Publié par : Ann & Stéphane | 14 mars 2017

Fiche technique – Energie à bord.

Préambule.

Pour l’élaboration de cette fiche technique, j’ai fait appel aux compétences et à l’expérience de mon ami, Jean Lumaye, skipper de « Otter II » … qui se place résolument sous un angle différent du nôtre, qui ne manque pas pour autant, d’intérêt.

Introduction.

L’un des plus grands problèmes à bord d’un voilier, reste la question énergétique. Le plaisancier veut de plus en plus de confort (ice maker, wc électrique, cuisinière électrique, air conditionné/chauffage, machine à laver, compresseur de plongée  etc.)  synonyme de grands consommateurs d’énergie et les instruments de navigation embarqués (pilote automatique, cartographie électronique, radar, AIS, écrans  etc.) sont de plus en plus dévoreurs de courant électrique. Que faire ?

Les solutions existent mais dépendent en grande partie, de la place disponible à bord … et de votre budget. Parmi les solutions les plus classiques, il y a le moteur principal, l’éolienne, les panneaux solaires, l’hydro générateur, l’alternateur couplé à l’arbre d’hélice, le groupe électrogène et le chargeur de batterie.

« En guise d’introduction, il me semble incontournable d’écrire que la gestion de l’énergie à bord ne souffre d’aucun compromis. Ou vous êtes écologistes convaincus (au sens apolitique du mot bien entendu) et prêts à renoncer à un certain confort ou vous mettez celui-ci au premier plan. Dans le premier cas comme dans l’autre, il faut investir. Investir dans l’achat de matériel dans le premier cas et dans du combustible fossile dans le second, quoique le diesel n’a encore jamais produit de l’électricité sans générateur (qu’il faut acheter et entretenir). Je laisse au capitaine de « S.A.S.» le soin de vous en énumérer avantages et inconvénients…

A bord de « Otter II » nous sommes dans le premier choix. Nous exploitons quatre sources d’énergie que nous allons, pour le plaisir, dire qu’elles proviennent de l’air, de l’eau, du feu (soleil) et de la terre (pétrole) éléments chers aux alchimistes. » J.L.

  1. Moteur principal.

L’alternateur du moteur principal est, en général,  insuffisant pour recharger convenablement vos batteries  quelques soient le nombre d’heures de moteur : il le fait mais la charge n’est pas totale ! C’est en tous les cas ce qui résulte de notre expérience avec notre précédent voilier.

Pour charger convenablement votre parc de batteries, il vous faudra placer un second alternateur sur votre moteur principal : nous disposons à bord de 1.000A en 24V pour le service et de 600A en 24V pour l’électronique sans compter les trois batteries de 95A dédiées au démarrage du moteur principal et du GE et malgré cela, nous pouvons recharger à fond … grâce à notre second alternateur placé sur le moteur principal !

Le seul inconvénient  reste que le moteur principal consomme beaucoup plus (7 à 8 litres en ne montant pas dans les tours) que le GE (3 à 6 litres suivant l’effort demandé).

  1. Eolienne.

Nous n’avons aucune expérience directe en la matière mais je relève que les problèmes évoqués par les détendeurs, restent le bruit et les vibrations créés par les pales de l’hélice. De surcroît, dans bon nombre de cas, ce n’est pas une mais deux (!) éoliennes qui équipent le voilier … ce qui en dit long sur sa capacité de charge.

A préconiser en des régions venteuses … les baies trop bien abritées ne sont pas conseillées !

« Une autre source d’énergie exploitée est le vent. En  2010, après presque 20 ans de bons et loyaux services,  nous avons remplacé notre éolienne Aerogen, par une D400.

C’est son rendement, son silence et l’absence de vibrations qui nous ont décidés. 91 A/jour par 9 nœuds de vent constant dit la fiche technique mais bon il faut bien admettre que sans vent ou par vent faible, le rendement est peu satisfaisant. Ce n’est qu’à partir de 12/15 nœuds qu’elle travaille vraiment. A 20 nœuds de vent constant, elle couvre facilement nos besoins électriques journaliers. Bien que l’alizé soit une source régulière de vents efficaces, il n’est pas rare qu’il soit insuffisant, de là l’apport recherché dans l’énergie solaire. » J.L.

