Audit énergétique et empreinte carbone dans la pêche au chalut

May 13, 2023

Données scientifiques volume 9, Numéro d'article : 428 (2022) Citer cet article

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Détails des métriques

La combustion d'énergies fossiles est considérée comme une cause majeure du changement climatique, c'est pourquoi la réduction des émissions est devenue un objectif clé de l'accord de Paris sur le climat. Une surveillance cohérente du profil énergétique des navires de pêche par le biais d'un audit énergétique peut identifier efficacement les sources d'inefficacité, permettant le déploiement d'interventions correctives bien informées et rentables. Nous avons appliqué des audits énergétiques à une flotte d'essai de dix navires, représentant trois pêcheries au chalut méditerranéennes typiques : le chalut-bœuf pélagique, le chalut de fond à panneaux et le chalut à perche Rapido. Dans l'ensemble, ces pêcheries utilisent environ 2,9 litres de carburant par kilogramme de poisson débarqué, mais le taux de consommation de carburant varie considérablement selon le type d'engin et la taille du navire. Cette quantité de carburant brûlée de la capture au débarquement génère environ 7,6 kg∙CO2/kg de poisson en moyenne. La minimisation des impacts et de la consommation d'énergie tout au long de la chaîne de production peut être un autre élément essentiel nécessaire pour réduire les coûts environnementaux de la pêche. Nos résultats ont fourni un ensemble de repères reconnus qui peuvent être utilisés pour suivre les progrès dans ce domaine.

Des mesures)

vitesse du navire • latitude • longitude • consommation de carburant • vitesse de rotation de l'arbre • couple de l'arbre • traînée des engins de pêche

Type(s) de technologie

Système de navigation GPS • débitmètre massique et volumétrique • système de mesure de puissance à l'arbre avec capteur optique et jauge de contrainte

Type(s) de facteur(s)

consommation de carburant • émissions de gaz à effet de serre

Caractéristique de l'échantillon - Environnement

gaz à effet de serre • combustible fossile

Caractéristique de l'échantillon - Emplacement

mer Méditerranée

À l'échelle mondiale, les activités humaines influencent considérablement le climat et la température de la Terre1,2. La réduction des forêts, de l'élevage et de la combustion de combustibles fossiles est une préoccupation majeure à cet égard. Pour limiter l'impact du changement climatique et respecter les objectifs de l'Accord de Paris3, à savoir limiter l'augmentation de la température moyenne mondiale bien en dessous de 2 °C par rapport aux niveaux préindustriels, une réduction rapide et considérable des émissions est indispensable.

La pêche marine aux engins de pêche actifs est une méthode de production alimentaire à forte intensité énergétique et sa durabilité économique est très sensible à la consommation de carburant4. Les progrès de la technologie de la pêche ont également entraîné la motorisation des flottes de pêche avec des moteurs plus puissants et la demande accrue des pêcheries en combustibles fossiles5,6. Cela nécessite la maximisation de l'efficacité énergétique, car la consommation de carburant des navires de pêche est généralement le principal moteur de la demande d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre (GES) provenant de la production halieutique, représentant entre 60 et 90 % des émissions, quel que soit l'engin utilisé ou les espèces ciblées. jusqu'au point d'atterrissage4,7. Bien que les techniques d'analyse inadéquates rendent difficile le classement des engins et des pratiques de pêche en fonction de leurs émissions de GES, la consommation relative de carburant selon les méthodes offre un substitut raisonnable aux émissions8. En effet, les navires de pêche au chalut, en particulier en Méditerranée, ont tendance à être exceptionnellement inefficaces sur le plan énergétique, et les approches visant à améliorer leur efficacité énergétique profiteraient à la compétitivité et à la rentabilité de l'industrie de la pêche et à la préservation de l'environnement9,10,11. La combustion de combustibles fossiles pour les activités humaines produit des émissions de divers GES, notamment du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), des oxydes d'azote (NOx), du dioxyde de soufre (SO2) et des composés organiques volatils non méthaniques12. L'un des principaux objectifs de l'accord de Paris est de parvenir à une gestion durable des ressources naturelles afin de réduire les émissions de GES et, en particulier, de réduire les émissions de CO2 provenant de la combustion d'énergies fossiles. Le chalutage est une activité énergivore et sa durabilité économique est très sensible à la consommation de carburant. Dans le même temps, les technologies économes en énergie et les changements de comportement peuvent également réduire les dommages causés aux écosystèmes aquatiques, réduire les émissions et réduire les coûts de carburant des pêches de capture13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23 . La réduction des émissions de GES et l'utilisation efficace des ressources sont devenues des objectifs politiques essentiels à l'ordre du jour de l'Union européenne9,24. Une bonne performance énergétique des flottes est essentielle pour parvenir à une pêche économiquement et écologiquement durable4.

Les audits énergétiques sont des moyens efficaces d'avoir une idée plus claire de la façon dont l'énergie est utilisée dans une entreprise et d'identifier par la suite des moyens de réduire les niveaux de consommation d'énergie et les coûts associés4,25. Par conséquent, l'adoption d'un audit énergétique doit être considérée comme l'une des stratégies pouvant être utilisées pour améliorer les résultats d'une pêcherie opérant dans le cadre d'un système de gestion basé sur l'approche écosystémique des pêches (AEP)26. Pour cette raison, dans la présente étude, un processus d'audit énergétique pour les navires de pêche a été développé puis testé sur plusieurs navires de pêche différents. Le concept AEP est une approche prometteuse vers une réglementation intégrée de l'environnement et de la pêche27,28,29, mais les implications énergétiques ont été négligées6,30. Ceci est particulièrement problématique car la consommation de carburant est également liée aux impacts sur les fonds marins. Comme l'a déclaré Thrane31, la réduction de la consommation de carburant peut résoudre simultanément plusieurs autres problèmes environnementaux dans les pêcheries modernes. Les améliorations de l'efficacité énergétique peuvent réduire le besoin d'investissement dans les infrastructures énergétiques, réduire les coûts de carburant, accroître la compétitivité et diminuer l'impact environnemental négatif de la pêche4. Cela montre que les administrations disposent d'outils essentiels pour poursuivre une pêche durable et économe en énergie en influençant directement les coûts de l'énergie ou en introduisant indirectement des quotas de carbone, tels que le système d'échange de quotas d'émission de l'Union européenne32. Les audits d'efficacité énergétique peuvent servir d'outil pour évaluer la performance des flottes, ainsi que le succès des techniques innovantes appliquées25. Étant donné que l'avenir reste assez incertain et que de nouvelles hausses des prix du pétrole et du carburant sont attendues4,25, des mesures doivent être prises pour se préparer aux futures hausses du prix du carburant et assurer une utilisation économiquement, écologiquement et socialement durable des ressources halieutiques.

L'introduction d'audits énergétiques sur les navires de pêche constitue une approche pratique pour lutter contre l'inefficacité énergétique5,6,10. Un audit énergétique du navire évalue la quantité d'énergie consommée par les composants individuels du navire, y compris le système de propulsion, les circuits électriques et hydrauliques CA et CC, ainsi que l'équipement de refroidissement.

