La nouvelle technologie de cartographie océanique aide les navires à réduire l'utilisation du carburant et les émissions de co₂
La recherche innovante d'un universitaire de l'UNSW utilise les courants océaniques pour optimiser les voies d'expédition et réduire l'impact environnemental du transport maritime.
Chaque jour, plus de 50 000 cargaisons de cargaisons explorent les océans du monde, transportant environ 90% de toutes les marchandises échangées dans le monde.
L'expédition mondiale est une énorme industrie – et elle est responsable de 3% des émissions de gaz à effet de serre du monde: si l'industrie du transport maritime était un pays, elle se classerait comme le sixième émetteur de gaz à effet de serre.
Pour trouver des voies plus efficaces pour les cargos, le professeur agrégé Shane Keating, chercheur en océanographie et mathématiques appliqués à l'UNSW Sydney, a développé un algorithme utilisant des modèles océaniques de pointe et une intelligence artificielle (IA).
« Avec de meilleures prévisions océaniques, les navires peuvent utiliser la puissance des courants lorsqu'ils voyagent, réduisant l'utilisation de carburant et la réduction des émissions », explique A / Prof. Keating.
Son innovation fournira des prévisions océaniques à l'industrie du transport maritime sous la contre-courant de l'UNSW Sydney Spinout.
L'entreprise est construite sur 15 ans de recherche étudiant les courants océaniques en mettant l'accent sur les prévisions, la télédétection par satellite et la science des données.
« L'algorithme est comme un Google Maps for the Sea, donnant la voie la plus efficace en temps réel en fonction du comportement des tourbillons de l'océan. »
Cartographier l'océan
A / Prof. Keating est un expert dans un type de courant océanique appelé Eddies, des courants circulaires tourbillonnants qui sont l'équivalent océanique des tempêtes atmosphériques.
Les tourbillons se trouvent dans chaque bassin océanique et représentent 90% de l'énergie cinétique de l'océan, mais elles ne sont pas bien représentées dans les prévisions de courant de l'océan existantes.
En incorporant mieux les tourbillons de l'océan dans les prévisions, Keating dit que les navires commerciaux peuvent exploiter ces courants pour trouver des itinéraires plus efficaces à travers l'océan.
La plupart des navires parcourent la distance la plus courte entre deux points à la surface de la Terre. Il est connu comme un grand itinéraire de cercle.
Mais cette voie, bien que ce soit la distance la plus courte, n'est pas la voie la plus économe en carburant car les courants océaniques déplacent constamment le navire de cette ligne géométrique parfaite. Le navire doit utiliser ses moteurs et donc brûler plus de carburant pour rester sur la ligne.
En allant avec les courants océaniques, les navires voyageont des distances un peu plus longues sur la surface de la Terre, mais ils se déplaceront plus efficacement parce qu'ils se déplacent avec des courants océaniques plutôt que contre eux.
Vous pouvez le faire en temps réel si vous savez où sont ces courants océaniques.
Empoassée par les images satellites
L'une des raisons pour lesquelles cela est possible est due à l'amélioration de la technologie satellite, qui fournit désormais des images qui permettent de suivre les Eddies.
A / Prof. Keating a commencé à voir comment les satellites pouvaient être utilisés pour mesurer l'océan depuis l'espace après avoir obtenu son doctorat en astrophysique à l'Université de Californie San Diego.
« Au cours des dernières décennies, la technologie satellite a complètement révolutionné la façon dont nous regardons l'océan », dit-il.
«Avant l'ère des satellites, notre photo de l'océan était d'une baignoire géante d'eau de mer avec seulement quelques grands courants océaniques – comme le Gulf Stream et le courant de l'Australie est.
« Grâce aux satellites, nous savons maintenant que l'océan est très turbulent et chaotique, comme notre atmosphère, et est rempli de milliers de tourbillons de l'océan qui peuvent aller en diamètre de dix à 300 kilomètres et de profondeurs allant jusqu'à 2000 mètres. »
Bien que les Eddies tournent lentement, avec des vitesses de courant allant jusqu'à deux mètres par seconde, le fait que l'eau de mer est 800 fois plus dense que l'air signifie que chacun de ces tourbillons a plus d'élan qu'un cyclone tropical.
