Il est trois heures du matin, quelque part entre les Canaries et les Antilles. Le pilote automatique travaille sans relâche dans une mer croisée, le réfrigérateur tourne régulièrement à cause de la chaleur et toute l’électronique de navigation fonctionne depuis plusieurs jours. Un coup d’œil au contrôleur de batteries : 46 %. L’hydrogénérateur, qui devait assurer une bonne partie de la production pendant la traversée, est en panne. Le ciel est couvert et les panneaux solaires n’ont presque rien produit la veille. Une question se pose alors : faut-il couper le congélateur ? Limiter les communications ? Barrer quelques heures à la main pour soulager le pilote ? Voilà probablement la meilleure manière d’aborder aujourd’hui le refit énergétique d’un voilier destiné au grand voyage. Il ne suffit plus de se demander combien de panneaux ou de batteries il est possible d’installer. Il faut surtout savoir combien de temps le bateau pourra continuer à fonctionner lorsque tout ne se déroulera pas comme prévu, car un voilier de voyage moderne est devenu une véritable petite centrale électrique. Il produit de l’énergie, la stocke et la distribue entre des dizaines d’appareils. Et plus le niveau de confort augmente, plus cet équilibre devient délicat.
Avant d’installer, commencer par mesurer
La première erreur consiste souvent à ouvrir un catalogue avant même de connaître précisément ses besoins. « Nous allons installer 1 000 watts de solaire et 600 Ah de batteries lithium. » Très bien. Mais pour alimenter quoi ? Un bon refit commence donc par une analyse des consommations réelles. Le mieux est de naviguer plusieurs jours avec un contrôleur de batterie capable d’enregistrer les flux électriques. Une semaine au mouillage, quelques journées en mer et une navigation de nuit donnent beaucoup plus d’informations qu’un tableau théorique. Et surtout, il faut distinguer deux bateaux dans le même bateau : celui qui vit au mouillage et celui qui navigue. Prenons un monocoque d’environ 12 mètres occupé par un couple. Selon son isolation, la température extérieure et la qualité de ventilation du compresseur, le réfrigérateur peut consommer environ 400 à 800 Wh par jour. L’éclairage, les pompes, quelques ventilateurs ainsi que la recharge des téléphones, tablettes et ordinateurs peuvent ajouter plusieurs centaines de Wh. Les communications satellitaires restent relativement raisonnables lorsqu’elles sont utilisées ponctuellement, mais deviennent beaucoup plus gourmandes si elles restent actives toute la journée. Le dessalinisateur constitue un cas particulier. Les modèles modernes à récupération d’énergie sont devenus beaucoup plus sobres. Produire quelques dizaines de litres d’eau par jour peut ne représenter que quelques centaines de Wh. L’important est alors de choisir le bon moment pour le faire fonctionner : à midi, lorsque les panneaux solaires produisent beaucoup, plutôt que le soir en puisant dans les batteries…
Au mouillage, un voilier raisonnablement équipé peut ainsi consommer autour de 1 à 2 kWh par jour. Mais dès que l’on prend la mer, un appareil change complètement l’équation : le pilote automatique.
Le pilote automatique, gros consommateur de la traversée
En grande croisière, le pilote peut fonctionner presque vingt-quatre heures sur vingt-quatre. Sa consommation dépend du déplacement du bateau, du système de barre, de l’état de la mer mais aussi de l’équilibre sous voiles. Un pilote consommant en moyenne seulement 3 A sous 12 V représente déjà environ 900 Wh après une journée complète. Avec 5 A de moyenne, on approche 1,5 kWh. Dans une mer difficile, un vérin ou une pompe hydraulique sollicités en permanence peuvent demander encore davantage.
Voilà pourquoi bien régler ses voiles est également une question d’énergie. Un bateau surtoilé, ardent ou mal équilibré oblige le pilote à corriger continuellement la trajectoire. Avant même d’ajouter 200 W de panneaux solaires, quelques heures consacrées à optimiser les réglages et le comportement du bateau peuvent donc apporter un gain plus que sensible. Ajoutez ensuite l’AIS, la VHF, les instruments, le traceur, les feux de navigation, éventuellement le radar et les communications. Un bateau consommant seulement 1,2 kWh par jour au mouillage peut ainsi dépasser 2,5 ou 3 kWh lors d’une traversée. C’est ce chiffre qu’il faut connaître avant toute modification importante.