Un audit énergétique permet :

l'établissement d'un référentiel de consommation d'énergie ;

estimer la consommation énergétique de chaque composant ;

répartition de la consommation d'énergie par rapport à l'activité spécifique du navire (par exemple, navigation, recherche de poisson ou remorquage).

Cette analyse permet d'identifier les faiblesses de manière ciblée permettant d'identifier des solutions et des remèdes adaptés. Ici, des opportunités se présentent grâce à la disponibilité de nouvelles technologies et de nouveaux produits qui réduisent la consommation de carburant33 et les émissions de gaz d'échappement. Même des mesures simples peuvent être efficaces, par exemple, d'autres expériences10,11 ont montré une économie de carburant allant jusqu'à 15% obtenue en réduisant la vitesse de navigation d'un demi-nœud. Une réduction de la consommation de carburant de 15 % représente des millions de litres de carburant économisés dans le monde, ce qui se traduit à son tour par une réduction considérable des émissions et une rentabilité accrue pour l'industrie de la pêche.

Lors d'un audit énergétique, l'instrumentation sensible enregistre le débit de carburant, les vitesses d'arbre, le couple, le flux de courant alternatif et continu, la chaleur rayonnée, le débit de fluide hydraulique et d'autres paramètres. Les données acquises sont analysées pour identifier les composants inutiles à forte consommation d'énergie, qui sous-tendent les mesures d'économie d'énergie.

L'intérêt actuel pour le développement de stratégies d'efficacité énergétique pour l'industrie de la pêche, y compris les carburants et lubrifiants alternatifs, a été déclenché par une nouvelle hausse des prix du carburant et une préoccupation pour le changement climatique. Atteindre l'efficacité énergétique nécessite une approche analytique soigneusement conçue, complète et cohérente34, une condition que les audits énergétiques peuvent remplir. La pierre angulaire des audits énergétiques des navires de pêche réside dans le suivi continu de leurs performances énergétiques. En conséquence, les composants consommateurs d'énergie inutiles peuvent être identifiés et des mesures d'amélioration de l'efficacité énergétique peuvent être proposées5. De plus, dans le cadre d'un plan d'affaires, le profil énergétique du navire peut être évalué pour comprendre comment les niveaux de rentabilité peuvent être augmentés en prenant des mesures d'amélioration de l'efficacité énergétique. Les audits énergétiques contribuent à assurer la durabilité tant sur le plan environnemental qu'économique. Comme dans le proverbe "si ça paie, ça reste", une solution qui réduit la consommation de carburant, nette des investissements verts initiaux à rentabiliser, réduira également les coûts de fonctionnement, ce qui constitue une incitation à son adoption.

Ici, nous nous appuyons sur ce sujet émergent pour donner un aperçu de l'état actuel de la recherche sur l'utilisation de l'énergie dans les pêches au chalut. Cet article décrit les flottilles chalutières méditerranéennes et aborde quelques questions relatives à sa gestion. Même si l'accent principal est mis sur la Méditerranée, certaines considérations sur les questions environnementales concernant l'utilisation de l'énergie peuvent être largement étendues à d'autres régions du monde avec des structures de flotte similaires. En plus des préoccupations suscitées par les émissions de GES provenant de la combustion de combustibles fossiles, une plus grande attention est désormais accordée aux pêcheries à forte intensité énergétique. Par conséquent, l'application d'un audit énergétique peut être la première étape importante vers une évaluation systématique des coûts potentiels et des impacts environnementaux des pratiques d'économie de carburant sur toutes les pêcheries. Le contexte méditerranéen est assez typique de l'industrie de la pêche artisanale dans la région européenne. Les coûts de main-d'œuvre sont généralement faibles et la consommation de carburant peut représenter 37 % des dépenses des activités de pêche au chalut10,35. Par conséquent, la réduction de la consommation de carburant offre de multiples avantages économiques et environnementaux, et ces résultats positifs pourraient être utiles à d'autres pays.

Nous présentons ici les résultats d'une synthèse analytique des données et des indicateurs de performance énergétique pour identifier les modèles d'utilisation de carburant dans les pêcheries ciblant différentes espèces et employant différents engins. Un outil d'audit énergétique standard a été conçu sur la base de l'expérience antérieure des systèmes de surveillance de l'énergie à bord des navires de pêche10,11. Pour tester la valeur et l'efficacité, plusieurs audits énergétiques ont été réalisés entre juin 2008 et juillet 2018 à bord de chalutiers-bœufs pélagiques (PTM), de chalutiers de fond à panneaux simples (OTB) et de chalutiers à perche Rapido (TBB), trois grands segments de la flotte de chalutiers de la Méditerranée36,37. Les principaux objectifs de ce travail sont donc :

- d'appliquer, sur une flotte test, la démarche d'audit énergétique des navires de pêche, en évaluant sa faisabilité, son efficacité et son intérêt ;

- recueillir des données de base pour les analyses des coûts énergétiques ;

- fournir aux propriétaires de navires de pêche des informations sur la consommation énergétique de référence de leur navire ainsi que sur la consommation d'énergie de chaque élément et activité du navire ; et

- aider les propriétaires à identifier des mesures de conservation d'énergie réalisables et rentables.

L'étude actuelle a été menée principalement pour étudier la consommation d'énergie afin d'identifier par la suite des moyens potentiels de réduire la consommation d'énergie. Intuitivement, à mesure que le pool d'informations d'audit énergétique sur les navires de pêche méditerranéens s'agrandit, il devrait être possible de déterminer les domaines de recherche et de développement les plus nécessaires et de se lancer dans un programme à long terme pour constituer le pool d'expertise technique nécessaire.

Dix navires ont été suivis pour des tests, représentant trois principaux secteurs de flotte de la pêche méditerranéenne. Nous avons suivi deux chalutiers de fond à panneaux (OTB), sept chalutiers-bœufs pélagiques (PTM) et un chalutier à perche Rapido (TBB). Le tableau 1 présente les principales caractéristiques techniques de ces navires de pêche. Suite à la sélection des navires, un modèle d'audit énergétique a été élaboré pour évaluer les principales caractéristiques des navires pendant les sorties de pêche (par exemple, les caractéristiques du moteur, de l'hélice et des engins, le type et la conception de la coque).

La durée d'une sortie de pêche ou d'une surveillance est affectée par différentes variables, telles que les espèces ciblées, les engins de pêche et les conditions météorologiques. Les sorties de pêche sont relativement constantes selon le type de pêche tout au long des semaines de l'année. Au cours d'une semaine ordinaire, les navires OTB et TBB quittent le port le lundi matin et reviennent le jeudi matin. La durée des navires PTM est également considérablement constante. Ils effectuent généralement des trajets quotidiens du lundi au jeudi, les navires quittant les ports tôt le matin et revenant en fin d'après-midi. Pour toutes les pêcheries, les jours de pêche active sont du lundi au jeudi, car du vendredi au dimanche, la pêche n'est pas autorisée (tableau 2) dans l'Adriatique.

