Energie à bord : Calcul des besoins

Je n’ai rechargé que 7 heures la nuit avec le moteur au ralenti à 1500T/m. (5 litres d’essence).

J’ai exactement la même batterie que ma voiture, une 75Ah, achetée en grande surface. Quand ma batterie de voiture lâche, je lui mets celle du bateau. Avec ce principe, j’ai toujours une batterie en super état pour le bateau et je la laisse en charge de maintien, en parallèle avec la batterie de la moto, tout l’hiver. J’utilise un simple chargeur de type floating, une position charge à 14,5V et une position de maintien à 13,5V. Pour mémoire, la tension à vide est de 12,8Vpour une batterie chargée et 11,7V déchargée.

Une batterie s’auto-décharge de 10% par mois et il ne faut jamais laisser une batterie se décharger complètement. Il faut garder théoriquement 25%  de réserve, elle se détériore et elle craint le gel. Il faut donc considérer la batterie comme un réservoir d’électricité en sachant qu’on ne pourra jamais la vider complètement. Je sais qu’avec une batterie de 75AH je dispose de 60Ah guère plus.

Soit 60A pendant une heure, ou 6A pendant 10heures, ou encore 3A pendant 20 heures…
Ou
Egalement une capacité 60Ah x 12V = 720 Wh soit 720W pendant une heure.

En comparaison une bouteille de 3kg de gaz butane fourni environ 41000Wh

Et puisqu’on parle du poids, c’est très lourd une batterie. Il faut compter environ 40Wh ou 3.3Ah au kilo, plus elle sera puissante, plus elle sera lourde.

Autre remarque, la résistance interne de la batterie augmente quand elle se décharge. Cela se traduit par une baisse de tension en charge, proportionnelle à l’intensité demandée. (voir guideau plus loin).

Sur le bateau

Je n’ai plus qu’une seule installation en 12V j’ai supprimé le 220V d’origine pour l’éclairage. J’ai un petit onduleur 12V/220V que je ne branche que ponctuellement pour les petits appareils en 220V genre jet dentaire pour moi ou épilateur de madame.

Au port

J’ai un chargeur classique de 6A  de plus de dix ans qui est toujours connecté sur le 12V, il me fournit là la fois le 12V pour la consommation et pour la charge de la batterie dès que je branche le 220Ven arrivant au port. Il est fixé définitivement sous le vide poche  tribord, façade visible, cela me permet de voir les voyants, rouge, orange, vert, et de débrancher le chargeur quand la batterie, au vert,  est définitivement pleine.
Il existe maintenant des chargeurs qui se stabilisent quand la batterie est pleine, il n’est plus nécessaire de le débrancher. Le moteur également connecté en permanence charge, à mi-régime, entre 5 et 7A.

J’utilise souvent le moteur pour entrer et sortir d’un mouillage, ou pour raser les cailloux.
Pour une longue navigation de nuit, je le mets au ralenti à la place de la GV autant pour recharger que pour ma sécurité. Si le vent forcit, je n’ai que le génois à enrouler pour réduire sans sortir du cockpit.

Sur le tableau électrique, un petit voltmètre gradué entre 8V et 15V m’indique la tension donc l’état de la batterie. (à lire à vide sans charge ni décharge) Vous trouverez cela en galvanomètre ou en digital à moins de 10€ chez un marchand d’électronique.

Pour le solaire, je pense qu’un petit panneau n’est utile qu’en maintien de charge pour un bateau qui reste longtemps au mouillage. Vu le rapport prix/puissance et encombrement, il m’a semblé plus judicieux de mettre mon argent dans un bon moteur. Personnellement, pour mon programme de navigation, je n’ai pas encore de panneau solaire.

Pour les inconditionnels des panneaux solaires, voir les articles :

Jean Rene THOMAS (Jerethomas)

et le fameux  article de notre regretté RORO 

Pour les consommations des appareils utilisés, je transforme toujours leur puissance en Ampère-heure, en fonction du temps estimé d’utilisation par jour. Il n’y a que cette méthode pour bien prendre conscience de l’importance du temps, et vous serez parfois surpris. Il vous faudra donc commencer par établir un tableau de synthèse dans lequel vous ferez figurer vos différents éléments consommateurs et leurs consommations théorique.

Les exemples de tableaux bilan electrique ci-dessous permettent d’établir, en fonction d’un nombre d’heure(s) d’utilisation par jour la batterie en A nécessaire ou bien à l’inverse de définir combien de temps on peu tenir avec un Ampérage défini :

Billan electrique Pascal74 (Edel 4 DL)

Biln electrique de Zwicker (Edel 4)

Exemple pour une pompe d’évier 12litres /minute de 55W

• Intensité= Puissance / tension = 55W / 12V = 4.5A

Soit en Ampères heure pour une seconde = 4.5A / 3600s=0,00125Ah

Pour une vaisselle de 12litres d’eau en une minute x 60 = 0.075Ah ce qui est peu.