  1. Panneau solaire.

Il s’agit d’un des moyens les plus courants que l’on rencontre.  De sensibles progrès techniques paraissent avoir vu le jour en ce domaine mais le panneau solaire reste malgré tout assez fragile et perd de son rendement avec l’âge.

Il n’est pas toujours aisé ou esthétique de trouver de la place à bord, pour poser un panneau solaire qui, idéalement, doit rester orientable.

A préconiser en des régions très ensoleillées … attention, au mouillage, à l’ombre d’une falaise !

« Le panneau solaire actuellement en fonction sur notre bateau est un petit panneau semi-rigide qui permet, aux heures les plus lumineuses de la journée, de pousser 4 A/h dans les batteries. Cela couvre à peine le besoin du frigo qui reste l’élément le plus énergivore du bord. Certes, on pourrait s’en passer mais c’est là que se situe notre limite à la sortie de la fameuse zone de confort déjà mentionnée.

Donc nous avons investi en quatre panneaux (série S de la  marque de référence allemande Solara 110 w avec des cellules monocristalines back contact qui offre un rendement 20 à 30 % supérieur aux cellules normales). Ce sont des panneaux marinisés conçus pour résister aux conditions les plus extrêmes. Garantis performants 26 ans à 80% de rendement, le panneau lui-même est garanti 10 ans.

Nous savons que cette décision nuira à l’esthétique du bateau. Ces panneaux sont encombrants et nécessitent la mise en place d’un dispositif destiné à les accueillir. Les nôtres sont actuellement stockés en cabine avant en attendant leur installation sur un portique inox en cours de fabrication (installation prévue pour le mois de mai/juin).

Ces 4 panneaux couvriront amplement les besoins énergétiques du bord compte tenu de notre souci de tenter par tous les moyens d’en restreindre la consommation.

Les avis que nous avons rassemblés à propos de ces panneaux sont plus que positifs ce qui est de bon augure pour leur future utilisation.» J.L.

  1. L’hydro générateur.

Selon ses détendeurs, cela fonctionne très bien et subvient aux besoins énergétiques du bord … en navigation ! A moins de vous appeler Bernard Moitessier, vous passerez plus de temps au mouillage qu’en navigation.

  1. Alternateur couplé à l’arbre d’hélice.

Du point de vue de la dynamique du voilier, il s’agit selon moi, d’une hérésie car une hélice qui tourne … freine la progression à la voile! Autre inconvénient : le bruit de fond énervant.

A vérifier auprès d’un mécanicien mais je pense qu’une hélice qui tourne alors que le moteur est l’arrêt … n’est pas souhaitable !

« Venons-en à l’eau comme source d’énergie. Moins souvent exploitée, mais oh combien précieuse, sa résistance à notre progression sous voiles transmet aux pales de notre hélice 3 pales traditionnelles une énergie transformée en électricité par notre alternateur couplé sur l’arbre d’hélice. Lorsque nous naviguons à une vitesse de 6 nœuds, elle produit au-delà de 20 A/h. Combiné à notre éolienne, c’est amplement suffisant pour naviguer sous pilote automatique tous feux de navigation allumés ainsi que le radar, l’AIS, PC et autres traceurs. Et ce, cerise sur le gâteau, sans couper le frigo, comme beaucoup sont obligés de le faire.

Le seul bémol, il convient de le préciser,  est son  léger « chant », raison pour laquelle nous avons baptisé notre alternateur d’arbre  » la Callas ». Rien de désagréable,  et indicateur pour une  oreille avertie de la vitesse à laquelle nous naviguons. » J.L.

  1. Le groupe électrogène.

Il s’agit du moyen le plus efficace que je connaisse mais tous les groupes ne se valent pas et son isolation phonique doit être particulièrement soignée.  A bord de « S.A.S.³ », non seulement le GE (16 Kva) est enfermé dans un cocon phonique qui lui est propre mais de surcroît, le local technique où il est installé, est également isolé phonétiquement. 