L'audit énergétique s'est déroulé en quatre étapes :

entretien préliminaire avec les pêcheurs. Cela était nécessaire pour collecter des informations sur les caractéristiques des navires telles que la taille, la puissance, les caractéristiques du système de propulsion, les espèces cibles, l'équipage, les machines, etc. ;

installation du kit de mesure sur le navire ;

surveillance des composants énergivores et enregistrement des données avec un logiciel personnalisé lors des sorties de pêche ;

post-traitement et analyse des données pour calculer les indicateurs de performance énergétique lors de la navigation et du remorquage afin d'établir le profil énergétique du navire.

Des enquêtes sur site des navires pour une analyse détaillée de la consommation d'énergie ont été menées lors d'allers-retours commerciaux typiques, qui pour les chalutiers consistent en diverses activités (par exemple, navigation, recherche de poisson ou remorquage). Le système de collecte de données, conçu au Conseil national de la recherche (CNR), se compose de deux débitmètres pour la consommation de carburant, d'un compteur de puissance à l'arbre, d'un analyseur de puissance hydraulique et électrique, de deux capteurs de charge pour la résistance à la traînée de remorquage et d'un enregistreur de données GPS. Les ports de communication série RS232/485 relient les instruments à un ordinateur, qui contrôle automatiquement l'acquisition des données. La figure 1 montre la disposition du kit de mesure.

Système de collecte de données utilisé pour les enquêtes sur site des navires pour une analyse détaillée de la consommation d'énergie lors de voyages de pêche commerciale typiques. Le système se compose de deux débitmètres pour la consommation de carburant, d'un compteur de puissance sur l'arbre, d'un analyseur de puissance hydraulique et électrique, de deux cellules de charge pour la résistance à la traînée de remorquage et d'un enregistreur de données GPS. Les ports de communication série RS232/485 relient les instruments à un ordinateur portable, contrôlant automatiquement l'acquisition des données.

Au début de l'expérience, nous avons étudié l'exactitude, la précision et la robustesse de différents débitmètres de carburant, établissant la manière la plus précise de mesurer la consommation de carburant et la manière dont les appareils doivent être ajustés. Nous avons également testé si les capteurs s'adaptaient aux conditions générales sur les navires de pêche. Le dispositif de mesure principal sélectionné était composé de deux capteurs de débit massique Coriolis, d'un enregistreur multicanal et d'un enregistreur de données GPS (Fig. 2a). Les deux capteurs de débit étaient connectés à un enregistreur multicanal (Fig. 2b), qui montrait le taux de consommation de carburant [l/h] ainsi que la consommation totale de carburant [l].

Système d'efficacité énergétique du moteur monté à bord des navires de pêche surveillés. (a) des capteurs de débit massique pour la mesure de la consommation de carburant ; (b) enregistreur multicanal monté sur le pont du navire pour visualiser la consommation de carburant ; (c) Enregistreur de données GPS.

La mesure de Coriolis ne dépend pas des propriétés physiques du fluide, telles que la viscosité et la densité. Pour mesurer avec précision la consommation de carburant instantanée et totale, les capteurs de débit massique ont été positionnés à l'entrée et à la sortie du moteur principal du navire. Ce réglage garantissait que les capteurs mesuraient le carburant utilisé par le système de propulsion et d'autres composants exigeants en énergie, par exemple les pompes, les générateurs, etc., qui sont généralement connectés au moteur principal. Le débitmètre Coriolis, le type de capteur utilisé pour cette étude, est un choix judicieux lorsque les consommations de carburant sont supérieures à 25 l/h, surtout s'il y a un retour vers le réservoir important depuis le moteur. Comme les compteurs Coriolis mesurent le débit massique, il n'est pas nécessaire d'appliquer une correction de température comme pour les compteurs à turbine courants. Même si l'augmentation de température dans la ligne de carburant de sortie est importante, les compteurs Coriolis fournissent des mesures précises et exactes de la consommation de carburant10.

En suivant les spécifications techniques de la fiche technique du débitmètre, les erreurs de lecture maximales mesurées (mme) pour différentes conditions de fonctionnement peuvent être calculées :

où zps est la stabilité du point zéro et mv est la valeur mesurée. Concernant les capteurs Coriolis installés, qui ont une stabilité du point zéro de 0,20 l/h, les erreurs de mesure maximales donnent 2,7 % de lectures pour le débit minimum de 10 l/h. Cependant, dans des conditions normales de chalutage et de navigation, où les débits moyens sont ≥ 50 l/h, les mme sont ≤ 1,1 % des lectures.

Outre la consommation de carburant, les positions géoréférencées et la vitesse de chaque trajet ont été collectées simultanément. L'unité d'enregistrement GPS enregistrant la latitude, la longitude et la vitesse ne comprend pas d'affichage dans le véhicule (Fig. 2c). Il comprend un enregistreur de données et un récepteur GPS à 8 canaux reliés à une antenne externe. Les données ont été stockées à un rythme de 1 seconde sur des dispositifs de mémoire flash compacts et ont été périodiquement téléchargées pour l'élaboration des données. Pour deux navires (PTM03 et OTB02), la consommation effective de carburant a été mesurée par deux débitmètres à ultrasons portables (Fig. 3). Le système de mesure se compose d'un transmetteur et de deux capteurs. Dans cette méthode de mesure, des signaux acoustiques (ultrasons) sont transmis entre les deux capteurs. Le système est basé sur le principe de la différence de temps de transit. Les signaux sont envoyés dans les deux sens, c'est-à-dire que le capteur fonctionne à la fois comme émetteur de son et comme récepteur de son (Fig. 3). Comme la vitesse de propagation des ondes est moindre lorsque les ondes se déplacent dans le sens contraire de l'écoulement que dans le sens de l'écoulement, une différence de temps de transit se produit. Cette différence de temps de transit est directement proportionnelle à la vitesse d'écoulement. Le système de mesure calcule le débit volumique du fluide à partir de la différence de temps de transit mesurée et de la section transversale de la conduite. En plus de mesurer la différence de temps de transit, le système mesure simultanément la vitesse du son du fluide. Cette grandeur de mesure supplémentaire peut être utilisée pour distinguer différents fluides ou pour déterminer la qualité du carburant.

Principe de mesure et disposition de montage du débitmètre à ultrasons portable. Le système comporte deux capteurs acoustiques (a,b) pour mesurer le débit volumique (Q) du fluide à partir de la section transversale du tuyau (A) et la vitesse d'écoulement (v) obtenue par la différence de temps de transit (Δt).