Exemple pour un WC électrique

La pompe fait 13A, on évacue les matières en moins de 15secondes

Calcul : 13A / 3600 x 15 = 0,054 Ah le coup de pompe. Même si vous y allez dix fois par jour on reste à 0.54Ah / jour.

En comparaison on se rend compte qu’une simple ampoule de 15W montée d’origine dans les plafonniers avant, consomme 1.25Ah à l’heure, imaginez que vous oubliez de l’éteindre en partant .
On voit l’intérêt de monter des lampes économiques pour l’éclairage. Pour ma part, j’avais mis 4 tubes fluo de 8W dans chaque coin du carré. Cela éclaire surtout relativement bien. Au mouillage on n’en allume qu’un ou deux, au port c’est éclairé comme à Las Vegas. Maintenant les éclairages à leds sont encore plus économiques et surtout beaucoup plus fiables.

Le gros consommateur d’énergie dans la durée, c’est le pilote automatique et je n’ai jamais réussi à déterminer sa consommation réelle. Il est annoncé sur le papier pour 0.5A mais ce n’est pas possible, sauf si l’essai a été fait dans un aquarium. En effet, lorsqu’on regarde un pilote travailler, cela dépend surtout de l’état de la mer et de la route suivie. Avec une bonne houle de l’arrière, votre pilote n’arrête pas de corriger la trajectoire. Il travaille presque bord sur bord et peut fournir une poussée de 70kg Je préfère croire au double de la consommation annoncée et donc compter sur 1Ah de moyenne ne me semble pas surestimé.

Sans vous prendre la tête avec des formules, voici une explication simple. Un moteur qui tourne à vide, sans utiliser sa puissance mécanique, ne sert à rien. Il ne consomme que les pertes nécessaires pour le faire tourner. Dès qu’on lui demande une force mécanique, cela se traduit par un appel de courant, il consomme davantage. De même, l’appel de courant à l’instant du démarrage d’un moteur est très fort.  Il peut fournir dans certaines limites autant de puissance qu’on lui demande jusqu’à dépasser largement sa puissance nominale, ensuite il cale. Un moteur électrique ayant un rendement moyen de 80%, la puissance absorbée à vide représente 20% de la puissance nominale, ce sont les pertes, on peut admettre qu’elles sont presque constantes. On se rend compte qu’un moteur dont la puissance mécanique demandée est variable, la consommation est également variable.

Exemple ; Mon plus gros consommateur en intensité, c’est le guindeau, il fait 700W en puissance nominale et donc 50A à sa charge nominale. A vide, si je ne remonte que très peu de chaîne, il ne consommera que les 20% soit 10Aà vide ou 15A avec la chaîne. Si je force sur l’ancre, la force d’arrachement étant de 700kg, l’intensité montera facilement à 50A et plus si on cale. On se rend compte qu’il faut mettre le bateau à la verticale de l’ancre pour consommer le moins possible. Pour info, la vitesse de remontée de la chaîne est de 15m à 18m/minute. C’est le guindeau qui m’indique bien l’état de ma batterie quand elle est déchargée. Comme je l’ai dit plus haut, si la batterie est faible, la résistance interne est plus grande, la forte intensité demandée fait baisser fortement la tension, la batterie se « met à genoux » comme elle le ferait avec un démarreur de voiture. Quand je quitte un mouillage, je mets d’abord le moteur en marche, j’avance doucement sur l’ancre avant de remonter la chaîne.

Suite à cette explication, il devient évident que la consommation d’un pilote dépend surtout de l’état de la mer et de l’équilibre sous voile. Pour une pompe, la résistance mécanique est régulière donc la puissance absorbée est relativement stable.

Pour l’alimentation des appareils, en règle générale on compte une section de fil de 5A par mm2. Pour un guindeau il faut au minimum une section de 10mm2 pour 50A avec des cosses obligatoirement soudées. Je soude d’ailleurs pratiquement toutes les cosses, le simple sertissage est très fragile dans l’environnement marin et provoque souvent des risques de pannes surtout en 12V. J’isole ensuite avec de la gaine thermo-rétractable.

