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La transition énergétique du transport maritime passe par de nouvelles approches mathématiques

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Mis à jour le 25/09/2024
Aujourd’hui, le transport maritime représente 3% des émissions de gaz à effets de serre dans le monde. La maîtrise de son empreinte énergétique et environnementale est un défi de taille pour le secteur : il s’est engagé à réduire de 70% ses émissions de CO2 par rapport à 2008 et espère atteindre la neutralité carbone en 2050. Afin de remplir ces objectifs ambitieux, l’industrie maritime doit redoubler d’efforts pour accélérer sa transition énergétique. C’est dans ce contexte qu’est créé le laboratoire commun « MATritime » associant Bañulsdesign, le CNRS, l’École polytechnique et Inria. Financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR), le LabCom vise à soutenir la transition du secteur maritime en mutualisant les champs d’expertise et les compétences de l’ensemble des partenaires.
© V. Curutchet et Team Sodebo / Alvarez sur iStock / Bañulsdesign et Platon

Modèles physique et statistiques au service de la conception navale

En mer, la déperdition d’énergie des navires de transports est multifactorielle. Elle est notamment due à la complexité du navire en lui-même et de ses matériaux, à la difficulté de prédire leur comportement sur l’eau et face aux phénomènes météorologiques (qui représentent aujourd’hui 15 à 50% d’écart type de consommation selon la sévérité des conditions), aux aléas propres au milieu marin. Cette déperdition se combine en plus aux incertitudes inhérentes aux futures modes de propulsions (vélique, hydrogène).

Le LabCom MATritime porté par Olivier Le Maître, directeur de recherche au CNRS, membre de l’équipe PLATON commune CNRS – Inria - École polytechnique, a pour objectif de développer une modélisation holistique de l’ensemble des incertitudes (environnementales, de caractérisation, de modélisation des bâtiments), ce dès leur conception et tout au long de la vie des bateaux. S’appuyant sur des technologies de simulation numérique avancées associant modèles physiques et statistiques, MATritime développera des approches numériques pouvant s’appliquer aux différentes étapes vers la neutralité carbone :

  • à court terme, l’optimisation de composants de navires existants,
  • à moyen terme, la conception robuste de navires conventionnels,
  • à long terme, finalement, la conception robuste de navires employant de nouveaux modes de propulsion.

En parallèle, afin d'accompagner la digitalisation du monde maritime et préparer les futurs outils des problématiques opérationnelles (optimisation des missions, routes, opérations de maintenance, …), le projet explorera également la création de jumeaux numériques de navires, intégrant des données mesurées en navigation pour une optimisation des modèles de prédiction des performances du navire. En faisant le pari de l’association de chercheurs en mathématiques avec des ingénieursarchitectes naval praticiens, MATritime parie sur la pluridisciplinarité pour relever les défis d’une industrie maritime plus durable, plus verte et plus robuste.

© Inria / B. Fourrier

De gauche à droite sur la photo : Melchior Faure, chargé de développement des laboratoires communs, Direction des relations avec les entreprises du CNRS / Dominique Rossin, directeur de l’Enseignement et de la recherche de l'École polytechnique / Renaud Bañuls, Fondateur et CEO, Bañulsdesign / Jean-Yves Berthou, Directeur du centre Inria de Saclay et Directeur général délégué à la politique de site d'Inria /  Dominique Dunon-Bluteau, directeur des opérations scientifiques de l'ANR  

Le CNRS se réjouit de la création du laboratoire commun MATritime avec l’entreprise Bañulsdesign et nos partenaires académiques. Ce nouveau partenariat public-privé qui entend favoriser la transition maritime s’inscrit pleinement dans la stratégie de notre organisme pour faire face aux grands défis de notre société. Le CNRS comptabilise plus de 275 laboratoires communs en activité avec des entreprises sur des thématiques de recherches variées, et cette forme de collaboration représente un soutien fondamental à l’innovation et au transfert des sciences vers la société.

Melchior Faure

Chargé de développement des laboratoires communs du CNRS.