L'erreur de mesure de ces débitmètres à ultrasons dépend de plusieurs facteurs. Une distinction est faite entre les erreurs de mesure de l'appareil, qui représentent 0,5 % des valeurs mesurées) et une erreur de mesure supplémentaire spécifique à l'installation (typiquement 1,5 % de la valeur mesurée) indépendante de l'appareil. L'erreur spécifique à l'installation mesurée dépend des conditions d'installation sur site, telles que le diamètre nominal, l'épaisseur de paroi, la géométrie du tuyau, le fluide, etc. La somme des deux erreurs mesurées est l'erreur maximale mesurée au point de mesure. Pour une vitesse d'écoulement >0,3 m/s et un nombre de Reynolds >10000, les limites d'erreur typiques : ± 2 % de la lecture ± 0,05 % de la pleine échelle, ce qui correspond à une valeur de 10 m/s pour les appareils à ultrasons installés.

La puissance délivrée par le moteur principal à l'hélice pour la poussée propulsive est mesurée à l'aide d'un wattmètre d'arbre équipé d'une jauge de contrainte montée sur l'arbre et alimentée par batterie (Fig. 4). Le transducteur de couple de l'arbre d'hélice mesure la tension superficielle au niveau de l'arbre à travers une jauge de contrainte, configurée en "pont de Wheatstone" et utilise une transmission radio à courte portée pour le transfert de données vers le récepteur hors de l'arbre. Le transducteur de couple de l'arbre porte-hélice utilise une transmission radio à courte portée pour le transfert de données de l'arbre rotatif au récepteur hors de l'arbre. L'enregistreur mesure la vitesse de rotation de l'arbre grâce à un capteur de proximité optique. Le système ouvre la possibilité de collecter des données avec précision sur le terrain, sans qu'il soit nécessaire de perturber et de modifier le puits. Les jauges de contrainte utilisées sont fournies avec le connecteur pour supprimer le besoin de soudure et ont un revêtement encapsulé pour simplifier l'étanchéité environnementale. Selon la documentation technique, l'instrumentation a une précision de lecture de 0,1 %.

Compteur de couple et dispositif de comptage RPM de la caméra vidéo. Les deux appareils sont utilisés pour l'évaluation de la puissance de l'arbre : (a) une loupe montrant la jauge de contrainte installée sur l'arbre porte-hélice et connectée au boîtier d'acquisition de données ; (b) caméra vidéo utilisée pour transmettre le couple et la vitesse de rotation à un ordinateur personnel par un port série RS232/485.

L'acquisition des données de puissance électrique et hydraulique est effectuée par un seul enregistreur de données (Fig. 5a). L'analyseur de puissance hydraulique se compose d'un réseau de capteurs qui fournit le débit et la pression de la canalisation hydraulique principale (Fig. 5b). L'alimentation électrique de l'alternateur est mesurée par deux pinces ampèremétriques (Fig. 5c). L'instrument fournit un étalonnage en un point qui peut éliminer les défauts de précision de l'instrument. Les fiches techniques des spécifications déclarent une précision de <1% pour les mesures de pression et électriques.

Système de collecte de données électriques et hydrauliques AC. (a) Système complet ; (b) un capteur hydraulique mesurant le débit et la pression de la canalisation hydraulique ; et (c) des pinces ampèremétriques mesurant l'alimentation électrique de l'alternateur.

Deux cellules de charge électroniques mesurent les charges de distorsion pendant les activités de remorquage. Selon les spécifications techniques, les cellules de mesure montent une jauge de contrainte compensée en température avec une résolution de 2,2 kg et une précision de 25 kg. Après avoir tiré sur l'engin, des cellules de charge sont montées sur les funes de remorquage pour mesurer la résistance totale à la traînée de l'engin de pêche (Fig. 6) à une fréquence de mesure de 1 s.

Cellule de charge pour la mesure de la traînée totale des engrenages. Deux cellules de charge électroniques ont été utilisées pour mesurer les charges de distorsion dans des conditions de remorquage.

Le système de collecte de données testé, conçu au CNR, consiste en un ordinateur portable, qui contrôle automatiquement l'acquisition des données et assure le bon fonctionnement en temps réel de la surveillance du navire grâce à un logiciel personnalisé. Le logiciel de traitement des données est écrit en Microsoft Visual Basic, et le stockage et la gestion des données sont assurés par une base de données Microsoft Access. Le code et la structure de la base de données sont disponibles sur demande, ainsi que la documentation et les conseils complets sur l'extension de l'application à d'autres pêcheries.

La consommation totale d'énergie résulte d'un ensemble complexe de composants et d'actions en interaction pendant les sorties de pêche. Celles-ci sont pertinentes en termes de coûts et d'avantages et de rentabilité commerciale, contribuant à une image complète de l'entrée et de la sortie d'énergie.

Un nouvel indicateur personnalisé, appelé indicateur de performance énergétique (IPE), est introduit pour comparer les méthodes de pêche où la même espèce est ciblée, éventuellement dans la même région. Les navires plus efficaces ont des valeurs EPI plus élevées, qui sont calculées comme le rapport entre la puissance de propulsion fournie à l'hélice, PS[kW], et la puissance thermique du carburant brûlé, PF[kW] :

avec

et

où RPS dans Eq. (2) est le nombre de tours par seconde de l'arbre porte-hélice intermédiaire et calculé comme suit :

Alors que kM dans Eq. (2) est le couple de l'arbre porte-hélice intermédiaire en unités [kNm] :

La consommation de carburant, fc[l/s] en Eq. (3), provient de la consommation de carburant mesurée du moteur principal, hFC[l/h], et est calculée comme suit :

Selon les normes ISO 3675:199838, la densité du gazole varie entre 0,820 et 0,890 kg/l, en Eq. (3) nous avons supposé pour notre calcul une valeur moyenne de \(\rho \left[kg/l\right]=0.860\).

PCI en éq. (3) est le Pouvoir Calorifique Inférieur du diesel, qui selon la norme ISO 8217:201739 est de 42,7 [kJ/kg] :

Le pouvoir calorifique inférieur (également appelé pouvoir calorifique inférieur) d'un combustible est défini comme la quantité de chaleur dégagée en brûlant une quantité spécifiée (initialement à 25 °C) et en ramenant la température des produits de combustion à 150 °C, ce qui suppose la chaleur latente de vaporisation de l'eau dans les produits de réaction n'est pas récupérée40. Il convient de noter que l'EPI ne prend en compte que la consommation d'énergie du système de propulsion principal comme dans d'autres études11,41 qui ont démontré que ni les composants électriques ni les composants hydrauliques n'influencent considérablement le bilan de consommation total des chalutiers méditerranéens11,41.

Concernant les émissions de GES associées à la combustion de carburant, il est essentiel de savoir qu'elles sont fonction : i) du volume de carburant brûlé, ii) de la densité du carburant, iii) de la teneur en carbone du carburant, et iv) de la fraction de carbone oxydée en CO242,43,44. Le diesel de pétrole est produit à partir de la distillation fractionnée du pétrole brut à 200-350 °C, résultant en un mélange de chaînes carbonées qui contiennent généralement entre 9 et 25 atomes de carbone par molécule45. Pour nos calculs, nous avons supposé 15 atomes de carbone par molécule de diesel. Comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques ont pour formule chimique CnH2n46, la masse molaire d'une molécule C15H30 est donc :

où 12 et 1 dans les formules de l'Eq. (8) sont les masses atomiques standard du carbone et de l'hydrogène, respectivement46. En considérant une densité moyenne de 860 g/l, 1 litre de gazole correspond à 4 mol de C15H30 (soit 860/210≃4), soit à 60 mol de carbone (soit 4 × 15 = 60), où 15 sont le nombre d'atomes de carbone par molécule de diesel.

