K-Challenge, c’est à la fois du SPORT avec sa branche Racing, mais également de la TECH avec sa partie LAB.

K-Challenge Lab développe des solutions technologiques innovantes indispensables pour assurer la performance sportive des équipes de France au niveau international sur les plus grandes compétitions à voile en équipage dont la prestigieuse America’s Cup.

Ces solutions et briques technologiques sont en avances de phase au regard du reste de l'industrie, ce qui est inhérent à la compétition sportive hight tech, creuset d'une très haute technologie et capable d’expérimentation en situation réelle.

L’enjeu de ses innovations de rupture est la transposition à d'autres usages que celui de la seule compétition sportive.
K-Challenge a souhaité, dès son engagement sur la 37e America’s Cup en 2023, contribuer notamment à la décarbonation des mobilités et ainsi au rayonnement technologique de la France au niveau mondial.
Dans ce cadre K-Challenge a obtenu le soutien de l’Etat :

• Haut patronage du Président de la République
• Subvention du ministère de la Mer

K-Challenge LAB, divisé en plusieurs départements, développe ainsi :

• Des logiciels de simulation des bateaux en temps réel multi-fluides pour optimiser la performance et le design des bateaux : Département Simulation
• Un Operating System qui intègre l'ensemble des systèmes de bateaux intelligents (Smart ship) et un auto-pilote: Département OS
• ⁠Des études design de bateaux et des appendices tels les foils
• ⁠Des solutions de propulsion à hydrogène gazeux et liquide pour des bateaux inférieurs à 30 mètres : Département Hydrogène

K-Challenge dispose de bateaux démonstrateurs en situations réelles :

• un AC 40 et un AC75
• une unité propulsé entre autre à l’hydrogène - HSV H2
• des semi-rigides laboratoires pour implémentation la solution hydrogène
  
  

Au commencement, une règle sportive

« Competition makes you smarter » aime à répéter Stephan Kandler, fondateur et co-CEO de K-Challenge.
La compétition, la concurrence, nous pousse à nous dépasser, à être créatifs.

L’America’s Cup est, depuis son origine, un incubateur technologique important et la compétition qui rime le plus avec innovation.

Ainsi, Le règlement de l’édition 2024 imposait aux équipes d’avoir pour seule assistance, autorisée dans la zone de course, un bateau à hydrogène haute vitesse à foils (HSV).
Un véritable défi technologique auquel a participé K-Challenge, via sa filiale K-Challenge Lab, aux côtés d’un consortium européen composé du chantier italien Bluegame, du cabinet d’architecte français Philippe Briand et de la société française EODev, spécialiste de l’hydrogène.

K-Challenge Lab est en ordre de marche afin d’aller encore plus loin en termes de transition écologique de la mobilité afin de développer une version 2 qui sera dédiée aux marchés commerciaux des bateaux à moteur côtier inférieurs à 30 mètres.

ACT 1 : Le HSV, un bateau à hydrogène haute vitesse à foils, version 1

Pour être en règle avec le règlement de la 37e édition de l’America’s Cup, chaque concurrent devait être doté d'au moins un bateau rapide volant, propulsé par des piles à combustible de 160 kW fonctionnant à l'hydrogène, capable de maintenir 30 nœuds en vitesse de croisière sur un minimum de 150 milles nautiques, tout en atteignant une vitesse maximale de 50 nœuds pendant plus d'une heure de navigation sur la journée.

Un consortium européen

Après des mois d’études menées par des experts, il a été décidé de développer, un catamaran – imaginé et dessiné par l’architecte français Philippe Briand - à hydrogène volant sur hydrofoils, de 33 pieds (10 mètres), propulsé par deux REXH2® de la société française EODev , couplé à trois batteries de 63 kWh et construit par le chantier italien Bluegame.

« Nous nous sommes associés à un consortium qui a travaillé avec des experts depuis des mois pour répondre à ce cahier des charges très précis.» indique Stephan Kandler avant de développer :

« Il y a plusieurs contraintes de taille à prendre en compte. D’abord, la nécessité de naviguer longtemps à des vitesses élevées ; cela exige des performances que les bateaux propulsés uniquement par des batteries ne sont pas en mesure de réaliser, même sur des catamarans à foils, en raison du poids et du volume occupés par ces batteries. D'où la nécessité d'une combinaison de solutions, et d'un système hybride utilisant l'hydrogène.
Par ailleurs, on sait que la forme et la surface totale de la coque en contact avec l'eau est un enjeu en termes de sobriété dans la consommation d’énergie. D’où le catamaran. Si la trainée est moindre sur un bateau volant, il ne faut pas oublier la phase archimédienne du décollage qui est très énergivore… »

Au niveau énergie justement ?

