Lorsqu’il s’agit de naviguer en toute sécurité et de profiter pleinement de son bateau, il est essentiel de s’assurer que tous les systèmes électriques à bord fonctionnent de manière fiable. C’est là qu’intervient la batterie de servitude, un composant crucial de tout système électrique marin. Imaginez-vous en pleine mer, reliant des destinations magnifiques, en profitant du soleil et de l’air marin. Cependant, sans une batterie de servitude adéquate, votre expérience peut être rapidement gâchée. Un bateau de 8,5 m, même s'il n'est pas un paquebot, nécessite une réserve d'énergie significative, surtout pour des navigations loin des pontons, parfois en solo avec un usage intensif du pilote électrique, jour comme nuit, lors de traversées comme celles des Scillys ou bientôt de l'Irlande. Dans ces conditions, le compromis pour une autonomie électrique suffisante est souvent difficile à trouver.
La batterie de servitude est responsable de l’alimentation des équipements électriques non essentiels à bord, tels que l’éclairage, l’électronique, les appareils de divertissement, les pompes de cale, et bien plus encore. Elle permet également de maintenir le confort et la sécurité de l’équipage pendant les longues navigations. Contrairement aux batteries de démarrage, qui sont conçues pour fournir une puissance intense sur de courtes périodes, les batteries de servitude sont conçues pour alimenter en continu les équipements électriques pendant de plus longues périodes et ont une décharge très lente. Il est essentiel de comprendre que les batteries de servitude ne sont pas interchangeables avec les batteries de démarrage, bien qu’il existe des batteries mixtes. L’un des principaux avantages des batteries de servitude est leur capacité à fournir de l’énergie sur une période prolongée, même lorsque le moteur du bateau est éteint. Une autre caractéristique importante des batteries de servitude est leur capacité à résister à de nombreux cycles de charge et de décharge. Contrairement aux batteries de démarrage qui sont principalement conçues pour fournir une grande quantité de courant en un court laps de temps, les batteries de servitude sont optimisées pour des cycles de charge et de décharge plus lents et plus fréquents.
Pour deux bonnes raisons, il est donc important de se pencher sur ce sujet. 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 cinq ou six heures par jour pour étaler sa consommation d’énergie. C’est pourtant le cas de beaucoup de voiliers. Deuxième raison, c’est important pour des raisons évidentes de sécurité. 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.
Comprendre la Batterie de Servitude : Fonctionnement et Spécificités
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 rapidement, mais on parle toujours de plaques, de cathode, d’anode et d’électrolyte (composé généralement de 70% d’eau et de 30% d’acide). L’usure d’une batterie est donc bien liée à son utilisation plus ou moins active, spécifiquement à l'usure de ses plaques. Moins on la sollicite, moins elle s’use, ce qui paraît logique. Il est important de bien garder cela en tête lorsque l’on veut dimensionner son parc de batterie pour un voilier de croisière ou, à fortiori, pour un voilier de voyage.
Une batterie neuve, ou moins neuve mais en bon état, doit avoir une tension d’environ 12,7 Volts au repos. On peut considérer la batterie au repos entre 12,65V et 12,75V comme chargée. Et cette tension, elle doit la garder dans le temps. L’outil de base pour contrôler cela est le « voltmètre » ou le « multimètre ». Il est conseillé d'acheter un multimètre de bonne qualité pour avoir des informations fiables et précises. Les multimètres « premier prix » donnent parfois des données fantaisistes, et certains sont même conçus de manière à empêcher le remplacement de la pile. Avec cet outil, tester une batterie est assez facile : une fois chargée, il faut la laisser au repos, plusieurs jours ou plusieurs semaines. Si au bout de quelques jours, et d’autant plus au bout de deux ou trois semaines, la tension est toujours entre 12,65 V et 12,7 V, c’est que cette batterie est a priori en bon état. En fonction de sa qualité et de son âge, toute batterie aura une « auto-décharge », qui sera plus ou moins marquée, typiquement de 1 à 2% par mois. En tout cas, une batterie en dessous de 11V est la plupart du temps bonne à jeter, la charge ne tiendra plus longtemps. C’est pourquoi il faut éviter de trop tirer dessus dès le début. Si possible, évitez de descendre en dessous de 12V. Cela permet de préserver une batterie et de la garder en bon état beaucoup plus longtemps.
