Électricité

La production et le stockage de l'énergie électrique sont deux points cruciaux de la navigation en autonomie complète à bord d'un voilier. Il est important d'équilibrer d'une part, la consommation électrique des équipements nombreux et variés et d'autre part la production de cette énergie, entre les deux, on utilisera les accumulateurs dont la fonction sera de stocker l'énergie produite et de la rendre disponible pour la consommation, la recherche de cet équilibre est réalisée au travers du bilan électrique.

À l'heure actuelle, n'ayant pas encore le bateau de mes rêves, il m'est encore bien difficile de réaliser ce bilan mais j'ai quand même déjà une idée approximative.

Liste des consommateurs d'électricité

  • Le congélateur (toujours en marche), en fait peut-être pas, ça consomme trop,
  • Le frigo (toujours en marche),
  • Le pilote automatique (en marche quand on navigue au moteur) mais sur un voilier, quand il y a du vent, il est préférable d'utiliser le régulateur d'allure qui ne consomme rien du tout,
  • L'osmoseur/dessalinisateur (1 à 2h par jour),
  • Le guindeau (rarement et en général quand le moteur tourne),
  • La pompe de cale (rarement j'espère) avec buzzer,
  • Le circuit d'eau, pompe et chauffe-eau (tous les jours),
  • La VHF avec GPS et AIS (pratiquement tout le temps, sauf au mouillage),
  • Le GPS (pratiquement tout le temps, sauf au mouillage),
  • L'ordinateur (pratiquement tout le temps),
  • L'autoradio pour la musique (de temps en temps),
  • Le radar (pratiquement tout le temps, sauf au mouillage),
  • La bouilloire électrique 12v (seulement quand le moteur tourne ou quand une autre source d'énergie produit de l'électricité),
  • Le convertisseur 12v -> 220v (de temps en temps),
  • Le sondeur (seulement dans les maneuvres de mouillage),
  • L'éclairage (si possible par LED) intérieur et extérieur (3 à 4h par nuit),
  • Les feux de mouillage (si possible par LED, 6 à 10h par nuit au mouillage),
  • Les feux de navigation (si possible par LED, 6 à 10h par nuit en navigation),
  • Le chauffage à air pulsé gasoil/12v (souvent dans les régions froides),
  • Les ventilateurs (le soir pendant les périodes chaudes et humides comme sous les tropiques),
  • La recharge des petits appareils tels que perceuse, télephone, tablettes, lampes, radio, appareil photo (souvent mais pas tous les jours),
  • Le piano électrique (1h par jour).
Consommation à bord
Consommation à bord

Bilan électrique

Il va sans dire que tous ces énergivores ne fonctionneront pas tous en même temps, il faut donc essayer de déterminer la consommation maximale en tenant compte des différentes situations d'utilisation du bateau :

  • en navigation à la voile la journée par temps ensoleillé,
  • en navigation à la voile la journée par temps ensoleillé (allure portante),
  • en navigation à la voile la nuit ou par temps couvert,
  • en navigation à la voile la nuit ou par temps couvert (allure portante),
  • en navigation au moteur par temps ensoleillé,
  • en navigation au moteur par temps couvert,
  • au mouillage le jour avec vent et soleil,
  • au mouillage le jour avec vent mais sans soleil,
  • au mouillage le jour avec soleil mais sans vent,
  • au mouillage le jour sans vent ni soleil,
  • au mouillage la nuit avec vent,
  • au mouillage la nuit sans vent.

