,5 et 5 millions USD, tandis qu’un carburant plus propre peut coûter jusqu’à 400 USD la tonne[9]. L’épurateur est amorti en un an ; c’est pourquoi le nombre de navires équipés d’un épurateur est passé de 2 011 à 3 935 en seulement 14 mois depuis janvier 2020, selon les chiffres du BIMCO, la plus grande association internationale de transport maritime au monde[10].
Cependant, les épurateurs font partie du problème, et non de la solution. Ces dispositifs sont installés dans les cheminées et utilisent l’eau de mer pour éliminer les polluants de type dioxyde de soufre présents dans les gaz d’échappement des moteurs.
Or, les « eaux de lavage » peuvent avoir des effets négatifs sur l’environnement. Les études révèlent que ces eaux acides (100 000 fois plus acides que l’eau de mer) peuvent nuire au zooplancton, une source d’alimentation importante pour des poissons tels que le cabillaud et le hareng, et avoir des répercussions sur l’ensemble de la chaîne alimentaire.
La plupart des navires utilisent un système en boucle ouverte, qui leur permet de rejeter les déchets directement par-dessus bord, plutôt que de les conserver dans un réservoir en vue de leur élimination dans des installations portuaires spécialisées, ce qui augmenterait les coûts.
Selon un rapport de l’International Council on Clean Transportation[11], près de 10 gigatonnes d’eaux de lavage sont déversées chaque année dans les océans, soit l’équivalent de l’ensemble des marchandises transportées par les navires sur un an. Les toxines présentes dans les eaux de lavage des épurateurs, qui comprennent des métaux lourds, peuvent s’accumuler dans les chaînes alimentaires marines et avoir des effets durables sur l’environnement au sens large.
L’Europe prend des mesures
L’OMI n’est pas la seule organisation à vouloir assainir le transport maritime mondial. Reconnue comme un élément moteur pour encourager le transport maritime durable, l’Union européenne (UE) encourage des mesures plus agressives pour traiter les émissions[12]. En 2015, elle a notamment adopté un nouveau règlement (2015/757) qui vise à collecter des données sur les émissions de CO2 des navires de plus de 5 000 tonnes brutes faisant escale dans un port de l’UE. Appelé MRV (Monitoring, Reporting and Verification), ce système de surveillance, de déclaration et de vérification fonctionne en parallèle avec la stratégie de collecte de données de l’OMI, de sorte que les compagnies maritimes doivent se conformer à deux régimes de déclaration de données.
En 2020, le Parlement européen a voté en faveur d’une proposition visant à réviser le système MRV de l’UE et ajouter les navires concernés au système d’échange de quotas d’émission de l’UE (SEQE).[13] Cette initiative vise à réduire de 40 % les émissions de CO2 dues au transport maritime d’ici 2030. Les députés européens ont également demandé la création d’un « Fonds pour les océans » afin de soutenir les investissements dans les technologies et les infrastructures innovantes, comme les carburants alternatifs et les ports « verts » respectueux de l’environnement. Le fonds consacrerait 20 % de ses revenus à la protection, à la restauration et à la gestion efficace des écosystèmes marins touchés par le réchauffement climatique. L’absence d’accord entre les États membres de l’UE a, jusqu’à présent, empêché la proposition de devenir loi.[14]
Malgré les efforts de l’OMI et de l’UE, il n’existe toujours pas de cadre réglementaire mondial pour faciliter le transport maritime durable. La demande publique d’action sur le changement climatique et la durabilité environnementale a poussé l’industrie du transport maritime, les investisseurs et les banques à prendre les choses en main.
Les institutions finançant le transport maritime, par exemple, s’appuient désormais sur les principes Poséidon[15], qui permettent de mesurer l’impact des flottes sur les émissions de gaz à effet de serre. Toute flotte qui se soustrait à cette mesure n’obtiendra pas de financement. Certains des plus gros clients de l’industrie, comme Amazon et Unilever, fixent également des objectifs « neutralité carbone » pour leurs chaînes d’approvisionnement dans le cadre de leurs propres engagements en matière de développement durable.
Avancées en matière de technologie d’expédition
Une grande partie de la recherche sur la réduction des émissions de carbone est axée sur les carburants alternatifs, en particulier les biocarburants. Jusqu’à présent, les progrès sont mitigés. Le système de collecte de données de l’OMI révèle que pour 2020, 99,91 % des combustibles marins utilisés sont des combustibles conventionnels à base de carbone.[16] Néanmoins, les biocarburants sont des alternatives à moyen et long terme au potentiel énorme, car ils permettent de remplacer le carburant conventionnel sans modifications substantielles des moteurs, réservoirs de carburant, pompes ou systèmes d’alimentation.
