Le sujet porte sur un bateau-usine éco-conçu pour collecter, traiter et valoriser les déchets plastiques marins.

Le sujet comporte deux parties indépendantes qui peuvent être traitées dans un ordre indifférent :

- partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable) : durée indicative 2h30 (12 points)

- partie enseignement de spécialité AC (Architecture et Construction) : durée indicative 1h30 (8 points)

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 ?