Une équation simplifiée pour la combustion d'un carburant hydrocarboné peut être exprimée comme suit :

Dans la réaction de combustion de l'Eq. (9), le processus produit de la chaleur qui est convertie en énergie mécanique, tandis que l'hydrogène du carburant se combine avec l'oxygène de l'air pour produire de l'eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2). Ainsi, brûler 1 litre de gazole (c'est-à-dire 60 mol de carbone) produit une quantité équivalente de 60 mol de dioxyde de carbone, qui ont un poids total de :

où 16 est le poids atomique de l'oxygène. Sur la base des informations disponibles sur le carburant consommé hFC[l/h], l'équation appropriée pour calculer les émissions de GES liées au carburant (par exemple, CO2-eq par litre de carburant basé sur le contenu chimique des carburants marins) en une heure est comme suit:

Cet indicateur est une fonction linéaire de la consommation d'énergie et, par conséquent, fonctionne de manière similaire. Ainsi, dans l'étude actuelle, la consommation de carburant et l'empreinte carbone comprennent les émissions depuis la capture jusqu'au débarquement et ne tiennent pas compte des émissions post-débarquement, y compris les intrants de traitement, d'emballage et de transport.

Pour chaque activité de pêche (par exemple, navigation ou recherche de poisson et pêche), l'analyse des données a inclus l'identification de conditions de charge homogènes du moteur (à savoir le champ Dval dans l'ensemble de données, voir le tableau 3), pour lesquelles nous avons calculé les valeurs moyennes de les principaux paramètres (par exemple, SOG, RPM, M, PS, PF, FT, hFC et hGHG). Tous ces paramètres et l'indicateur EPI ont également été modélisés par rapport à la vitesse moyenne pour estimer des valeurs moyennes standardisées : 1) à une vitesse fixe de 10 nœuds dans des conditions de vapeur et ; 2) à la vitesse moyenne résultante spécifique au navire pendant le remorquage. Étant donné que la consommation de carburant est le paramètre le plus pertinent, les valeurs moyennes (litres/heure) dans les conditions de navigation et de remorquage ont été corrélées et tracées en fonction des vitesses moyennes des navires.

Pour chaque navire, les données de capture annuelles et la consommation de carburant ont ensuite été utilisées pour calculer l'intensité de consommation de carburant (FUI), généralement exprimée en termes de litres de carburant brûlés par tonne de poids vif débarqué47 et l'empreinte carbone (FC) en termes de kg de CO2 -eq/tonne de poisson débarqué47. La consommation de carburant peut généralement être utilisée comme approximation des empreintes carbone de la pêche, permettant des estimations raisonnables sans le temps et les efforts requis pour une étude d'évaluation du cycle de vie complet (ACV)47,48,49.

Pour augmenter le niveau de détail, un ensemble de données complémentaires d'observations directes à haute résolution du journal de bord, recueillies en 2019 par le personnel scientifique sur 45 navires de pêche commerciale (19 OTB, 8 TBB et 18 PTM), contenant des informations sur les débarquements et la consommation de carburant, a été combiné. avec les audits énergétiques sur site. Le journal de bord électronique est l'élément clé du système d'enregistrement et de déclaration électronique (ERS) défini dans le cadre européen de contrôle des pêches50,51,52 utilisé pour enregistrer, déclarer, traiter, stocker et envoyer les données de pêche (prises, débarquements, ventes et transbordement) . Les données analysées du journal de bord 2019 étaient donc l'effort (en jours de pêche actifs), la consommation de carburant et les débarquements annuels globaux et par espèce, ce qui a permis le calcul du FUI et du CF de chaque navire de pêche. Pour obtenir une estimation de la consommation de carburant spécifique à la pêche, l'ensemble de données combiné (par exemple, les audits énergétiques et l'ensemble de données de journal de bord à haute résolution) a été utilisé pour modéliser la relation entre la consommation quotidienne de carburant et la longueur hors tout du navire (LOA). Ce modèle théorique de consommation de carburant basé sur la LOA, répondant à l'ensemble de données analysées combinées, a ensuite été mis à l'échelle pour déduire la consommation quotidienne de carburant de l'ensemble de la flotte/des segments nationaux.

Comme mentionné ci-dessus, le modèle théorique d'utilisation du carburant basé sur la LOA a été appliqué à l'ensemble de données sur l'effort d'information scientifique sur les pêches dépendantes (IDE) pour déduire la consommation spécifique de carburant par jour de pêche (y compris la navigation et le remorquage) pour chaque pêcherie et segment de navire. Les débarquements nationaux d'IDE ont été appariés aux données d'effort, donc à la consommation de carburant, pour permettre le calcul du FUI et du CF au niveau de l'ensemble de la flotte et des segments de navires.

L'effort annuel de la flotte de pêche et les données de débarquement 2019 de l'ensemble de la flotte nationale de chaluts ont été obtenues à partir de la base de données FDI, mise à disposition gratuitement sous forme agrégée pour faciliter l'accès par l'outil de diffusion des données du Centre commun de recherche (JRC), avec des débarquements détaillés par engin, espèce et la zone de capture. La base de données FDI est mise à jour chaque année et publiée à l'adresse https://stecf.jrc.ec.europa.eu/dd/fdi avec des informations sur les procédures de traitement des données. L'outil de diffusion des données du JRC donne accès aux données soumises par les États membres de l'UE à la Commission européenne conformément aux dispositions du cadre de collecte de données (DCF)53. Les données sur la pêche sont collectées par les États membres de l'UE sur la base de programmes d'échantillonnage nationaux, mettant en œuvre la politique commune de la pêche (PCP) de l'UE.

Pour chaque voyage de navire surveillé de cette étude, les données brutes ont été stockées à un rythme de 1 s sur des disques durs et téléchargées à la fin de chaque audit ou surveillance de navire pour l'élaboration des données. Tout d'abord, un processus de nettoyage des données a été effectué de manière interactive avec des outils de traitement des données ou sous forme de traitement par lots via des scripts pour détecter et corriger les enregistrements corrompus ou inexacts. Les incohérences détectées peuvent avoir été initialement causées par une corruption des instruments de transmission ou de mesure. L'inexactitude d'une seule mesure peut avoir été considérée comme acceptable et liée à l'erreur technique inhérente à l'instrument de mesure. Par conséquent, le nettoyage des données s'est concentré uniquement sur les erreurs au-delà des variations techniques mineures, qui constituent un changement significatif au sein ou au-delà de la répartition de la population.