Par exemple, le biométhanol et le bio-GNL (gaz naturel liquéfié) ont les mêmes propriétés que le méthanol et le GNL, qui sont utilisés depuis des années, tandis que les carburants diesel, comme l’huile végétale hydrotraitée (HVO) et les esters méthyliques d’acides gras (EMAG) ont déjà été testés principalement dans des mélanges avec des carburants conventionnels. La plupart des marques de camions européens, par exemple, disposent de moteurs fonctionnant au HVO, et les transporteurs commerciaux commencent déjà à l’utiliser.
Les avancées technologiques sont peut-être à l’origine des possibilités les plus intéressantes dans le domaine du transport maritime durable.
La recherche de formes de propulsion sans carbone a même ramené certaines sociétés à reconsidérer l’énergie éolienne et les voiles. Dans les années 1980, plusieurs navires ont été équipés de voiles rigides afin de réduire la consommation de carburant, en raison des prix élevés du pétrole. Cela permettrait des économies de l’ordre de 10 à 30 %[17]. Aujourd’hui, le cabinet de conseil en ingénierie maritime BAR Technologies s’est associé à la société scandinave de technologie maritime Yara Marine pour développer WindWings[18], un système d’ailes solides d’une hauteur pouvant atteindre 45 mètres que l’on installe sur le pont des vraquiers. Combiné à l’optimisation des itinéraires, WindWings permet de réduire la consommation de carburant jusqu’à 30 %.
D’autres sociétés expérimentent une combinaison d’énergie éolienne et solaire. La société japonaise Eco Marine Power[19], par exemple, a mis au point l’Aquarius MRE (Marine Renewable Energy), qui allie énergie solaire pour les manœuvres dans les ports et voiles rigides, mais mobiles, contrôlées par ordinateur pour les voyages en mer.
Autre contribution technologique à la réduction des émissions, la « technologie autonome » (comme la voiture sans conducteur) intègre des systèmes informatiques qui surveillent et corrigent la trajectoire du navire en permanence. D’après le fournisseur en technologies marines Wärtsilä[20], les solutions d’autonomie devraient permettre de réaliser jusqu’à 10 % d’économies de carburant sur les longs trajets en optimisant l’itinéraire et la vitesse des navires.
Par ailleurs, sur un voyage de deux heures, une réduction de seulement 60 secondes du temps d’accostage réduit la consommation de carburant de 2 à 3 % par minute.
Des signes évidents montrent que la navigation commerciale prend au sérieux ces formes innovantes de propulsion. Concernant les carburants alternatifs, par exemple, le géant maritime Maersk[21] a commandé 13 navires de haute mer fonctionnant uniquement avec des carburants neutres en carbone afin d’atteindre ses objectifs de neutralité nette d’ici 2040. D’après ses calculs, l’exploitation de navires neutres en carbone devrait réduire ses émissions de CO2 de 3 % (1 million de tonnes), ce qui représente une baisse significative par rapport aux 33 millions de tonnes de CO2 qu’il produit actuellement. Groupe agroalimentaire de premier plan qui affrète entre 600 et 700 navires par an, Cargill est l’un des premiers à tester le système WindWings.[22] Il participe à un projet pilote visant à déterminer si un vraquier équipé de deux voiles rigides et chargé de céréales est commercialement viable.
Livraison sans émission : un aperçu du futur ?
Partenaire de longue date d’Abdul Latif Jameel, la compagnie maritime japonaise NYK est à l’origine d’une nouvelle approche de la propulsion des grands navires de haute mer, dans le cadre de son plan stratégique « Staying Ahead 2022 with Digitalization and Green » (Rester à la pointe en 2022 grâce à la numérisation et au respect de l’environnement).
En collaboration avec sa branche R&D maritime (MTI) et la société finlandaise d’ingénierie et de conseil Elomatic, NYK a conçu un navire conceptuel illustrant le potentiel des nouvelles technologies et des nouveaux carburants[23]. La puissance nécessaire pour faire fonctionner le « NYK Super Ecoship 2050 » long de 200 mètres a été réduite de 70 % grâce à l’introduction de piles à combustible pour la propulsion électrique, au remodelage de la coque pour diminuer la friction de l’eau, à la réduction du poids de la coque et à l’utilisation d’autres dispositifs de propulsion très efficaces.
Au lieu d’utiliser des combustibles fossiles, le navire serait alimenté par l’énergie solaire et l’hydrogène produit à partir de sources d’énergie renouvelable, ce qui permettrait de réduire les émissions de CO2 de 100 % et de créer un navire « zéro émission ».
Cette réduction surprenante est le fruit des contributions cumulées de ces différentes innovations. Les piles à hydrogène, par exemple, contribuent à une réduction de 18 %, tandis que la coque légère réduit la consommation d’énergie de 34 %. Les systèmes de carburant récupèrent la chaleur perdue pour atteindre un rendement énergétique de 69 %, tandis que le réservoir d’hydrogène de 1 900 m3 permet de naviguer jusqu’à 21 jours sans ravitaillement. L’énergie solaire contribue à hauteur de 15 % de la demande énergétique totale.