Pour info, les constructeurs d'appareils électriques fournissent soit l'intensité en Ampère (A), soit la puissance en Watt (w), il est facile de convertir de l'un vers l'autre en utilisant les formules suivantes :

Conversion Intensité Puissance

Si mon raisonnement et mes calculs sont justes, la consommation la plus importante serait de 253 Ah en navigation à la voile (allure portante) la nuit ou par temps couvert (12h). Cela signifie qu'il me faut 500Ah (le double) afin de pouvoir tenir au moins pendant 12h (sans apport supplémentaire) afin de ne pas risquer une détérioration irréversible des batteries en cas de décharge supérieure à 50%, mais il faut donc pouvoir recharger ces batteries, les sources possible sont :

  • Le moteur mais sur un voilier on navigue en général à la voile,
  • Les panneaux photovoltaïques, quand il y a du soleil et qu'ils ne sont pas cachés par les voiles,
  • L'éolienne, quand il y a du vent mais pratiquement inefficace aux allures portantes,
  • L'hydro-générateur qui peut produire tout le temps sauf au mouillage,
  • Le cas échéant, un chargeur de batteries 220v alimenté par un petit groupe électrogène, voir plus bas (autres sources).

Elles pourraient théoriquement fonctionner toutes en même temps mais c'est rarement le cas !

Le moteur

L'alternateur du moteur fournit beaucoup d'électricité mais consomme aussi du gasoil, est bruyant, pue et pollue ! Voir aussi la motorisation hybride.

L'éolienne

Il faut faire le choix entre les éoliennes efficaces (D400, Air X marine, Ampair ...) mais plus ou moins bruyantes ou moins puissantes mais bien sûr, moins dérangeantes aussi ! Personnellement je préfère l'efficacité, en tout cas, je pense que c'est indispensable à bord d'un voilier de croisière.

Les panneaux photovoltaïques

Même chose pour cette source d'énergie propre (future-tech.fr, Solara, Solariflex ...), je souhaite installer un minimum de 300 à 400 Watt si la place le permet sur le portique ou ailleurs. Le choix est grand et les panneaux solaires (sur rotules et amovibles) sont de plus en plus efficaces.

L'hydro-générateur

Idem pour cette source d'énergie propre, le choix est grand (Sail Gen, Watt&Sea, Save marine, Swi-Tec, Ampair ...), qui peut réduire la vitesse du voilier de 0,5 à 1 noeud, ce qui est acceptable puisqu'on est pas pressé !

Autres sources

  • Le chargeur de batterie quand on se trouve à quai ou branché sur une génératrice,
  • un groupe électrogène portatif (Honda EU 20I, Champion, Kipor IG2000, Powermate 2000, SINEMASTER IG 2000, Yamaha EF2000iS ...) peut être utile si les batteries ont besoin d'être rechargées sans devoir faire tourner le moteur et que les autres sources ne sont pas disponibles, mais aussi bien utile pour alimenter de l'outillage électrique.
  • La génératrice Yanmar KMG65E qui est un système hybride très malin proposé par Yanmar. Si vous êtes l'heureux propriétaire d'un 3JH4 (39CV) ou d'un 4JH4 (54CV), Vous pouvez la faire placer entre le moteur et l'inverseur. D'une épaisseur de +-10 cm, cette génératrice produit 3 KVA (3JH4) ou 2 x 3 KVA (4JH4). Indépendamment des tours moteur, cet équipement produit du 220V alternatif, avec une fréquence sinusoïdale de 50 Hz. Seule la puissance disponible varie avec le régime moteur : déjà 1000 W à 1000 T/m, la pleine puissance est atteinte à 2200 T/m.
Moteur Diesel marine
Moteur Diesel marine
L'énergie du vent
L'énergie du vent
Énergie solaire
Énergie solaire
Énergie hydraulique
Énergie hydraulique

Les batteries

Le choix est grand et c'est donc difficile de prendre une décision mais une chose est sûre, il faut distinguer la batterie réservée (exclusivement) au démarrage du moteur (Seatronic AGM) et les batteries de servitudes (Seatronic GEL) qui alimentent les autres consommateurs d'énergie électrique.

Les batteries les plus efficaces, les plus durables et les plus légères sont celles au lithium mais ce sont aussi les plus onéreuses.