Penser en kilowattheures plutôt qu’en ampères-heures
Les plaisanciers raisonnent traditionnellement en Ah. On parle ainsi d’un parc de batteries de 400 ou 600 Ah. Mais la valeur devient rapidement trompeuse sans connaître la tension de l’installation. Un parc lithium de 400 Ah sous environ 12,8 V stocke un peu plus de 5 kWh. Avec 400 Ah sous 24 V, on approche 10 kWh. Pour comparer proprement production, consommation et stockage, mieux vaut donc raisonner en kWh.
Pour un voilier consommant 2,5 kWh par jour en navigation, disposer de 5 à 7 kWh réellement exploitables apporte déjà une réserve confortable. L’objectif n’est pas de pouvoir tenir une semaine entière sans aucune recharge. Cela impliquerait des batteries énormes, lourdes et coûteuses. Le stockage sert surtout de tampon entre les périodes de forte production et celles où le bateau consomme davantage qu’il ne produit. Une bonne méthode consiste alors à simuler une panne de la principale source d’énergie pendant deux ou trois jours. Le bateau peut-il continuer à naviguer normalement ? Si la réponse est oui, le système est probablement bien dimensionné.
Le solaire reste la base
Pour de nombreux voyageurs, les panneaux solaires constituent aujourd’hui la principale source de production. Ils sont silencieux, ne comportent pratiquement aucune pièce mobile et fonctionnent aussi bien au mouillage qu’en navigation. Mais attention aux chiffres affichés. Un panneau de 200 Wc ne produit évidemment pas 200 W du lever au coucher du soleil. Sur un bateau, l’orientation, la température et surtout les ombres réduisent fortement les performances. Une bôme, un lazy-bag, un hauban ou quelques dizaines de centimètres d’ombre peuvent faire chuter la production de manière importante. Dans de bonnes conditions, une installation de 800 Wc peut fournir environ 1,5 à 4 kWh au cours d’une journée, selon la saison, la latitude, la couverture nuageuse et surtout son implantation…
Le meilleur refit ne consiste donc pas toujours à ajouter des panneaux. Il peut être beaucoup plus efficace de mieux positionner ceux qui existent déjà. Une arche arrière bien dégagée est particulièrement intéressante sur un monocoque. Les catamarans disposent quant à eux d’un avantage considérable avec la grande surface du roof ou du bimini. Multiplier les circuits indépendants peut également améliorer la résilience. Avec plusieurs groupes de panneaux et plusieurs régulateurs, une ombre ou la panne d’un élément n’empêche pas toute l’installation de fonctionner.
L’hydrogénérateur, formidable en traversée
Si le solaire est roi au mouillage, l’hydrogénérateur devient particulièrement intéressant en mer. À partir de 4 ou 5 nœuds, certains appareils peuvent déjà fournir une puissance significative. Une production moyenne de 100 à 120 W pendant vingt-quatre heures représente environ 2,5 à 3 kWh par jour. Sur un bateau naviguant plus vite, la puissance disponible peut encore augmenter ! Autrement dit, l’hydrogénérateur peut compenser une grande partie de la consommation du pilote automatique et de l’électronique pendant une traversée. Encore faut-il dimensionner l’équipement en fonction de la vitesse réelle du bateau. Un croiseur lourd naviguant la plupart du temps à 5 nœuds n’a pas les mêmes besoins qu’un multicoque capable de maintenir 8 ou 9 nœuds… Il faut aussi se rappeler que l’hydrogénérateur ne produit évidemment rien au mouillage et reste exposé aux objets flottants ou aux algues. Dans certaines zones, les sargasses peuvent obliger à le relever régulièrement. D’où une règle essentielle : aucune source d’énergie ne doit devenir indispensable à elle seule !
Et l’éolienne ?
Longtemps incontournable sur les voiliers de grand voyage, l’éolienne a perdu un peu de terrain face au développement du solaire. Elle possède pourtant une qualité irremplaçable : elle peut produire la nuit et sous un ciel couvert. Son intérêt dépend énormément du programme. Dans un mouillage méditerranéen parfaitement protégé où le vent tombe chaque soir, son apport restera limité. Aux Antilles, dans un mouillage régulièrement balayé par les alizés, elle peut au contraire fournir un complément très intéressant. En navigation au portant, il faut cependant se souvenir que l’éolienne travaille avec le vent apparent. Un bateau avançant rapidement dans la même direction que le vent peut donc réduire sensiblement sa production. L’éolienne n’est ainsi ni indispensable ni inutile. Elle doit être choisie en fonction des zones où l’on compte réellement naviguer.