Après le nettoyage, les données brutes ont été moyennées dans le temps à des intervalles de 10 s pour les conserver dans une base de données Microsoft Access. Des routines ont finalement été spécifiquement écrites pour exporter les données moyennées dans le temps dans un fichier ASCII élaboré et mises à disposition via un référentiel illimité sur Figshare54 sous forme de fichier CSV (Comma-Separated Values). L'ensemble de données comprend 15 champs qui décrivent collectivement les habitudes de navigation ou la recherche de poissons et les activités de remorquage associées à la consommation d'énergie et aux émissions de GES liées au carburant. Tous les codes de champ et les définitions sont décrits dans le tableau 3 pour faciliter la réutilisation et le retraitement des données. En outre, le fichier Microsoft Excel élaboré des journaux de bord haute résolution55 et les fichiers FDI contenant les données sur la capacité de pêche, l'effort et les captures56 ont également été mis à disposition via des référentiels illimités sur Figshare.

Le présent ensemble de données sur les audits énergétiques, y compris les versions antérieures non publiées, constitue une ressource précieuse pour des recherches ultérieures. Les audits énergétiques permettent aux entreprises de connaître leur statut en matière d'utilisation de l'énergie. Dans le secteur de la pêche, ils fournissent une analyse détaillée des flux énergétiques de chaque activité spécifique et proposent des mesures pour aider à réduire la demande énergétique, entraînant ainsi des économies économiques et environnementales57. Les bases de référence établies sur la consommation d'énergie et les émissions présentent les résultats sous la forme de mesures par rapport à des références définies. Ces données de référence peuvent être utilisées pour analyser les performances d'une pêcherie ou d'une pêcherie à l'autre, tant au niveau national qu'international. En outre, ces données bénéficieront à un éventail de parties intéressées par une pêche économe en énergie, à savoir les gestionnaires des pêches, les organisations gouvernementales et les organismes d'intérêt pour la conservation.

D'autres études ou publications d'audit énergétique qui traitent de l'utilisation de l'énergie combustible par l'industrie de la pêche4,5,6,7,47,48,57,58,59,60,61,62 peuvent fournir des informations utiles sur la consommation d'énergie et les émissions d'équivalent CO2 dans d'autres pêcheries et peut être utilisé pour soutenir la qualité technique des ensembles de données actuels.

Les schémas d'activité de la consommation de carburant, des émissions de GES, de la puissance thermique du carburant brûlé et de la puissance résultante délivrée sont répertoriés dans le tableau 4, avec leur indicateur de performance énergétique (IPE) associé. Ces informations s'avéreront utiles pour un large éventail de personnes, allant des armateurs de pêche proactifs qui planifient les éventualités lorsque les prix du diesel augmentent et érodent les bénéfices, au gouvernement, aux conseillers de l'industrie et aux décideurs déterminés à assurer l'avenir d'une industrie qui dépend beaucoup de carburant pour récolter de précieuses ressources halieutiques. D'après les résultats obtenus dans la présente étude, le chalutier à perche Rapido ciblant la sole commune (Solea solea) et le murex à teinture pourpre (Bolinus brandaris) est globalement le moins performant (rang 10, tableau 4) tandis que, à l'exception de deux navires (PTM3 et PTM5), les chalutiers-bœufs pélagiques ciblant les petits pélagiques, comme l'anchois européen (Engraulis encrasicolus) et la sardine (Sardina pilchardus), sont les navires de pêche les plus performants.

Les valeurs moyennes de consommation de carburant tracées en fonction de la vitesse du navire dans des conditions de charge homogènes du moteur pendant les activités de navigation et de remorquage sont affichées aux Fig. 7 et 8, respectivement. Toutes les données enregistrées dans une plage de vitesse typique pour la navigation ou la recherche de poissons (5 à 12 nœuds) ont été analysées pour les conditions de navigation. Les navires de pêche ont effectué plusieurs traits au cours des voyages surveillés dans différentes conditions, telles que la force du vent et des vagues. Pour comparer les performances des navires, les valeurs moyennes modélisées de tous les paramètres (hFC, hGHG, PS, PF et EPI) à 10 nœuds pour la navigation à la vapeur et à la vitesse moyenne spécifique à chaque navire pour le remorquage ont été rapportées dans le tableau 4. En général, les chalutiers-bœufs pélagiques (PTM) et les chalutiers à perche Rapido (TBB), à la fois dans des conditions de navigation à la vapeur et de remorquage, ont tendance à avoir une demande de puissance (PS) et une puissance thermique (PF) plus élevées du combustible brûlé par rapport à l'OTB. Cependant, à l'exception du PTM3, qui s'est soldé par les moins bonnes performances avec l'EPI le plus bas en vaporisation (tableau 4), leur EPI standardisé est plus élevé, et donc leur efficacité.

Consommation moyenne de carburant, hFC[l/h], dans des conditions de navigation (navigation ou recherche de poisson) par rapport à la vitesse du navire, SOG[kn]. La consommation moyenne de carburant est calculée à chaque condition de charge homogène du moteur. Les principales caractéristiques des navires suivis (OTB : chalutier de fond à panneau unique ; PTM : chalutier-bœuf pélagique) sont reportées dans le tableau 1. A droite, l'indicateur de performance énergétique normalisé EPI à 10 nd a été reporté pour chaque navire . Plus l'IPE est élevé, plus le navire de pêche est efficace.

Consommation moyenne de carburant, hFC[l/h], pendant les activités de remorquage par rapport à la vitesse du navire, SOG[kn]. La consommation moyenne de carburant est calculée à chaque condition de charge homogène du moteur. Les principales caractéristiques des navires suivis (OTB : chalutier de fond à panneau unique ; PTM : chalutier-bœuf pélagique) sont présentées dans le tableau 1. À droite, la valeur moyenne modélisée de l'indicateur de performance énergétique EPI à la moyenne résultante spécifique au navire la vitesse pendant le remorquage a été signalée pour chaque navire. Plus l'IPE est élevé, plus le navire de pêche est efficace.

L'analyse des captures et de la consommation de carburant par activité de pêche permet d'obtenir des estimations plus précises de l'intensité de la consommation de carburant et de l'empreinte carbone induite par les différentes flottes. Pour rendre cette approche opérationnelle, la première étape est la définition de groupes homogènes de navires de pêche63. La mise en place du cadre européen de collecte de données (DCF)64 a adopté la définition que nous suivons ici : un métier est un ensemble d'opérations de pêche ciblant un ensemble spécifique d'espèces, utilisant un engin spécifique, pendant une période particulière de l'année et dans la zone spécifique. Par conséquent, les audits énergétiques sur site et les jeux de données complémentaires des journaux de bord à haute résolution ont été fusionnés pour définir le FUI et le CF par métier.

Sept métiers ont été identifiés comme ayant des engins, une composition des captures, une zone de pêche et des FUI et FC qui en résultent similaires (tableaux 5 à 7), et donc en plus de sa portée statistique, il représente également un aperçu majeur de l'intensité de la consommation d'énergie de la Méditerranée. pêche au chalut. Bien que le temps et l'espace fassent implicitement partie de la définition d'un métier, l'engin et l'espèce cible représentent les deux principaux identifiants, la variabilité due au temps et à l'espace étant plus ou moins marquée pour les différents types d'engins65. Ceci est particulièrement évident pour le chalut de fond à panneaux ciblant les espèces démersales mixtes, où nous avons défini un métier unique couvrant toutes les eaux nationales (tableau 5).

