Dans les bateaux, il est présent partout, le câble électrique permet de recharger vos batteries mais aussi d'alimenter vos appareils électriques à bord que se soit en 12 V ou en 230 V. Vous trouverez ici un choix important de câbles et fils électriques souples pour la conception ou la réfection de votre circuit d'électricité à bord du bateau. Pour choisir votre câble électrique à bord il existe plusieurs paramètres ; certains sont invariables : on choisira toujours un câble souple qui est conçu pour résister aux vibrations entrainées par le moteur ou la navigation évitant tout risque de rupture.
Dans notre ère moderne, l’électricité est devenue essentielle à de nombreuses fonctions à bord des bateaux. Que ce soit pour alimenter les systèmes de navigation, les appareils électroniques, l’éclairage, ou encore les systèmes de confort, une source d’énergie fiable est indispensable pour assurer une expérience de navigation agréable et autonome. Cependant, avec les avancées technologiques et les préoccupations croissantes en matière d’efficacité énergétique et de durabilité, il est essentiel de comprendre les différentes options de production, de stockage et de gestion de l’électricité à bord des bateaux. L’électrification d’un voilier est une étape cruciale pour tout chef de bord cherchant à rendre son bateau autonome en énergie, surtout dans le cadre de navigations au long cours.
Principes fondamentaux du dimensionnement des câbles
La section du câble à bord du bateau se détermine en fonction de la consommation (en A) de votre appareil et donc de sa puissance (en W). Sous 300 V, la tension n'entre pas dans le calcul de la section de câble, c'est le courant qui est important : pour calculer le courant nécessaire à consommateur, c'est facile : la puissance divisé par la tension qu'il consomme (exemple, un appareil de 300 W consomme 25 A si il est alimenté en 12 V (300 / 12 = 25). Plus la longueur du fil est importante, plus la section (le diamètre) du câble devra être importante pour laisser passer la quantité de courant nécessaire.
Le premier calculateur vous permet de calculer la section du câble adaptée à votre installation en fonction à votre installation. Il faut renseigner la chute de tension tolérée, longueur total du circuit et l’intensité. Si le calcul n’est pas possible, c’est en général lié au fait que la chute de tension souhaitée est trop faible pour la section de câble maximum (95 mm²). Pour un guindeau, une chute de tension de un volt sera tolérable dans la mesure où avec une chute de 1V la tension à ses bornes lui permettra de fonctionner dans des conditions correctes. La perte de puissance générée dans les câbles ne pèsera pas dans le bilan d’énergie dans la mesure où le guindeau est utilisé sur de courtes périodes.
La perte de tension maximum admissible des feux de navigation est de 5 %, ce qui correspond à 0,60 V pour un réseau de bord de 12 V. Étant donné que le courant circulant dans les câbles de bateaux passe toujours par 2 fils selon un mouvement de va-et-vient, la longueur des conducteurs est deux fois plus importante que celle du câble (c’est-à-dire, par exemple, deux fois plus importante que la distance entre consommateur et batterie).
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Méthodologie d'installation et passage des câbles
Pour bénéficier d’une installation électrique fiable, il est nécessaire de respecter un certain nombre de règles. Ces règles concernent l’implantation, le dimensionnement et les protections. Toute réalisation électrique doit être impérativement accompagnée d’un schéma. Cette étape doit permettre de définir le passage des câbles (implantation de goulottes, création de passages de câbles) mais également la longueur des câbles entre chaque point de jonction et ceci pour définir la section à utiliser.
Concernant le cheminement, les gaines rectangulaires de maison qui courent le long des murs sont une solution couramment utilisée pour réaliser le câblage. Avantage : il existe plusieurs largeurs de gaines et pour faire ressortir un câble, il suffit de faire une petite ouverture à la scie à main là où le câble doit se diriger. De plus étant en PVC il suit les courbes de la coque. Elles arrivent dans des boites de dérivation étanches. Le plus important est que les fils ne "battent" pas en cas de mer agitée : c'est le mouvement qui fait qu'ils s'usent et que les cosses se disjoignent des câbles.
La norme interdit l’utilisation de câble rigide. Elle impose une double isolation (isolant plus gaine) et ces câbles ne doivent pas pouvoir propager une flamme. Qualité marine : MTH. Cosses à sertir : il existe une multitude de cosses à sertir (plate, ronde, à fourche, à embout, à languette). La zone en plastique est colorée en rouge, bleu ou jaune (la couleur correspond à la section de fil utilisable). Les câbles et le matériel d’installation sont des composants importants pour vos installations électriques à bord. Afin d’éviter tout problème avec votre installation électrique et pour en garantir un fonctionnement sans heurts, il est important que vous disposiez d’informations suffisantes quant au matériel d’installation et aux câbles pour bateaux qui conviennent.