Le lithium change tout… à condition de refaire correctement l’installation
Les batteries lithium fer phosphate ont révolutionné l’autonomie électrique. Plus légères que le plomb à capacité utile équivalente, capables d’accepter des charges rapides et d’utiliser une grande partie de leur capacité, elles sont particulièrement adaptées au voyage. Mais remplacer simplement les anciennes batteries par des modèles lithium peut être une très mauvaise idée. Le parc, le système de gestion des batteries, les fusibles, les câbles, les coupe-circuits, les chargeurs, les régulateurs solaires et l’alternateur doivent former un ensemble cohérent.
Une batterie lithium accepte facilement de forts courants de charge. C’est une qualité pour la batterie, mais pas nécessairement pour l’alternateur du moteur, qui peut être sollicité longtemps à pleine puissance et chauffer excessivement. Le refit doit donc être pensé comme un système global et non comme le remplacement isolé d’un équipement.
Sur les bateaux très consommateurs, la question du passage au 24 V peut également se poser. À puissance identique, augmenter la tension permet de réduire l’intensité et donc de limiter certaines sections de câbles. Mais transformer un bateau existant demande une étude sérieuse et ne se justifie pas systématiquement.
La meilleure énergie est parfois celle que l’on ne consomme pas
Produire plus n’est qu’une partie de la solution. Il faut également apprendre à consommer au bon moment. À midi, lorsque les panneaux solaires fonctionnent à pleine puissance, c’est le moment idéal pour lancer le dessalinisateur, charger ordinateurs et appareils ou utiliser certaines fonctions gourmandes. Une fois les batteries pleines, l’énergie solaire supplémentaire serait de toute façon perdue. La nuit, l’objectif change : préserver le stockage pour les équipements indispensables.
La météo entre également dans cette gestion. Si METEO CONSULT Marine annonce plusieurs jours très nuageux, mieux vaut anticiper : remplir les réservoirs d’eau, charger complètement les appareils et limiter certaines consommations avant que la production ne diminue. Le bateau devient alors une véritable petite centrale dont l’équipage est le gestionnaire.
Prévoir aussi le jour où quelque chose tombe en panne
Le bon refit énergétique doit finalement permettre trois niveaux d’utilisation. En fonctionnement normal, l’équipage utilise son niveau de confort habituel : frigo, eau, communications, électronique et pilote fonctionnent librement. Si la production diminue, certaines consommations deviennent secondaires. On utilise moins longtemps les communications, on reporte la production d’eau ou certaines recharges et l’on peut barrer ponctuellement à la main.
Enfin, un bateau hauturier doit pouvoir fonctionner en mode minimal. Il ne reste alors que les équipements nécessaires à la sécurité et à la navigation : VHF, AIS, instruments indispensables, feux, moyens de communication et pompes essentielles. Cette hiérarchie mérite d’être réfléchie dès la conception du tableau électrique. En cas de problème, l’équipage doit pouvoir couper facilement tout ce qui n’est pas indispensable.
La centrale électrique idéale est celle que l’on oublie
Pour un monocoque de 11 à 13 mètres occupé par deux personnes et consommant environ 2 à 3 kWh par jour en navigation, une installation comprenant 800 à 1 200 Wc de solaire peut aujourd’hui constituer une base cohérente lorsque la place disponible le permet. Un stockage lithium offrant environ 5 à 7 kWh exploitables apporte une réserve confortable. Pour un programme comprenant de longues traversées, l’hydrogénérateur devient un complément particulièrement intéressant. Mais ces chiffres ne constituent jamais une recette universelle.
Un bateau sobre équipé de peu d’électronique aura besoin de beaucoup moins. Un grand catamaran avec plusieurs réfrigérateurs, un congélateur, un dessalinisateur important, des ordinateurs et de nombreux équipements de confort demandera beaucoup plus. Le véritable objectif n’est donc pas d’installer le maximum de batteries ou de panneaux. C’est de trouver le point d’équilibre entre production, stockage et consommation, sans transformer le bateau en installation électrique tellement complexe que personne ne pourra la réparer au milieu du Pacifique…
vous recommande