Selon le tableau 5, le métier le plus énergivore est le chalut de fond à panneaux ciblant les crevettes dans le détroit de Sicile (OTB03-OTB07). La consommation de carburant est estimée à environ 11,4 litres par kg de poisson et de crevettes pêchés. Les informations supplémentaires fournissent des détails sur les débarquements par principales espèces. Les pêcheries ciblant des espèces démersales mixtes étaient également relativement énergivores. La consommation de carburant pour ce métier était d'environ 4,2 litres par kg de poisson pêché (tableau 5).

Des considérations particulières méritent l'analyse des pêcheries au chalut à perche Rapido dans la mer Adriatique (tableau 6). La sole commune et d'autres poissons plats étaient autrefois des espèces cibles importantes pour les pêcheries au chalut à perche Rapido. Le stock de sole commune n'est pas encore épuisé mais fait face à une croissance de la surpêche observée depuis 200666. Malgré le niveau élevé de mortalité par pêche, le murex mauve est devenu une espèce de capture accessoire de plus en plus importante, en particulier pour les chalutiers à perche Rapido dans le centre de l'Adriatique, qui ont des captures plus petites. , mais toujours significative, l'intensité de consommation de carburant par rapport aux chalutiers à perche ciblant uniquement la sole commune dans le nord de l'Adriatique : environ 2,5 et 5,4 litres de carburant par kg de poissons et d'invertébrés capturés, respectivement. En effet, les consommations de carburant de ces deux métiers sont comparables, par exemple, le segment VL2440 a, en moyenne, une consommation journalière de 2 300 l/jour (tableau 6). Mais la majeure partie des captures produites par le murex de teinture pourpre réduit de moitié le FUI lorsqu'ils sont capturés. Les informations supplémentaires montrent que, alors que le murex à colorant violet produit plus de 82 tonnes par navire et par an, seuls 7 tonnes / navire sont débarqués dans le nord de l'Adriatique. Comme, sur le plan économique, la sole commune était autrefois la principale espèce cible pour les deux métiers, avec 25 tonnes/an par navire, il convient de souligner que 13,6 litres de carburant (IC95 % : 10,5-16,6 l/kg) sont nécessaires pour obtenir un kg de sole commune en Adriatique.

Les chalutiers-bœufs pélagiques ciblant l'anchois et la sardine (voir Informations supplémentaires pour les débarquements par espèce) sont les métiers les moins énergivores (tableau 7). En outre, dans le nord de l'Adriatique, la chair de poisson industrielle n'est pas souvent utilisée directement pour la consommation humaine, mais à la place, de grandes parties de poisson non fileté sont transformées en aliments pour le thon d'élevage. Des captures aussi importantes dans la flottille du nord de l'Adriatique réduisent de moitié le FUI à 0,28 l/kg de poisson par rapport à l'Adriatique centrale (0,57 l/kg), réduisant encore à un tiers celui estimé pour le sud de l'Adriatique et la Sicile (1,3 l/kg), alors que la consommation de carburant était similaire dans toutes les flottes. Par exemple, pour le segment VL2440, nous estimons une consommation de carburant journalière paire de 1 150 l/navire (IC95 % : 1 084 – 1 215) (tableau 7).

Les résultats du modèle de régression, développés pour déduire la consommation quotidienne de carburant à partir de la longueur du navire, sont résumés dans le tableau 8, tandis que les courbes de régression correspondantes sont présentées dans la figure 9. Les consommations quotidiennes moyennes de carburant ont été calculées en considérant 176 jours/an en mer et 77 heures/semaine d'activité de pêche pour OTB et TBB, et 48 heures/semaine pour PTM (voir tableau 2 pour plus de détails). Par conséquent, le modèle du tableau 8 peut être utilisé pour estimer également la consommation horaire moyenne de carburant pour chaque pêcherie. Le R-carré, allant de 0,893 à 0,990, indique qu'un bon ajustement aux données a été obtenu. Notamment, pour des navires de même longueur, un OTB a une consommation horaire de carburant significativement plus faible qu'un PTM (Fig. 9), mais en général, le temps passé sur une sortie de pêche commerciale quotidienne est beaucoup plus élevé (par exemple, 77 heures par semaine contre 48 pour PTM, voir Tableau 2 pour plus de détails). Ainsi, la consommation quotidienne de carburant d'un OTB est nettement plus élevée que celle d'un PTM de même LOA.

Consommation moyenne horaire et quotidienne de carburant (hFC et dFC, respectivement) par rapport à la longueur hors tout du navire (LOA). Les modèles de régression linéaire fournissent des estimations de consommation de carburant pour OTB (+), TBB (○) et PTM (●). La consommation de carburant est une moyenne pondérée tenant compte de la contribution relative, ou du poids, des heures de travail de navigation et de remorquage au cours d'une semaine ordinaire (voir tableau 2).

Sur la base des données agrégées de l'IDE sur l'effort de pêche et les captures à l'échelle de la flottille, les modèles de régression indiqués dans le tableau 8 ont été utilisés pour calculer la consommation de carburant, le FUI et le CF des trois flottilles OTB, TBB et PTM. Les grands navires ont tendance à avoir des débarquements plus élevés par jour de pêche, mais aussi une plus grande consommation de carburant (tableau 9). Les grands navires consomment plus de carburant par unité d'effort que les petits. Les débarquements annuels plus importants sont donc contrebalancés par la consommation de carburant plus élevée des grands navires, ce qui rend la différence de consommation de carburant par débarquement entre les segments de taille remarquablement faible. Comme le confirment la présente étude et Thrane31, l'indicateur « litres de carburant par tonne de poisson débarqué », donc l'empreinte carbone, varie en fonction de l'engin de pêche utilisé, ainsi que de la taille du navire. Par conséquent, une solution économe en énergie pour l'un peut ne pas convenir à un autre navire.

De même, l'audit énergétique, avec le retour d'expérience de l'armateur, est la clé pour déterminer l'adéquation des mesures d'efficacité énergétique à bord. La hausse des prix du carburant a encouragé la recherche et le développement de diverses technologies d'économie d'énergie, mais le carburant reste un coût majeur et le secteur de la capture reste exposé à l'augmentation progressive du prix du carburant. L'augmentation du prix du carburant conduit souvent les gouvernements à établir des subventions au carburant pour soutenir la viabilité des activités de pêche8,26,67,68 mais ces subventions vont souvent à l'encontre du développement d'activités de pêche économes en énergie. Le Fonds européen pour la pêche pourrait être utilisé pour faciliter le passage à des méthodes et engins de pêche moins gourmands en carburant et à faible impact. En outre, la forte demande des consommateurs pour des produits de la pêche à faible empreinte carbone pourrait faciliter une transition vers des produits «verts».