Le « must du must » en la matière, est, sans conteste, Northern Lights pour sa robustesse, sa simplicité et ses sécurités. La marque est bien représentée à travers le monde (notamment, en France quoi qu’en disent certains …) et son entretien (toutes les 250 heures) est relativement simple : deux atouts très importants en le cadre d’une circumnavigation.

Le problème du GE réside en son coût, en la place disponible à bord et en son isolation phonique. Gardez à l’esprit que plus votre GE sera puissant et moins il sera bruyant ! Par contre, il est fortement déconseillé d’installer un GE trop puissant pour vos besoins car le groupe doit pouvoir tourner  au maximum de sa puissance d’après les spécialistes.

Pour info, à bord de « S.A.S³ », le GE fonctionne (1 x 4 heures/24 heures) au mouillage et (2 x 4 heures /24 heures) en navigation mais contrairement à la majorité des autres bateaux, toute l’électronique du bord fonctionne 24/24 heures lorsque nous sommes en navigation !

Nous n’avons aucune expérience directe en matière de GE portable si ce n’est qu’ils sont terriblement bruyants et dérangeront facilement les bateaux qui vous entourent. La plupart de leurs détendeurs ne trouvent donc rien de mieux que de les placer à l’avant de leur bateau  … qui correspond souvent à l’arrière du bateau qui est mouillé devant eux mais comme me répondait un jour, une brave dame détentrice d’un tel appareil : « la mer est grande » …

« En tant que gardiens de la Nature, nous évitons le plus possible le recours à l’énergie fossile. Un petit générateur portable SDMO 2000W complète l’énergie que le vent et le soleil ne peuvent parfois pas nous apporter. Nous n’en dirons pas plus si ce n’est que ces machines nécessitent un soin tout particulier et exigent une qualité d’essence telle qu’il n’est pas rare de devoir s’acharner sur un nettoyage de carburateur qui refuse de rendre les armes en se faisant oublier…

En dehors de ces désagréables épisodes, cela nous dépanne, c’est fiable et nous apporte le 220V parfois nécessaire au fonctionnement de certains appareils, essentiellement de l’outillage car nous avons restreint l’électroménager au strict nécessaire ce qui nous laisse le plaisir de moudre le café à l’ancienne, d’utiliser un « passe-vite », etc. Toutes les astuces pour économiser l’énergie sont exploitées ! » J.L.

  1. Diesel.

Le diesel est un carburant que l’on trouve partout dans le monde et de surcroît, à des prix souvent très attractifs ! Sans diesel … pas de moteur principal, pas de groupe électrogène. Avoir une réserve importante de diesel est donc essentiel.

Je préconise une réserve de 1.000 litres et mieux même, si vous pouvez pousser  jusque 1.500 litres (sur « S.A.S.³ », nous disposons de 2.100 litres).L’idéale consiste à avoir une capacité en  réservoirs en inox suffisante mais la grande majorité des circumnavigateurs doivent la compléter, de manière parfaitement hideuse, de bidons en plastique amarrés sur le pont !

Retenez que vous n’avez nulle besoin à bord, de bidons d’essence vides pour faire votre plein ! En tous les endroits où le remplissage par bidons, est le seul moyen disponible (en Indonésie, notamment), votre fournisseur vous prêtera sans problème, les bidons nécessaires : ils sont souvent extérieurement dégueulasses mais l’intérieur est propre.

Je ne saurais trop vous conseiller d’installer des filtres à gasoil en surplus de ceux qui équipent déjà votre moteur, et  après chaque remplissage, versez dans vos réservoirs, un antibactérien pour carburant.

Le placement d’un « tank journalier » n’est pas superflu car placé plus haut que votre moteur principal, il soulagera la pompe de votre moteur et évitera que le diesel nettoyé ne retourne dans la cuve principale avec le diesel non encore filtré.