Le régulateur de charge

Les régulateurs MPPT (Solariflex, future-tech.fr, Mastervolt ...) « Maximum Power Point Tracking » autrement dit en français « Suivi du point de puissance maximal » sont les plus appropriés pour un voilier disposant de différentes sources d'énergie électrique. Les panneaux solaires, les éoliennes ou les hydro-générateurs à aimant permanent ont un point commun : la tension et le courant qu’ils débitent sont très variables selon l’ensoleillement, la température, la vitesse du vent ou la vitesse du bateau. La situation la plus courante est que la tension débitée est soit trop grande soit trop petite par rapport à la tension idéale pour charger les batteries, le régulateur, comme son nom l'indique, permet donc de réguler la tension et l'intensité de charge.

Pour leur efficacité et leur durée de vie, les batteries doivent être préservées de toute décharge supérieure à 50% (80% pour les batteries au lithium) de leur capacité. Il faut donc pouvoir surveiller aisément et à tout moment la consommation et l'état du parc de batteries. Cela se fait avec un contrôleur de batteries (battery monitor) indiquant la consommation et la tension.

Économies d'énergie

Le meilleur moyen de ne pas consommer trop d'énergie électrique est d'éteindre tout ce qui n'est pas indispensable à un moment donné, quelques exemples :

  • le radar et l'AIS sont surtout nécessaires en navigation quand on est pas dehors (pour dormir, cuisiner...), le reste du temps, nos yeux et nos oreilles doivent suffire,
  • le sondeur n'a aucune utilité en pleine mer,
  • Il est inutile de laisser tourner l'ordinateur (pour les cartes électroniques et la navigation) tout le temps,
  • même chose pour le ou les GPS,
  • Tout ce qui est éclairage n'est d'aucune utilité pendant les heures claires,
  • beaucoup d'intruments comme le speedomètre, l'anémomètre... existent en versions analogiques et sont moins sujet aux pannes que leurs versions électroniques.

Quelques recommandations

  • Les fils électriques ont une résistance dont la valeur dépend de la section et de la longueur du câble, ce qui veut dire qu'à section égale, plus un câble sera long, plus la résistance sera importante et plus la tension chutera. Pour limiter cette chute de tension il faut donc diminuer au maximum la résistance des conducteurs donc d'en augmenter la section et d'utiliser la longueur de fil nécessaire. En 220 v , une chute de tension de 2 v est négligeable mais en 12 v la même chute de tension peut devenir catastrophique.
  • Il est important de calculer correctement la section du câble utilisé, en effet un câble trop faible va entraîner un échauffement dû à la résistance du câble (ce qui peut créer un incendie) et une perte de tension.
  • Toujours utiliser les mêmes couleurs de fil, pour le circuit 12 v, rouge pour le [+] et noir pour le [-] et pour le circuit 220 v, le rouge pour la phase, le noir pour le neutre et le jaune pour la terre.
  • La plupart des incendies sont causés par de mauvais contacts entre conducteurs, comme une borne de raccordement mal serrée ou des fils oxydés. Il est donc important de réaliser de bonnes connexions en ayant soin d'étamer chaque fil et de n'utiliser que des bornes de raccordement de qualité. Ne jamais utiliser les "sucres ou dominos" vendus dans les magasins de bricolage, les "dominos" avec vis de serrage en laiton peuvent être utiles dans certains cas.
  • Pour les bateaux en métal, le câblage bipolaire est recommandé, même chose pour les coupe-circuits.
  • N'utiliser que du matériel de qualité pour le tableau électrique, les fusibles, les disjoncteurs et les connexions (barrettes, broches).
  • il est important de bien étiqueter tous les fils à plusieurs endroits.

L'énergie sur Mikeno VI

Je viens de me procurer la « SUPERWIND 350 12V » qui est pour le moment la meilleure éolienne disponible sur le marché.


Batteries à bord
Batteries à bord
Toujours bien surveiller le niveau de décharge des batteries
Toujours bien surveiller le niveau de décharge des batteries