Le FUI et les indicateurs d'empreinte carbone estimés dans la présente étude sont cohérents avec d'autres résultats7,31,48,57,58,59,60,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78, 79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92,–93, mais les pêcheries au chalut examinées ici consommaient beaucoup plus de carburant que la plupart des pêcheries du monde. En détail, le tableau 10 résume les chiffres de la littérature disponible. En général, les relations trouvées dans les pêcheries italiennes au chalut entre le FUI, les espèces cibles et le type d'engin reflètent celles trouvées précédemment dans d'autres régions et confirment qu'en moyenne environ 2,0 à 3,0 litres de carburant sont brûlés par kg de poisson débarqué (par exemple, comparer Tableau 9 et Tableau 10). En outre, le schéma des pêcheries démersales brûlant des quantités de carburant considérablement plus importantes que les pêcheries ciblant les poissons pélagiques et les petits pélagiques est validé (tableau 10). Cependant, il convient de noter que les poissons capturés avec des chaluts pélagiques sont constitués de sardines et d'anchois, qui sont généralement moins chers que les autres prises que les navires obtiennent avec des engins de chalutage de fond.

Parker et al.48 estiment qu'en 2011, les flottes de pêche mondiales ont brûlé 40 milliards de litres de carburant et émis 179 millions de tonnes d'équivalent CO2 dans l'atmosphère, soit 2,2 kg d'équivalent CO2 par kg de poissons et d'invertébrés débarqués. Selon les auteurs, les émissions de GES liées au carburant ont été calculées en utilisant 3,1 kg d'équivalent CO2 par litre, pour tenir compte des émissions directes provenant de la combustion du carburant ainsi que des émissions provenant de l'extraction, du traitement et du transport du carburant en amont48. En supposant une émission directe totale provenant de la combustion de carburant de 2,64 kg CO2-eq par litre de carburant, sur la base du contenu chimique des carburants marins42,43, leur source d'émission estimée est quantifiable à environ 1,9 kg CO2-eq par kg de poisson débarqué et invertébrés. Ce qui, en d'autres termes, peut être exprimé comme un FUI moyen mondial de toutes les pêcheries dans 710 litres de carburant par tonne de poisson débarqué.

Tous les métiers pélagiques évalués ici, sauf deux, ont un FUI supérieur à cette moyenne mondiale (tableaux 5 à 7). Cela est dû aux pêcheries ciblant les crevettes et les poissons plats à forte consommation de carburant. Cependant, les pêcheries italiennes ont tendance à exiger davantage d'apports énergétiques, même lorsqu'elles sont comparées sur la base d'espèces et d'engins similaires. Par exemple, dans une étude de Parker et al.59, les pêcheries chalutières de petits pélagiques ont brûlé en moyenne 92 à 164 litres par tonne de poisson pendant l'activité de récolte, contre 280 à 1 126 l/t dans l'étude actuelle (tableau 7). Alors que les pêcheries de fond au chalut à panneaux variaient entre 907–1 091 et 1 503–9 685 l/t59 litre par tonne de poissons et de crevettes débarqués, respectivement. De même, Basurko et al.57 ont évalué pour un chalutier de fond à panneaux espagnol un FUI de 1 646 litres de carburant par tonne de poisson débarqué, et Schau et al.69 ont quantifié un FUI de 105 et 1 209 l/t pour un chalut à crevettes norvégien et -pêcheries de merlan bleu d'eau, respectivement.

Dans la présente étude, les chalutiers de fond ciblant les espèces démersales mixtes et les crevettes confirment cette tendance générale avec un FUI compris entre 4 243 et 11 379 l/t, respectivement (tableau 5), étant plus « gourmands en carburant » que les chalutiers pélagiques. Aucune référence spécifique n'a été trouvée pour le chalutier à perche Rapido, qui est évidemment une pêcherie surveillée pour la première fois dans la présente étude. D'autres expériences31,75 sur les schémas de consommation de carburant par type d'engin rapportent que les chalutiers à perche ciblant les poissons plats nécessitent généralement des quantités de carburant plus élevées (environ 980 à 2 610 litres de carburant par tonne de poisson) que les chaluts de fond à panneaux du même segment de navire (tableau 10). . Les résultats obtenus dans cette étude confirment ces débits (2 493–5 418 l/t, voir tableau 6) et peuvent servir de référence pour cet engin de pêche. Cependant, il faut noter que chaque navire se comporte différemment, même s'il opère avec des engins similaires. Les techniques opérationnelles et les distances entre les zones de pêche et les ports de pêche, ainsi que la conception et la taille des navires et des engins auront tous une incidence sur la quantité de carburant consommée. Il existe également des différences substantielles dans l'intensité de l'utilisation de carburant résultant de la disponibilité des cibles et des prises accessoires, telles que les différences entre les chalutiers à perche Rapido du nord et du centre de l'Adriatique.

Les ensembles de données sont disponibles pour trois principales pêcheries méditerranéennes au chalut : les chalutiers de fond à panneaux (OTB), les chalutiers-bœufs pélagiques (PTM) et les chalutiers à perche Rapido (TBB). L'analyse des données impliquait soit de lire des fichiers plats, soit d'importer des données en masse dans une base de données dédiée tout en s'assurant que les champs pertinents sont bien indexés. Les champs descriptifs inhérents à la base de données permettront le sous-ensemble des données, ce qui est utile pour une analyse ultérieure ultérieure.

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La Commission européenne a financé en partie les travaux présentés dans ce document, les projets "Collecte d'informations sur l'efficacité énergétique pour la pêche (ICEEF)". Il ne reflète pas nécessairement les vues de la Commission européenne et n'anticipe en rien sur sa politique future. Nous tenons à remercier les commentaires critiques de Jon Lansley (FAO-NFIFO), Tarub Bahri (FAO-NFISR) et ceux de l'éditeur et des relecteurs, qui, selon nous, ont grandement amélioré notre manuscrit. Enfin, nous tenons à exprimer notre sincère gratitude aux armateurs, aux skippers et à l'équipage pour leur précieux soutien.

Conseil national de la recherche, Institut des ressources biologiques marines et des biotechnologies (CNR-IRBIM), Ancône, Italie

Antonello Sala, Fabrizio Moro & Emilio Notti

Institut des ressources biologiques marines et des eaux intérieures, Centre hellénique de recherche marine, Héraklion, Grèce

Dimitrios Damalas

Scarl MARBLY, Salerne, Italie

Lucio Labanchi

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Jann Martinsohn

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Rosaria Sabatella

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Conceptualisation : AS et EN Collecte des données : AS, EN et FM Analyses : AS, EN, LL et RS Ébauche : AS et EN Tous les co-auteurs ont contribué à l'édition du manuscrit.

Correspondance à Antonello Sala.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Reçu : 21 octobre 2019

Accepté : 15 juin 2022

Publié: 20 juillet 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41597-022-01478-0

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Avis en Biologie des poissons et pêche (2023)