Bac Spécialité 2I2D/STI2D - Polynésie - Session 2025 – Bateau nettoyeur des mers – Innovation Technologique et Eco-Conception

Partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable)

Mise en situation

Chaque minute, 17 tonnes de déchets plastiques sont déversées dans les océans. Selon l'ONU, si aucune mesure n’est prise, ces derniers contiendront plus de déchets plastiques que de poissons (en poids) d'ici à 2050. Agir contre cette pollution plastique est donc une priorité mondiale. C’est dans ce sens que l’association The SeaCleaners, fondée en 2016, a dévoilé le concept de ce premier bateau-usine éco-conçu pour collecter, traiter et valoriser les déchets plastiques marins.

Ce bateau, appelé Manta, dont le fonctionnement est inspiré par une approche biomimétique et à bord duquel tout est récupéré, rien n’est gaspillé, est unique au monde. Alimenté par des énergies renouvelables à hauteur de 40 à 75 % du besoin globale en énergie (en fonction des opérations et des conditions météorologiques), il est capable de traverser les océans pour intervenir le long des côtes les plus polluées du monde.

Au-delà de sa vocation de « nettoyeur des mers », les missions assignées au Manta sont de :

- contribuer à la transition écologique dans les pays affectés par la pollution plastique, par la démonstration et la diffusion de solutions innovantes pour la gestion et le traitement des déchets plastiques ;

- recevoir du public à bord, lorsque le bateau est à quai, pour des opérations de sensibilisation et d’éducation à la pollution plastique ;

- accueillir des missions scientifiques internationales sur la quantification, la caractérisation et la localisation des nappes de déchets plastiques.

Ces missions font du Manta une solution complète de lutte contre la pollution plastique, à la fois corrective et préventive.

Grâce à son usine embarquée, les déchets triés manuellement sont traités et valorisés par une unité de conversion énergétique, capable de transformer le plastique collecté en énergie. L'objectif du Manta est de débarrasser les océans de 500 tonnes de déchets plastiques par an.

La propulsion du bateau est assurée par un système hybride combinant 1500 m² de voiles et des moteurs électriques. Une partie de l’énergie nécessaire à l’alimentation des équipements électriques est produite par deux éoliennes, environ 700 m² de panneaux photovoltaïques, des hydro-générateurs ainsi que l’unité de valorisation énergétique des déchets. Des batteries électriques permettent le stockage de l'énergie produite.

Ce projet de dépollution des milieux marins est en cours de développement.

Travail demandé

Partie 1 : Comment agir durablement sur la dépollution des océans ?

Partie 2 : En quoi les 4 modes de collecte permettent une récupération suffisante des déchets ?

Partie 3 : Comment quantifier et qualifier la rentabilité des équipements de production d’énergie renouvelable sur le Manta ?

Partie 4 : Comment choisir les matériaux les plus adéquats pour la construction de la coque ?

Partie enseignement de spécialité ITEC (Innovation Technologique et Eco-Conception)

Mise en situation

The SeaCleaners possède un bateau appelé Manta spécialisé dans la collecte de déchets marins. Diverses méthodes sont employées pour ramasser ces déchets. Les objets encombrants, tels que les équipements de pêche abandonnés et les plastiques industriels, présentent un risque sérieux pour la vie marine et les écosystèmes. Pour ce genre de déchets le navire Manta utilise de grands filets.

L’arrière du bateau est équipé d’une grue dont le rôle est de collecter les débris de grandes tailles, de remonter les filets chargés de déchets ainsi que de faciliter la mise à l’eau des deux bateaux annexes nommés Mobula.

Une fois à bord, les matériaux récupérés sont triés ; les déchets recyclables sont séparés pour minimiser l'impact environnemental. La mission du Manta ne vise pas uniquement à nettoyer les océans, mais également à sensibiliser le public à la gravité de la pollution marine. Elle encourage une prise de conscience et une action accrue pour la protection de nos écosystèmes marins.

Travail demandé

Partie A : Comment choisir le vérin de levage de la grue ?

Partie B : Vérifier si le coefficient de sécurité adopté lors de la conception du bras télescopique convient.