  1. Le chargeur de batterie.

Le chargeur de batterie garantit une recharge complète des batteries mais nécessite, en l’absence d’un GE, d’être branché à une « prise de courant extérieure » telle que l’on en trouve en marina.

La « prise de courant extérieure » peut présenter en certains pays, plus d’inconvénients que d’avantages :

a.) Toujours vérifier que la « prise de courant extérieure » donne bien du  220V en  50Hz … ce qui n’est pas le cas partout !!!

b.) Dans certains pays (SE asiatique), la tension n’est pas constante et les variations peuvent entraîner des dommages à votre chargeur.

c.) Certains pontons de marina sont mal isolés en sorte que votre bateau peut servir de « terre » à tout le ponton …

d.) La plupart du temps, les pontons sont équipés de bornes électriques de 16A … ce qui est totalement insuffisant pour « S.A.S.³ »  et ses 4 chargeurs ! Il nous faut au moins, 32A et mieux encore, 50A.

Une borne électrique de 50A ou plus, est le plus souvent en triphasé … en ces conditions, il vous suffit de vous confectionner un adaptateur qui n’est branché qu’à une seule phase sur les trois.

e.) A moins de disposer d’un panel très complet d’adaptateurs, il  y a 9 chances sur 10 que vous vous verrez contraint d’acheter sur place, un nouvel adaptateur pour brancher votre fil électrique à la borne de la marina.

f.) A moins d’avoir énormément de chance, vous serez également contraint de disposer d’un câble électrique de bonne longueur et de bonne section si vous souhaitez éviter perte et échauffement. Pour ce motif, il est déconseillé de laisser votre fil électrique sur son enrouleur lorsque vous le mettez en tension.

g.) Les factures d’électricité peuvent se révéler exorbitantes en certaines marinas !

« La fée électricité est, comme son nom l’indique, capable de prouesses lorsqu’on entre en communication attentive avec elle. C’est la prouesse que réalise notre « chargeur batterie à batterie ».

« Le chargeur de batterie à batterie est un produit de plus en plus populaire. Tout comme le chargeur d’alternateur, il garantit une recharge optimale des batteries de service depuis l’alternateur ou tout autre moyen de charge (à partir du moment où celui-ci est régulé en tension). Son cycle de charge évolué contrôlé par logiciel avec compensation de température garantira une recharge rapide et complète du parc de batterie de service. Et notre expérience est très positive à son égard. » J.L.

  1. Au titre des économies d’énergie …

« Ne pas mentionner notre régulateur d’allure dans ce chapitre des économies d’énergie serait lui faire injure. En effet, dès qu’une traversée nécessite plusieurs jours de navigation, notre WINDPILOT est mis en place. A l’aide de notre pilote électronique, nous calons « l’Otter II » sur un cap qui le maintient à un angle constant du vent apparent ce qu’il fait avec maîtrise mais consommation inévitable d’électricité. Cette aide me permet de mettre en place les réglages du régulateur (certes, cela demande une certaine expérience mais celle-ci s’acquière très vite). Dès que le régulateur est synchronisé avec le pilote, je bascule d’un système à l’autre en plaçant le pilote en standby et enclenchant le débrayage mécanique du régulateur. Celui-ci prend la main sans que l’on s’aperçoive du changement excepté que nos batteries se prennent des vacances ainsi que le pilote qui, si l’on écoute un peu « radio ponton », reste un élément fragile et sujet à des pannes diverses. La durée et la force de travail exigée de ces pilotes dans les longues traversées est énorme alors que la force utilisée par le windpilot est uniquement produite par la résistance de l’eau à la progression du bateau. Plus le vent est fort, plus le windpilot est fort ce qui n’est pas du tout le cas des pilotes automatiques qui, bien souvent, déclarent forfait dès que le temps se gâte et que le temps d’utilisation augmente. Oui, je sais, je l’aime bien mon Windpilot. A propos, nous l’appelons Nestor comme le fidèle serviteur dans Tintin. C’est un signe, non ? » J.L.

 

 

 

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