Notre vision des courants océaniques a obtenu une mise à niveau majeure en décembre 2022 avec le lancement du satellite des eaux de surface et de la topographie océanique (SWOT).
SWOT est une mission satellite conjointe américaine-française capable de cartographier les courants océaniques avec 10 fois la résolution de la technologie satellite existante.
A / Prof. Keating est membre de l'équipe des sciences internationales du SWOT Satellite et dirige l'Australian SWOT Working Group (AUSWOT), un consortium de chercheurs et de parties prenantes travaillant à soutenir la mission SWOT dans la région Asie-Pacifique.
Pour tirer le meilleur parti des observations de satellites tels que SWOT, les chercheurs doivent les comparer avec des mesures prises à la surface.
En octobre 2023, A / Prof. Keating et une équipe d'océanographes UNSW sont montés à bord du navire de recherche CSIRO à la pointe de la technologie Enquêteur pour VRPrendre des données océaniques essentielles sous le chemin du satellite car elle orbite autour de la Terre.
Les données collectées à partir de navires commerciaux jouent également un rôle important pour aider à améliorer notre compréhension des courants océaniques et comment ils pourraient changer dans un monde de réchauffement.
En avril 2024, A / Prof. Keating a participé à un voyage à bord d'un navire de chargement de 140 mètres de long se déplaçant du port de Newcastle à Auckland, dans le cadre du programme des navires d'opportunité (SOOP), un partenariat mondial entre l'industrie maritime et les chercheurs qui utilisent des navires commerciaux pour rassembler des observations océaniques pour les prévisions météorologiques maritimes.
« C'était incroyable », explique A / Prof. Keating. « Vous voyagez à travers l'océan à la vitesse d'une voiturette de golf, vous pouvez donc vraiment voir l'impact des courants océaniques sur le navire. »
Assembler le puzzle
A / Prof. Le voyage de Keating à bord du navire de chargement lui a donné un aperçu de l'industrie pratiquement invisible.
« L'expédition est l'élément vital de l'économie mondiale, d'une valeur stupéfiante de 20 billions de dollars par an », a / prof. Keating dit: « Mais nous n'en entendons presque jamais parler à moins que quelque chose ne soit mal.
« Toute cette expédition a une énorme empreinte carbone – sur un milliard de tonnes de CO2 L'équivalent par an est émis par l'industrie du transport maritime. «
L'Organisation maritime internationale – l'organisme des Nations Unies qui réglemente l'industrie du transport maritime mondial – a fixé un objectif de zéro émissions d'expédition d'ici 2050, avec une absorption obligatoire de combustibles à émission zéro tels que l'hydrogène vert et le méthanol vert.
Cependant, il faudra du temps pour remplacer la flotte de navires marchand existante par des navires qui peuvent utiliser des carburants alternatifs, et, même alors, ces carburants seront 6 à 10 fois plus chers que le carburant de bunker traditionnel.
A / Prof. La technologie de routage des navires de Keating permet aux navires de réduire les coûts et les émissions en apportant de petits ajustements à l'itinéraire du navire pour profiter des courants naturels.
Ayant testé sa technologie sur plus d'une centaine de navires, A / Prof. Keating a pu démontrer des économies de carburant cohérentes allant jusqu'à 20%.
Il s'engage maintenant avec plusieurs compagnies maritimes et constructeurs de navires pour commercialiser la technologie et la rendre rapidement accessible à l'industrie plus large.
« C'est un gagnant-gagnant pour les compagnies maritimes », explique A / Prof. Keating. «Ils peuvent économiser de l'argent et atteindre leurs objectifs de réduction des émissions dès maintenant, sans aucune modification du navire ou modifier le temps de transit du navire.
« J'espère que, au cours des cinq prochaines années, cette recherche changera la façon dont les navires traversent l'océan afin que les compagnies maritimes puissent atteindre leurs objectifs d'émissions. »
