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Comme la plupart des mécanismes servant au fonctionnement des moyens de déplacement, le moteur du bateau a besoin de l’électricité pour fonctionner. Étant donné qu’il s’agit d’un engin qui fonctionne en mer, son alimentation en énergie constitue un processus un peu complexe pour les non-initiés. Explorons les différentes méthodes d'alimentation électrique disponibles pour les bateaux, en mettant l'accent sur les batteries, les sources d'énergie renouvelable et les connexions au quai.
Deux parcs de batteries peuvent être embarqués à bord d’un bateau électrique : une batterie de propulsion et une batterie de servitude.
La batterie de propulsion permet de stocker l’énergie nécessaire pour faire fonctionner le moteur d’un bateau électrique. Comparativement à un bateau thermique, le moteur du bateau électrique ne nécessite donc pas l’utilisation d’essence. Au départ motivé par un aspect réglementaire, la transition du thermique vers l’électrique s’avère aujourd’hui intéressante pour les constructeurs de bateaux à plusieurs égards.
Une forte puissance indispensable pour l’alimentation du moteur électrique. Cela est aujourd’hui possible grâce à l’utilisation de certaines sous-catégories électrochimiques du lithium notamment le NMC (Lithium Nickel Manganèse Cobalt).
La batterie de propulsion doit être en mesure d’apporter une densité énergétique suffisante afin de garantir une navigation sur une longue durée. Une haute densité énergétique pour optimiser l’autonomie du bateau lors de la navigation.
Les batteries à propulsion permettent d’éviter la pollution de l’eau. Un impact réduit sur l’environnement. Couplée à un moteur électrique, elle lui apporte toute la puissance et l’énergie nécessaire pour éviter le recours à l’essence, toxique pour la flore et la faune marine.
Plusieurs acteurs ont déjà entamé cette transition vers le bateau 100% électrique comme Vision Marine Technology. Le constructeur équipe ses bateaux de batteries Lithium conçues par Neogy pour son système de propulsion E-Motion 180E.
Par exemple, au niveau règlementaire (décret n°2021-656 du 1er avril 2021), les bateaux à moteur thermique sont interdits depuis plusieurs années pour la navigation fluviale, sur les lacs ou dans certaines zones protégées telles que certains les parcs nationaux en France. Si certains constructeurs se sont tournés vers des solutions hybrides leur permettant de passer en mode électrique lorsqu’ils se trouvent dans l’une de ces zones, d’autres ont fait le choix du 100% électrique grâce à une batterie de propulsion au lithium et à un moteur électrique.
La batterie de servitude permet de faire fonctionner l’électronique à bord d’un bateau électrique indépendamment de la batterie de propulsion. La batterie de servitude est un pilier fondamental de la redistribution de l’énergie à bord du bateau électrique.
Pour alimenter les équipements électroniques à bord du bateau, la batterie de servitude doit pouvoir fonctionner sur une longue période. Le Lithium est une nouvelle alternative efficace pour la conception de ce type de batterie marine en raison de sa capacité à supporter les décharges profondes (jusqu’à 80% voire plus) sans que les cellules de la batterie ne soit altérées.
Notons que pour la conception de grands bateaux tels que les yatchs, il est indispensable de prévoir plusieurs batteries de servitude en plus des batteries de secours en raison de leur taille et du nombre important d’appareils électroniques à bord. Paralléliser plusieurs batteries de servitude permettra de disposer de l’énergie nécessaire pour une alimentation en électricité continue.
En dehors de l’hydrogénation, les innovations technologiques de cette dernière ont permis d’incorporer d’autres sources d’énergie électrique sur les bateaux.
Certains bateaux sont aussi équipés de panneau solaire pour être fournie en énergie électrique permanente sur la mer. Déjà, il existe des bateaux avec des chargeurs 220 V incorporés pour recharger ses batteries au port. Cela constitue une bonne alternative en cas de coupure de courant dans la région.
Il existe aussi des bateaux qui fonctionnent sur la base de l’énergie éolienne produite grâce au vent de la mer et à leur voilier. L’énergie produite recharge continuellement la batterie du bateau au fur et à mesure que l’engin se déplace sur les eaux.
Plusieurs options s'offrent aux plaisanciers :
Il existe différents types de panneaux solaires :
L’hydrogénation est la technique par excellence par laquelle le bateau est alimenté en énergie électrique. Le processus de l’hydrogénation utilise l’hydro générateur pour produire l’électricité pendant que le bateau avance.
En effet, cet appareil présent sur la plupart des bateaux transforme l’énergie de l’eau en mouvement en énergie électrique grâce à un alternateur installé en son sein. Cette énergie électrique produite permet de recharger la batterie marine du bateau grâce au processus d’hydro génération.
La bonne nouvelle dans ce processus est que l’énergie produite par hydro générateur est renouvelable au fur et à mesure que le voilier avance sur la mer. Ce procédé de production d’énergie utilisée vient aussi bien du mouvement de l’eau que de la vitesse du bateau pour produire l’électricité.