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Les batteries de servitude et la batterie de démarrage ne sont pas utilisées pour les mêmes usages. Les batteries de servitudes, souvent plusieurs à bord d’un croiseur classique, sont utilisées pour le matériel de navigation, le froid (réfrigérateur-congélateur), les lumières, l’autoradio, et le confort d’une manière générale. Ces batteries seront sollicitées « en douceur » sur de longues durées. La batterie de démarrage est, quant à elle, exclusivement dédiée au démarrage du moteur. Cette batterie est différente, car on lui demande uniquement de délivrer une grande puissance pendant quelques secondes, pour démarrer un gros moteur diesel. Ces batteries sont bien entendu séparées, afin qu’une consommation excessive de « confort » ne puisse pas vider la batterie de démarrage du moteur. 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.
Les Différents Types de Batteries de Servitude
Lorsqu’il s’agit de batteries de servitude pour bateaux, il existe plusieurs types parmi lesquels choisir. Chacun de ces types présente des caractéristiques distinctes en termes de performances, de durabilité, de maintenance et de coût.
Les batteries au plomb-acide sont l’un des types les plus couramment utilisés pour les batteries de servitude. Elles sont abordables et offrent une bonne capacité de décharge. Cependant, elles nécessitent un entretien régulier, comme la vérification et le remplissage du niveau d’électrolyte.
Les batteries AGM (Absorbent Glass Mat) sont des batteries scellées qui utilisent une technologie avancée pour retenir l’électrolyte dans une structure en fibre de verre absorbante. Elles sont sans entretien, étanches, résistantes aux vibrations et peuvent être montées dans différentes positions. Les batteries AGM sont appréciées pour leur faible autodécharge et leur longue durée de vie. Elles supportent mieux les charges et décharges rapides.
Les batteries gel sont similaires aux batteries AGM en termes de performances et d’avantages, mais elles utilisent un électrolyte sous forme de gel. Cela les rend étanches, sans entretien et résistantes aux fuites. Elles offrent une meilleure résistance aux températures extrêmes, ont une bonne résistance aux cycles de charge et de décharge profonds, une faible autodécharge et une durée de vie prolongée. La batterie Gel MVG 12V - 25Ah, par exemple, se caractérise par l’absorption de l’électrolyte (eau + acide sulfurique) par un gel, éliminant ainsi tout besoin d’entretien et de formation de gaz pendant son utilisation standard. Du fait qu’elles n’exigent pas de ventilation, les batteries Gel offrent une flexibilité d’installation à n’importe quel endroit.
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Les batteries lithium sont de plus en plus populaires en raison de leur poids léger, de leur grande capacité de décharge, de leur durée de vie exceptionnelle et de leur résistance aux vibrations. Elles offrent également une recharge plus rapide, une excellente puissance de sortie et une densité d’énergie élevée, ce qui en fait un choix attrayant pour les propriétaires de bateaux qui recherchent une solution haut de gamme.
Pour les servitudes, les batteries Gel sont souvent considérées comme les plus adaptées et celles qui présentent la plus grande longévité en termes de nombre de cycles, à condition de ne pas leur demander de charges ou décharges trop rapides. Sur un voilier, les batteries de servitudes sont utilisées en grande partie pour faire fonctionner le groupe froid, qui est de très loin le plus grand consommateur sur 24 heures. Il s'agit donc de fournir une énergie sur des périodes prolongées, et la décharge rapide n’existe pas vraiment quand on parle de servitudes. La batterie Gel est donc celle qui est souvent recommandée.
