À bord d’un voilier, lorsque nous souhaitons un peu d’autonomie, nous avons deux principales choses à gérer : l’eau douce et l’énergie. Dans cet article, je vais évoquer un aspect évidemment essentiel au sujet de l’énergie à bord : les batteries. En effet, il y a de nombreux autres aspects concernant l’énergie à bord : panneaux solaires, éoliennes, alternateurs, consommation du bord… Avec mes nouvelles expériences et les récentes évolutions des technologies de batterie (avec en particulier les batteries « lithium » que nous avons eu l’occasion de tester en septembre 2020 à bord d’un Sun Odyssey 410 tout neuf), cet article a vocation à être mis à jour de temps en temps.
Importance des batteries à bord
Pourquoi est-ce si important, les batteries ? D’abord pour le confort. Il est quand même ennuyeux que sur des voiliers modernes beaux et chers de ne plus avoir de batterie au petit matin sous prétexte que l’on a laissé tourné le frigo toute la nuit. Sur un voilier, cela ne tient pas la route de devoir démarrer un moteur diesel 5 ou 6 heures par jour pour étaler sa consommation d’énergie. C’est pourtant le cas de beaucoup de voiliers sur lesquels j’ai travaillé. Y compris sur de grands catamarans vendus allègrement le million d’euros. Sur ces navires mal équipés, l’autonomie c’est la quantité de gasoil embarqué ! Et parfois elle ne dépasse pas une semaine. C’est nul, inefficace et illogique. Ce sont des économies de bouts de chandelle faites au départ qui reviennent bien plus cher au final.
Deuxième raison, c’est important de se pencher sur ce sujet aussi pour des raisons évidentes de sécurité. Bien sûr, il faut toujours être en mesure de démarrer le moteur d’un voilier pour se sortir d’une situation périlleuse. La panne de batterie au démarrage est un classique des pannes faciles à éviter. Il convient donc d’acheter du bon matériel et de le monter correctement, avec les sécurités qui vont bien. Et puis il y a les risques liés à la technologie de la batterie elle-même et à son utilisation. Car une batterie peut très bien déclencher un incendie, voire même exploser.
Notions de base concernant les batteries
Une batterie est une réserve d’énergie qui fonctionne grâce aux réactions chimiques de plaques métalliques plongées dans un liquide appelé « électrolyte ». Les technologies sont assez variées et évoluent assez rapidement, mais on parle toujours de plaques, de cathode, d’anode et d’électrolyte (70% d’eau - 30% d’acide). L’usure d’une batterie est donc bien liée à son utilisation plus ou moins active (usure des plaques). Moins on la sollicite, moins elle s’use.
Une batterie neuve (ou moins neuve mais en bon état) doit avoir une tension d’environ 12,7 Volt au repos. On peut considérer la batterie au repos entre 12,65V et 12,75V comme chargée. L’outil de base est donc le « voltmètre », ou le « multimètre » pour contrôler tout ça. Achetez un multimètre de bonne qualité pour avoir des informations fiables et précises ; les multimètres « premier prix » donnent parfois des données fantaisistes.
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Usage et installation des batteries à bord
Avant l’achat, il convient de s’informer, d’autant plus que l’objectif est de ne pas être obligé de changer son « parc » trop souvent. Bien dimensionné et correctement utilisé, un parc de batterie peut sans problème tenir 7 - 8 ans ou plus. Il existe deux usages distincts :
- Les batteries de « servitudes » : utilisées pour le matériel de navigation, le froid, les lumières, l’autoradio. Elles seront sollicitées « en douceur » sur de longues durées.
- La batterie de « démarrage » : exclusivement dédiée au démarrage du moteur. On lui demande uniquement de délivrer une grande puissance pendant quelques secondes.
Ces batteries sont bien entendu séparées. Un coupe-batterie permet cependant, en cas de besoin, de coupler toutes les batteries, afin d’aider la batterie de démarrage si elle venait à être défaillante.
Le nombre de cycles et la profondeur de décharge
Le « nombre de cycles » correspond au nombre de fois où l’on peut recharger et décharger la batterie. Plus on tire sur une batterie, moins elle pourra donner de cycles. C’est pourquoi un parc surdimensionné est une bonne idée en croisière. Dans les livres, on recommande de ne pas vider ses batteries à plus de 50%. En fait, je considère que c’est encore trop. Pour ma part, j’ai dimensionné mon parc de servitude afin que la tension ne descende jamais en dessous de 12,4 V. En gros, j’utilise moins de 50% de mon parc de servitudes pour augmenter sa durée de vie. Sachez que les batteries offrant le plus grand nombre de cycles à 50% sont des batteries à électrolyte gélifiée qui peuvent dépasser 2500 cycles.