« Les moteurs électriques du bateau sont alimentés par une source d'énergie hybride : d'un côté une pile à combustible, le REXH2 d'EODev, et de l'autre des batteries. »

ACT 2 : Démocratiser cette technologie sur des bateaux de transport côtier inférieurs à 30 mètres

Afin de répondre à un enjeu majeur - la décarbonation des transports dans le monde maritime - K-Challenge Lab prépare le futur, forte des données recueillies pendant la phase de compétition de la 37e America’s Cup.

Collecte de données et souveraineté française

« Le premier HSV, modèle unique sur le territoire français, a servi à K-Challenge de bateau laboratoire. Son utilisation pendant la compétition a été couplé à un travail de R&D afin de modéliser le bateau, identifier les axes d’amélioration et paramétrer les développements et innovations futures. Avec 28 jours de navigation, nos ingénieurs et experts ont relevé de nombreuses données précieuses.

K-Challenge Lab est une des seules entreprises au monde à posséder ce type de données. Les autres équipes qui possèdent un HSV n’ont pas eu cette approche sauf peut-être les Néozélandais.

Dans tous les cas nous possédons maintenant une compétence française et souveraine utile pour les projets de décarbonation du maritime. » explique Stephan Kandler.

Recherche & Développement en partenariat avec Hopium

Les équipes de K-Challenge Lab et la société française Hopium ont entamés la formalisation d’un programme de R&D pour concevoir un bateau démonstrateur d’une solution française de propulsion hydrogène qui soit implémentable à bord de bateaux de transport côtier, inférieurs à 30 mètres :

• Pile à combustible plus légère, plus compacte, plus performante et marinisée pour une production en série. Aujourd’hui il n’existe que la pile Toyota qui n’est pas complètement marinisée et une pile marinisée canadienne.
• Intégration sur un bateau semi-rigide comme démonstrateur
• Harmonisation des systèmes

L'objectif dans le futur est que ces solutions soient utilisables pour d’autres usages et d’autres mobilités.

Les équipes travaillent selon les principes suivants :

• Rapidité
• Transfert de technologie possible à d’autres usages
• Compatibilités H2 gazeux/H2 liquide
• Mutualisation et économie d’échelle
• R&D appliquée à des cas concrets
• Simplicité et robustesse

Le simulateur est un des éléments clés de l’arsenal technique des écuries sportives véliques. Cet un outil, devenu incontournable, a vu son utilisation fortement augmentée au cours des deux dernières décennies.

Pourquoi ?

D’un point de vue sportif, le simulateur permet de compenser des interdictions ou restrictions :
_nombre de jours de navigations limités dans le règlement édicté par le Defender de l’America’s cup
_peu de compétitons en amont des qualifications

Il permet des entrainements H24, 7/7 quelques soient les conditions météos qui, parfois, ne permettent pas toujours de naviguer en réel à bord d’un foiler

Véritable outil de performance, les navigants passent des heures sur le simulateur Afin de maitriser les fondamentaux de la navigation à bord de l’AC40 d’abord, puis de l’AC75 ensuite. La corrélation entre le réel et le virtuel est impresionnante.
Prendre en mains le tableau des commandes, réaliser des manœuvres en situation, analyser et recommencer jusqu’à la perfection, c’est le quotidien de ces hommes et de ces femmes très appliqués.


D’un point de vue technique et économique :

Le simulateur présente un autre avantage de taille : il peut être utiliser comme un laboratoire, limitant ainsi les risques physiques et économiques.
Implémenter un système dans un logiciel avant de l’installer en réel sur le bateau présente un avantage économique et technique indéniable. Comme tout est virtuel, crasher le bateau est permis et sans conséquence dommageable.

Un outil 100% français

Le simulateur utilisé par nos équipes a été développé par :
_Benjamin Muyl et son équipe BMD Design  - Loughlin Dudley, Nedeleg Bigi, Sébastien Nicolaïdis, Timothée Fonlupt
_en collaboration avec les équipes K-Challenge - David Gautier, Céline Le Berre, Connor Banks, Gilles Toussaint, Valentin Salomez, Stéphane Jambon et Arthur Bois -