L’ANR se félicite de la création du LabCom « MATritime » qui va permettre aux équipes de recherche d’Inria, du CNRS, et de l’École polytechnique, en collaboration avec celles de Bañulsdesign, d’accompagner l’industrie maritime dans sa transition énergétique. Le Laboratoire Commun « MATritime » s’inscrit pleinement dans l’esprit du programme de financement LabCom de l’ANR, un dispositif de soutien à l’innovation, dont la vocation est de renforcer la recherche partenariale entre les secteurs publics et privés pour les rendre plus compétitifs et en capacité de mieux répondre aux enjeux des transitions.

Dominique Dunon-Bluteau

Directeur des opérations scientifiques de l’ANR

L’École polytechnique se félicite de cette collaboration fructueuse entre notre équipe Platon commune avec lNRIA et le CNRS qui mène un travail remarquable sur la quantification des incertitudes dans les modélisations numériques et l’optimisation, et Bañulsdesign, une entreprise reconnue dans les domaines de l’architecture navale et l’ingénierie maritime. Ce laboratoire commun est un projet de grande envergure au regard des enjeux contemporains de l’industrie maritime, tels que la décarbonation ou encore l'autonomisation. La nécessaire maitrise du niveau d’incertitude et du risque implique la création d’outils numériques pour la conception, le suivi et l'exploitation des navires, afin d’augmenter la précision de leurs modèles statiques et dynamiques. L’École polytechnique souhaite que ce projet devienne un fleuron en termes de modélisation et de prédiction des aléas du monde marin et d’aide à la décision.

Dominique Rossin

Directeur de l’Enseignement et de la Recherche de l’École polytechnique, Vice-Président Enseignement de l’Institut Polytechnique de Paris

En relevant ensemble des défis scientifiques et industriels, les laboratoires communs qui réunissent équipes de recherche et acteurs privés sont au coeur de notre politique d’innovation. En effet, nous soutenons résolument ces dynamiques de partenariats avec des entreprises qui développent de l’emploi en France et ont de l’impact sur notre territoire. Avec MATritime, cet impact sera d’autant plus important que nous travaillerons main dans la main avec nos partenaires pour participer à la décarbonation du transport. Nous sommes donc particulièrement fiers d'être engagés dans ce laboratoire commun dont nous suivrons avec enthousiasme les résultats.

François Cuny

Directeur général délégué à l’innovation d'Inria

Platon est une équipe projet commune avec le CNRS, l’École polytechnique et Inria, hébergée au Centre de Mathématiques Appliquées de Polytechnique. Créée en 2020, Platon est forte de 3 chercheurs permanents et d’une douzaine de doctorants et post-doctorants qui mènent des recherche sur le traitement des incertitudes en calcul scientifique pour l’ingénierie et la simulation. Son expertise va de la modélisation des incertitudes à la prise de décision, en passant par l’analyse de sensibilité, la calibration de modèle, et les aspects algorithmiques et de calcul haute performance associés. Platon a plusieurs partenariats industriels (ArianeGroup, 3DS, Essilor, Framatome, Bañulsdesign) ou publics (ONERA, DLR, CEA, BRGM, VKI, ESA). Ses permanents ont un fort réseau de collaborations académiques avec les universités de Stanford, Duke, KAUST, MIT, Politecnico Milano, UCL, Zurich, …


Bañulsdesign est une TPE fondée par Renaud Bañuls en 2009, spécialisée en architecture navale pour le voilier, notamment les voiliers de course (participation et victoire dans la 33ème coupe de l’America avec l’équipe BMW ORACLE, conception du Trimaran Ultim de 32m Sodebo Ultim 3, optimisation du catamaran Olympique français à Tokyo). Depuis plusieurs années, bañulsdesign dispense également son expertise dans l’industrie maritime pour des sociétés de premier plan comme BV marine solutions, CMACGM, etc. pour l’optimisation des navires et de leurs routes. Bañulsdesign est également initiateur du consortium « Share the Ocean » en collaboration avec L’observatoire PELAGIS (Univ La Rochelle /CNRS) pour la prévention des collisions avec la mégafaune marine.

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