Parlons maintenant du gaz

Il consomme 20g/heure ce qui fait 150 heures d’autonomie sur une bouteille de 3kg. Je compte 100h puisque j’ai également le réchaud deux feux. Le fonctionnement au gaz  dure 14 fois plus longtemps que la durée sur batterie.
Certains ont peur du gaz et n’osent pas raccorder le frigo au gaz. En comparaison, un simple brûleur de réchaud fait 1400W  et voire plus soit encore 14 fois plus que le frigo. Je vous fais remarquer qu’un brûleur consomme 280g/heure et c’est beaucoup, d’où l’utilisation systématique de la cocotte minute pour faire cuire les légumes. Une plaque électrique  de 1400W en 12V vous viderai la batterie en moins d’une demi-heure !!!   Rassurez-moi, personne n’a de plaque électrique ? 

Un frigo possède une sécurité qui coupe le gaz en cas d’extinction de la flamme et donc pas de risque d’intoxication.

La ventilation naturelle des aérateurs, avant et dans la porte, suffit largement, même le pavillon tout fermé. Quant à la flamme, elle est déjà bien protégée à la conception, il suffit de laisser un espace de dix cm autour pour éviter tout risque d’incendie. Laisser un accès sur le côté pour voir la flamme avec un miroir et pouvoir éventuellement l’allumer quand le piezzo ne fonctionne pas, cela arrive…

Avec toutes ces sécurités,  une installation de gaz est moins dangereuse qu’un simple brûleur monté directement sur une bouteille jetable.

A l’usage
Je charge mon frigo au maximum le soir au port. J’emmagasine du froid comme pour une glacière et je ne l’allume ensuite que lorsque la température remonte trop. Dès que la température est redescendue je l’arrête à nouveau., mais il m’arrive de le laisser quand il fait très chaud. La encore il faut gérer mais je tiens facilement de dix à quinze jours avec une bouteille de gaz de 3Kg. Elle est sanglée sur un support dans le bas de la penderie. J’ai une bouteille de rechange toujours pleine, sanglée également à coté de la batterie.

Pour le reste des appareils,

il faut recharger les piles et portables au port tant que faire ce peut, éteindre tous les appareils inutiles en mer, y compris le sondeur quand on est au large. Eteindre l’éclairage des appareils quand il fait jour, il suffit de regarder le tableau des consommations.

Eviter les cascades de charge avec l’onduleur 220V si vous pouvez charger directement en 12V, vous supprimerez les pertes. Exemple : Brancher un mini pc à bord par l’intermédiaire d’un convertisseur 12V>220V ! Achetez directement un cordon 12V (type allume cigare) pour votre mini pc !

Au mouillage :
Si je fais une estimation de ma dépense électrique pour une journée et une nuit au mouillage, je suis à 6Ah/ jour maximum pour la vie courante y compris la remontée de la chaîne. Je considère que c’est une consommation constante. C’est finalement peu, on tient une dizaine de jours et cette perte est compensée en moins d’une heure en rechargeant au moteur.

En navigation :
C’est à mon sens une consommation variable en plus de la vie courante. Il faut rajouter le pilote, le GPS et le sondeur, soit 2Ah par heure de navigation, soit 48Ah pour 24h et là, c’est beaucoup, on ne tient plus qu’une trentaine d’heures. D’où pour moi, la nécessité de recharger au moteur la nuit. Si on pense toujours panneau solaire en complément la journée, un petit panneau de 25W me semble suffisant.

En pratique, on se rend compte que l’autonomie de vie dépend davantage de la capacité du réservoir d’eau et des réserves de la cambuse. Sur un mois de vacances, il m’arrive de ne pas trouver une place pour la nuit dans un port et ce pendant plus d’une semaine. (voir Corse) Il m’est arrivé également de rester coincé dans un trou à l’abri en attendant la fin d’une tempête pendant plus de quatre jours à Portlligat sur la côte Espagnole. Je peux toujours recharger ma batterie en faisant tourner le moteur au ralenti, pour le reste il faut toujours se débrouiller pour aller faire le plein des courses d’une manière ou d’une autre.

Je termine en parlant du pétrole. Je n’ai pas compté mon feu de mouillage car j’utilise toujours ma vieille lampe tempête en laiton et je ne la changerai pas. D’abord je la trouve sympa avec son petit côté rétro, elle est fiable, ne s’éteint jamais. Je l’accroche sous la bôme, elle m’éclaire le bateau. La flamme jaune au ralenti vacille et se voit aussi bien si non mieux qu’une lampe en tête de mat (qu’on peut confondre avec une étoile). Pas de câble, ni de prise pour le mât, ni de fuite d’eau. Le réservoir tient bien une trentaine d’heures, et en plus, je mets du pétrole lampant anti-moustiques, c’est parfois utile….

En conclusion, la gestion de l’énergie, c’est un mode de vie et des habitudes à prendre. Je vénère la fée électricité et gaz pour le confort qu’elle nous apporte et il ne faut pas s’en priver, même sur un petit bateau.

Aricle complémentaires :

Pascal74 :