L'installation électrique du bateau n'est pas composée d'un mais de plusieurs circuits, au premier rang desquels, ceux qui alimentent le bord à partir des batteries. Il s'agit de courant continu, c'est à dire qu'il s'écoule toujours dans le même sens, de la borne positive à la borne négative. Le courant électrique restitué par la batterie est généré par la réaction chimique entre des plaques métalliques et un électrolyte qui les environne. Celui-ci peut être liquide, gélifié ou emprisonné dans des sortes de buvards.
La première étape consiste à déterminer les besoins énergétiques à bord. Quels équipements doivent être directement alimentés par du 230 V ? Combien de prises doivent être installées à bord ? Quelle est la capacité des batteries du bateau et quel courant de charge est nécessaire pour les recharger ? Ensuite, il est important de définir l'emplacement approprié pour l'installation du raccordement à bord.
Trois composants principaux sont nécessaires pour établir une connexion sécurisée entre la colonne électrique de la marina et le bateau :
Pour distribuer l'alimentation du quai à bord de manière adéquate, il suffit maintenant d'installer des prises marines appropriées. C'est le moment de vérifier l’équipement électrique à bord. Idéalement, des schémas des installations existantes sont déjà disponibles, auxquels doit être ajouté un plan spécifique pour la connexion au quai du bateau. Sur les anciens bateaux, qui ont souvent été modifiés par plusieurs propriétaires et bricoleurs, les câblages peuvent parfois ressembler à une véritable bombe, comme dans un film de James Bond. Dans ce cas, il faut être particulièrement prudent.
Les prises CEE bleues sont toujours tripolaires, ce qui présente un avantage majeur par rapport aux prises de courant utilisées dans les foyers (SchuKo). En effet, cela permet de garantir que les deux pôles sous tension sont toujours clairement identifiés. L'utilisation d'autres types de prises peut entraîner des questions désagréables pour l'assurance en cas de dommage. Le raccordement au quai côté bateau, également appelé prise CEE, est également tripolaire.
Pour l'alimentation en 230 V, il est essentiel d'utiliser un câble conçu spécifiquement à cet effet, répondant aux exigences de résistance à l'eau de mer, aux huiles, aux graisses, à l'essence et aux rayons UV. Ce câble doit également offrir une grande flexibilité et une résistance élevée à l'abrasion. L'utilisation de câbles standard, destinés à un usage domestique, est fortement déconseillée. Pour des longueurs de câble allant jusqu'à 15 mètres, un câble tripolaire de 1,5 mm² suffit. Pour des câbles de plus de 25 mètres, un câble de 2,5 mm² est obligatoire.
Une fois l'alimentation en courant branchée à bord, il convient de relier un câble d'une longueur maximale d'un mètre au tableau de distribution, à partir duquel toutes les lignes de 230V seront distribuées.
Dans le domaine des sports nautiques, une configuration avec des composants d’une capacité de 16 ampères est généralement suffisante. Cela correspond à une puissance d'environ 3680 watts pour 230 volts. Les prises de quai d'entrée de gamme sont disponibles pour environ 20 euros, tandis que les modèles haut de gamme, avec finition chromée ou en acier inoxydable, se situent entre 100 et 150 euros. Le prix des câbles varie en fonction de leur longueur et de leur section. Un isolateur galvanique est disponible à partir de 120 euros, tandis que les fusibles entraînent des frais supplémentaires d'environ 100 euros. À cela s'ajoutent les coûts des câbles, des raccords et des prises.
Pour une durée de 10 heures sur les eaux, un bateau normal devrait consommer en moyenne 50 Ah, soit environ 600 Wh d’électricité par jour. Cette estimation concerne les bateaux équipés de batteries de 12V.
Les équipements électroniques et de confort sont de plus en plus présents sur nos bateaux. Pour les alimenter, il faut de l’énergie électrique. Sans elle, ils deviennent inutilisables.
Sur les nouvelles générations de batteries (fermées à électrolyte liquide, gel, AGM voire Lithium) ce taux est très faible, il est en moyenne de 2% par mois. Avec ces technologies, si vous n’avez aucun consommateur à bord et si vous rechargez à 100% vos batteries en fin de saison, au retour sur le bateau au bout de quelques mois elles auront perdu au maximum de 20% de capacité.
Pour compenser cette perte, certains plaisanciers connectent à la batterie un petit panneau solaire voire une éolienne. Si on a aucun consommateur à bord, par exemple une alarme ou une pompe de cale, c’est une mauvaise idée.
Le bon réflexe au retour sur le bateau : Lorsque l’on revient sur son bateau, souvent après plusieurs mois d’absence, on est tenté de mettre sous tension tout l’appareillage électrique, des équipements de confort à l’électronique, pour s’assurer que tout fonctionne bien. C’est l’erreur à ne pas commettre. La première démarche à effectuer est de vérifier les batteries et de les mettre en charge.
Avant d’envisager la recharge des batteries, il faut contrôler leur état. Il existe plusieurs technologies de batteries, celles dites ouvertes et les fermées. Les batteries ouvertes qui tendent à disparaitre sur les bateaux, possèdent des bouchons afin de refaire le niveau d’électrolyte et de vérifier la charge. Avant de les mettre en charge, il faut dévisser les bouchons et regarder le niveau, les plaques doivent être juste recouvertes. Au besoin, refaire le niveau avec de l’eau distillée.