Architecture des circuits 12V et 230V
Un système électrique de voilier se divise en deux circuits principaux : 12VDC (DC : Continu) et 230VAC (AC : Alternatif), chacun alimentant différents types d’appareils à bord. Dans un courant continu, les charges électriques ne vont que dans un seul sens, du [-] vers le [+], tandis que dans un courant alternatif, le sens des charges change très régulièrement. Cette notion de AC ou DC est généralement indiquée juste après la tension, pour indiquer ce qu’une alimentation délivre ou le type d’alimentation électrique dont un appareil à besoin.
Le Circuit 12V : Équipements Essentiels
La plupart des appareils essentiels à bord d’un voilier fonctionnent en 12 volts, alimentés par un ensemble de batteries de servitude. Les équipements connectés au circuit 12V incluent l’éclairage (feux de navigation, intérieur), les instruments de navigation (GPS, traceur, sondeur, anémomètre), les systèmes de communication (VHF, AIS), et les pompes. Tous ces équipements sont reliés à un tableau électrique 12V, qui distribue l’énergie et protège chaque circuit via des fusibles et des disjoncteurs.
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Le Circuit 230V : Équipements de confort
Le circuit 230V est principalement utilisé pour les équipements à haute consommation énergétique, comme les outils électroportatifs, micro-ondes ou bouilloires. À quai, le voilier est branché à une source externe pour recharger les batteries via un chargeur de quai. Au mouillage ou en navigation, un inverter (convertisseur) transforme l’énergie des batteries de servitude en 230V. Toutefois, l’inverter consomme beaucoup d’énergie et ne doit être utilisé que pour de courtes durées.
Production et stockage de l'énergie à bord
Lorsqu’il faut produire de l’électricité à bord d’un bateau, plusieurs options à considérer :
- Les panneaux solaires : Utilisent l’énergie solaire, silencieux et sans carburant, ils sont idéaux pour une recharge autonome. Ils peuvent être rigides sur le roof ou souples sur les tauds et bômes.
- Les éoliennes : Utilisent la force du vent. Il faut minimum 6 nœuds de vent relatif pour que les pales se mettent en rotation.
- L’hydrogénérateur : Utilise le mouvement du bateau dans l’eau. Silencieux, il offre une production régulière pour les navigateurs parcourant de grandes distances.
- L'alternateur moteur : Historiquement le moyen le plus simple pour recharger les batteries de servitude pendant que vous naviguez, bien qu'il nécessite le fonctionnement du moteur diesel.
Gestion du stockage
Les batteries de servitude jouent un rôle essentiel dans le stockage de l’électricité. Les batteries au plomb sont abordables mais nécessitent un entretien. Les batteries AGM, étanches et sans entretien, supportent mieux les décharges profondes. Les batteries gel, avec leur électrolyte figé, offrent une grande robustesse et résistance aux fuites. Les batteries lithium-ion, quant à elles, offrent le meilleur rapport puissance/volume/poids.
Systèmes de surveillance et de protection
Les tableaux électriques centralisent les connexions et permettent de contrôler les circuits. Les disjoncteurs sont des dispositifs de sécurité qui interrompent automatiquement le courant en cas de surcharge ou de court-circuit. Les systèmes de gestion de l’énergie, comme les régulateurs de charge solaire (MPPT), les régulateurs de tension, et les moniteurs de batterie, permettent d'optimiser et de surveiller l'autonomie disponible.
Spécificités de l'installation photovoltaïque
Lorsqu’il s’agit d’installer des panneaux solaires, la configuration est déterminante. La connexion en série additionne la tension, ce qui est efficace pour réduire les pertes dans les câbles sur de longues distances et optimiser le régulateur MPPT, mais elle est sensible à l'ombrage : si un panneau est ombragé, la production de la chaîne entière chute. La connexion en parallèle additionne l'intensité, offrant une meilleure résilience face à l'ombrage partiel, mais nécessite des câbles de plus forte section pour éviter les chutes de tension. L'utilisation d'une configuration hybride (strings) permet souvent un compromis efficace entre tension élevée et fiabilité.
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