Mikeno - Énergie

Nos voiliers sont de plus en plus équipés d’électroniques et d'appareils électriques (frigo, chauffe-eau...). Les cockpits et tables à cartes sont équipés de VHF, lecteurs de cartes, GPS, ordinateurs et autres instruments électroniques. Et cela, sans compter le pilote automatique, gros consommateur d’électricité. En effet, nous sommes de moins en moins nombreux, de nos jours, à naviguer à l’estime, au sextant, tels des navigateurs comme Bernard Moitessier.

Consommation à bord

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.

• 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 groupe de pression d'eau, pompe et peut-être chauffe-eau (24/24),
• La VHF avec GPS et AIS (pratiquement tout le temps, sauf au mouillage),
• Le réseau NMEA 2000 avec capteursous-marin et vent (toujours en marche),
• Le GPS (pratiquement tout le temps, sauf au mouillage),
• La recharge de l'ordinateur, des tablette(s) et smarphone(s) (souvent),
• La musique (presque tout le temps),
• Le radar (seulement quand le captain dort ou par temps sans visibilité, sauf au mouillage),
• Le convertisseur 12v -> 220v (de temps en temps) et seulement pour des utilisations spécifiques,
• L'éclairage (uniquement par LED) intérieur et extérieur (4 à 5h par nuit),
• Les feux de mouillage (uniquement par LED, 6 à 10h par nuit au mouillage),
• Les feux de navigation (uniquement par LED, 6 à 10h par nuit en navigation),
• Le chauffage à air pulsé gasoil/12v (souvent dans les régions froides) mais pas prévu pour Mikeno,
• Les ventilateurs (le soir pendant les périodes chaudes et humides comme sous les tropiques),
• La recharge des petits appareils tels que perceuse, lampes, radio, caméra, appareil photo (pas tous les jours),
• ...

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 et donc obtenir de l'énergie électrique

Sur Mikeno VI, j'ai prévu assez grand ! J'ai installé 4 panneaux photovoltaïques de 115W, une éolienne de 350W et un hydro-générateur d'aussi 350W, tous ces appareils étant reliés au réseau de bord par leurs régulateurs de charge respectifs. J'ai même fait l'aquisition d'un petit groupe electrogéne qui peut fournir 12v et 240v. Pour la servitude j'ai 2 batteries de 220Ah et pour le moteur et le guindeau, une batterie de 100Ah. J'ai aussi un chargeur de batteries intelligent quand je suis à quai.

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 (AGM) et les batteries de servitudes (GEL) qui alimentent les autres consommateurs d'énergie électrique.

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.

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

• 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, SuperWind...) 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 , 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 (Watt&Sea, Swi-Tec...), 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 petit groupe électrogène portatif 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.

Les régulateurs MPPT (Solariflex, 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.

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.