Sur les batteries fermées à électrolyte liquide, on ne peut pas refaire le niveau. Elles possèdent une réserve suffisante pour leur durée de vie. La majorité a un voyant qui permet de contrôler la charge : vert chargée, orange partiellement chargée, noir déchargée. On trouve également des batteries étanches AGM (séparateur en fibre de verre) et gel (électrolyte sous forme de gel non liquide). La dernière technologie est le Lithium qui commence à apparaître sur les bateaux. Ces dernières possèdent de l’électronique intégrée pour visualiser en Bluetooth (iPhone, tablette) leur état.
Avec un chargeur nouvelle génération à courant constant, un cycle complet de recharge (charge, égalisation, floating) demande 8 à 10 heures suivant l’état des batteries. La fin de charge est indiquée sur le chargeur lorsque le voyant floating est allumé. A partir de ce moment, vous pouvez utiliser l’appareillage électrique. Les chargeurs à courant constant sont conçus pour rester branchés sur les batteries en permanence et, lorsqu’ils sont reliés à une source 230 volts, ils peuvent fournir dans la limite de leur puissance, le courant nécessaire pour alimenter les équipements de bord.
Après avoir mis les robinets de batteries sur ON, il faut s’assurer qu’il n’y a aucune perte de courant. Si votre bateau est équipé d’un ampèremètre ou mieux d’un gestionnaire de batteries, en l’absence de consommation, le courant consommé doit être nul. Si l’ampèremètre ou le gestionnaire de batterie indique un courant les raisons sont un appareil sous tension ou une fuite de courant. Avant d’aller plus loin, il faut en déterminer la cause et y remédier.
Pour vérifier l’éclairage, y compris les feux de navigation, il faut les allumer un par un. Il est bien rare, après un hivernage, qu’ils fonctionnent tous. L’une des causes la plus fréquente est une oxydation au niveau des contacts de l’ampoule, il suffit de la nettoyer avec un produit spécial contact. La deuxième est une ampoule grillée, il suffit de la changer. Pour la vérification des éclairages intérieurs et extérieurs, cela ne pose pas de difficultés, ils sont à portée de mains. C’est plus délicat pour les feux de navigation lorsqu’ils sont en tête de mât. Avant d’envisager de monter là-haut, il faut à l’aide d’un voltmètre, s’assurer que le feu est bien alimenté. La deuxième mesure est de tester la résistance de l’ampoule à l’aide d’un ohmmètre, elle doit être presque nulle. Si elle est importante (infinie), l’ampoule est grillée ou son câble d’alimentation coupé.
Lorsque l’on met le réfrigérateur sous tension, le compresseur doit tourner et au bout d’un certain temps (10 à 30 minutes) s’arrêter. Si vous avez un thermomètre à l’intérieur du réfrigérateur, la température doit baisser. Le cycle démarrage/arrêt recommence. C’est un fonctionnement normal.
Si le cycle ne se fait pas, les trois causes les plus courantes sont :
Sur la majorité des bateaux, les équipements de cuisson sont à gaz. Le premier point à contrôler est le tuyau d’alimentation. Il doit être en bon état et la date limite portée sur le tuyau toujours valide. Les kits de raccordement et les flexibles gaz sont garantis suivant les marques 5 ou 10 ans. Si tout est correct et que la bouteille de gaz n’est pas vide, vous pouvez allumer la cuisinière. Bien souvent, tous les orifices des brûleurs ne fonctionnent pas, il suffit de les nettoyer avec une brosse métallique.
Si le groupe d’eau se met en marche par intermittence (des à-coups brefs), cela est dû à une prise d’air sur le circuit ou à un robinet qui fuit (goutte à goutte).
Sur la plupart des chauffe-eaux, l’eau est réchauffée par une résistance électrique 230 volts (utilisation sur un groupe électrogène ou sur une borne de quai) et, lorsque le moteur de propulsion est en service, par un serpentin par lequel passe l’eau de refroidissement du moteur (moteur avec échangeur). Un chauffe-eau qui ne fonctionne pas lorsqu’il est branché sur une source 230 volts, par exemple une borne de quai, et qui fonctionne normalement lorsque le moteur de propulsion tourne, signifie qu’il n’est pas alimenté en 230 volts (vérifiez la tension) ou que sa résistance électrique est défectueuse.
Le guindeau refuse de tourner. Il faut vérifier les contacts électriques, le boîtier de commande (raquette ou contact à pied), le disjoncteur ou le fusible et toutes les connexions.
Réarmer un bateau ne demande, comme nous venons de le voir, aucune connaissance particulière, c’est à la portée du plaisancier. Il est évident que lorsque l’on arrive sur son bateau après plusieurs mois d’attente, on soit tenté de remettre tout sous tension. Pour éviter de détériorer vos batteries mieux vaut suivre nos conseils et bien les recharger.
tags: #alimentation #électrique #bateau #fonctionnement
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