Innovations en matière de conception
Les innovations qui améliorent les économies de carburant à bord des nouveaux navires permettent de réduire la demande d’énergie de 40 à 50 %[24] et pourraient rendre les carburants alternatifs plus attrayants, simplement en réduisant les coûts supplémentaires liés à leur utilisation.
Concernant les technologies existantes, l’adoption généralisée de meilleures pratiques et de technologies écoénergétiques pour optimiser de manière globale les systèmes d’alimentation ainsi que les opérations de la flotte peut générer des gains significatifs.
La mise en œuvre de technologies de lubrification pneumatique et de propulsion éolienne sur les navires existants, ainsi que les logiciels d’optimisation des itinéraires permettant de réduire la consommation de carburant à grande échelle, offrent des avantages substantiels.
Les nouvelles technologies offrent plusieurs voies prometteuses qui peuvent conduire à une plus grande efficacité. Les chercheurs étudient notamment la possibilité de reproduire les propriétés de la peau de requin pour donner aux coques de navire une surface biomimétique capable de réduire la traînée tout en améliorant la poussée, ou d’intégrer les propriétés passives d’emprisonnement de l’air afin de réduire les frottements.
J’ai bon espoir que tous les facteurs nécessaires seront réunis pour que l’on assiste à un changement radical des émissions (de carbone et d’autres polluants) produites par le commerce maritime.
La recherche et le développement de carburants alternatifs, ainsi que le rôle croissant de l’intelligence artificielle et de la technologie autonome, révèlent un tournant où le transport maritime mondial sera plus propre, plus rapide et plus efficace, contribuant ainsi à accélérer notre route vers un avenir plus durable pour notre planète.
[1] https://www.vsnb.com/floating-rubber-ducks-ocean-teach-us-good-lessons
[2] https://cms.zerocarbonshipping.com/media/uploads/documents/MMMCZCS_Sailing_towards_zero_ver_1.0.pdf Pages 3 et 5.
[3] https://ec.europa.eu/research-and-innovation/en/horizon-magazine/emissions-free-sailing-full-steam-ahead-ocean-going-shipping
[4] https://www.worldshipping.org/sustainable-shipping
[5] https://cms.zerocarbonshipping.com/media/uploads/documents/MMMCZCS_Sailing_towards_zero_ver_1.0.pdf Page 5.
[6] https://www.forbes.com/sites/kensilverstein/2023/02/27/decarbonizing-the-shipping-sector-is-a-long-trip-but-within-reach/
[7] https://www.imo.org/en/KnowledgeCentre/ConferencesMeetings/pages/Marpol.aspx
[8] https://think.ing.com/uploads/pdf-replacements/IMO_2020_sulphur_cap_reshapes_global_shipping.pdf
[9] https://www.theguardian.com/environment/2022/jul/12/shippings-dirty-secret-how-scrubbers-clean-the-air-while-contaminating-the-sea
[10] https://www.offshore-energy.biz/bimco-scrubber-fitted-ships-nearly-double-in-15-months/
[12] https://www.mondaq.com/marine-shipping/1038458/towards-a-more-sustainable-shipping-industry–where-are-we-now
[13] https://www.europarl.europa.eu/news/en/press-room/20200910IPR86825/parliament-says-shipping-industry-must-contribute-to-climate-neutrality#:~:text=MEPs%20call%20for%20an%20%E2%80%9COcean,alternative%20fuel%20and%20green%20ports.
[14] https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=272df2e9-7442-450f-a902-e8ce304ed6d0
[15] https://www.dnv.com/maritime/advisory/poseidon-principles.html
[16] https://www.emsa.europa.eu/newsroom/latest-news/item/4834-update-on-potential-of-biofuels-for-shipping.html#:~:text=While%20the%20current%20use%20of,the%20total%20maritime%20fuel%20consumption
[17] https://www.ecomarinepower.com/en/rigid-sails-and-solar-power-for-ships
[18] https://splash247.com/yara-marine-to-market-bar-tech-wind-power-for-ships/
[19] https://www.ecomarinepower.com/en/aquarius-eco-ship
[20] https://www.wartsila.com/insights/whitepaper/the-future-of-smart-autonomy-is-here
[21] https://www.forbes.com/sites/kensilverstein/2023/02/27/decarbonizing-the-shipping-sector-is-a-long-trip-but-within-reach/
[22] https://www.reuters.com/business/environment/back-future-cargo-giant-cargill-turns-sails-cut-carbon-2022-07-01/
[23] https://www.nyk.com/english/esg/envi/ecoship/
[24] https://cms.zerocarbonshipping.com/media/uploads/documents/Five-Critical-Levers-that-make-a-Difference.pdf page 4
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