Batteries Gel ou AGM pour les servitudes
Il s’agit des deux technologies les plus répandues à bord. Les batteries Gel sont les plus adaptées et ce sont celles qui présentent la plus grande longévité. À condition de ne pas leur demander de charges/décharges rapides. Les batteries AGM ont quelques avantages, elles supportent mieux les charges/décharges rapides et leur coût est très légèrement inférieur. Toutefois, sur un voilier, les batteries de servitudes sont utilisées pour fournir une énergie sur des périodes prolongées ; la décharge rapide n’existe pas. La batterie « Gel » est donc celle que je vous recommande vivement. Dans une batterie « Gel », l’électrolyte est gélifié par l’ajout de gel de silice. Dans une batterie « AGM », l’électrolyte est immobilisée dans des « buvards » en fibre de verre insérés entre les plaques.
Calcul de la consommation et dimensionnement du parc
Pour calculer votre consommation, utilisez la formule P = UI (Puissance = Tension x Intensité). Multipliez la puissance et l’intensité par le nombre d’heures d’utilisation sur 24 heures pour obtenir votre besoin en Ampère-heures. 90% du problème de l’énergie, c’est le frigo ! Un frigo au compresseur performant et bien refroidi, avec un évaporateur adapté et un compartiment froid hyper isolé répond en grande partie à tous les problèmes d’énergie à bord. Selon les préceptes des fabricants, il est recommandé d’avoir deux fois la consommation journalière en capacité de parc. Pour ma part, j’ai doublé cette sécurité : j’ai installé 400 Ah pour une consommation d’environ 100 Ah.
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Choix et branchement des batteries
Préférez des marques réputées comme MasterVolt ou Victron. De surcroît, préférez deux batteries de 200 Ah à 4 batteries de 100 Ah. Au final, vous avez effectivement 400 Ah, mais le câblage, les branchements et les allers-retours d’un parc à 4 batteries feront perdre de la puissance et il y aura forcément des déséquilibres entre les batteries, ce qui les fera vieillir prématurément. Attention au poids, une batterie de 200 Ah peut peser près de 70 kilos. Elles doivent être fixées de façon à ne pas basculer en cas de chavirage, et rien ne doit pouvoir toucher les cosses (grave risque d’incendie).
L’hivernage et l’auto-décharge
Pendant l’hivernage, les batteries de bateau se déchargent automatiquement. Selon le type de batterie (AGM, GEL ou Plomb), l’auto-décharge peut aller de 3% à 10% par mois. Une batterie non utilisée pendant plusieurs mois se déchargera régulièrement. En dessous de 50% de charge, un phénomène de sulfatation peut survenir : une couche blanchâtre ressemblant à de la poudre apparaît au niveau des cosses. La sulfatation est le premier signe de la dégradation d’une batterie. Grâce à leur faible taux d’auto-décharge, les batteries au gel et AGM ne nécessitent pas de recharge pendant l’hivernage, mais il reste conseillé de les déconnecter. Si vous ne pouvez pas vous rendre disponible, vous pouvez également investir dans un panneau solaire de 10 à 15W relié à la batterie, ce qui lui assure une recharge permanente.
Comment savoir si les batteries doivent être changées ?
Le matin, vos batteries sont dans les alentours des 12 V, le soir vous avez toujours besoin d’allumer votre moteur pour bien les remplir ? Vous savez qu’elles sont vieilles et qu’il ne va pas falloir tarder à changer ses batteries. Si elles se chargent super vite et se déchargent tout aussi vite, la question ne se pose pas. Une méthode pour vérifier l’état : attendez qu’elles soient bien chargées, déconnectez-en une et laissez les autres branchées. Après 24h, notez le voltage. La différence doit être dans l’ordre de 0,2/0,4 V pour une batterie en état.
Si vous pensez que c’est une fuite de courant qui fait diminuer le voltage, surveillez l’état de vos anodes. Pour déterminer d’où vient la fuite, le plus simple est d’utiliser une pince ampèremétrique en courant continu ou un multimètre en mode résistance. Enfin, pour une plus longue durée de vie, il faut que les batteries soient de la même marque, du même ampérage, de la même année, et si possible exactement du même voltage pris aux bornes lors de l’achat.
Évolutions technologiques : le Lithium
Grâce aux progrès de la technologie des batteries, des options comme les batteries au lithium et les batteries au lithium à décharge profonde offrent une durée de vie plus longue et des performances supérieures à celles des alternatives traditionnelles. Pour les batteries de démarrage au lithium et les batteries à décharge profonde, un remplacement est généralement nécessaire après 8 à 10 ans. Les batteries au lithium acceptent une intensité de charge plus haute, ce qui signifie une charge plus rapide. Cependant, quelle que soit la technologie, une décharge moins profonde reste préférable pour prolonger la durée de vie.
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