Lorsque vous choisissez une batterie de servitude pour votre bateau, il est essentiel de prendre en compte plusieurs caractéristiques importantes.
- La capacité d’une batterie de servitude se réfère à la quantité d’énergie qu’elle peut stocker, et elle est mesurée en ampères-heures (Ah). Il est essentiel de choisir une batterie avec une capacité adaptée à vos besoins énergétiques.
- La tension de la batterie est un autre aspect important. La plupart des bateaux utilisent des systèmes électriques en courant continu (DC) avec une tension standard de 12 volts. Cependant, certains bateaux plus grands ou plus complexes peuvent nécessiter des batteries de servitude avec une tension de 24 volts. Il faut s'assurer de connaître les spécifications électriques de votre bateau et de choisir une batterie avec la tension appropriée pour assurer une compatibilité optimale avec vos équipements ou un convertisseur, comme ceux que propose la marque MasterVolt.
- Le cycle de vie d’une batterie fait référence au nombre de cycles de charge et de décharge qu’elle peut supporter avant de perdre significativement en performance.
- La résistance aux vibrations et aux chocs est primordiale. En mer, votre bateau est soumis à des vibrations et à des chocs constants dus aux vagues et aux mouvements. Votre batterie de servitude doit donc résister à de telles conditions. Il faut opter pour des batteries spécialement conçues pour les environnements marins, dotées de constructions robustes et de matériaux résistants aux vibrations. Cela garantira que votre batterie reste en bon état de fonctionnement même dans des conditions de navigation difficiles.
- L’étanchéité est également essentielle. La nature maritime expose votre bateau à l’humidité, aux éclaboussures et même aux vagues qui peuvent atteindre vos équipements électriques. Il convient de choisir une batterie de servitude étanche pour éviter les infiltrations d’eau et les dommages causés par l’humidité. Les batteries étanches résistent aux conditions marines et peuvent être installées dans différentes positions sans risque de fuites. Il est important de vérifier les spécifications de la batterie pour qu’elle soit adaptée à une utilisation marine.
- La maintenance : La facilité d’entretien de la batterie est un facteur à prendre en compte. Certaines batteries, comme les batteries plomb, nécessitent un entretien régulier, comme la vérification et le remplissage du niveau d’électrolyte, tandis que d’autres sont sans entretien.
Dimensionner son Parc de Batteries de Servitude : Calculer ses Besoins Énergétiques
Pour déterminer la capacité nécessaire de la batterie de servitude pour votre bateau, vous devrez évaluer la consommation électrique de vos équipements à bord. Pour ce faire, il faut commencer par dresser une liste de tous les appareils électriques que vous prévoyez d’utiliser. Cela peut inclure des lumières, des systèmes de divertissement, des appareils électroniques tels que des radios, des GPS, des réfrigérateurs, des pompes, des ventilateurs, etc. Pour chaque appareil de cette liste, il faut rechercher sa consommation électrique en watts, une information généralement trouvable sur l’étiquette du produit ou dans son manuel d’utilisation. Ensuite, réfléchissez à la durée pendant laquelle vous prévoyez d’utiliser ces appareils.
Pour calculer la consommation, on utilise la formule P = UI, où P est la puissance en Watt, U est la tension en Volt, et I est l’intensité en Ampère. Ainsi, I = P/U. Par exemple, une ampoule de 24W utilisée en 12 Volts consomme 2 Ampères (24/12 = 2A). Lorsque vous multipliez cela par le nombre d’heures d’utilisation, vous obtiendrez des Wattheures et des Ampères-heures. Multipliez la puissance et l’intensité par le nombre d’heures d’utilisation sur 24 heures pour connaître la consommation quotidienne de chaque appareil.
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Il est important de noter que 90% du problème de l’énergie à bord est souvent lié au réfrigérateur. Un frigo à compresseur performant et bien refroidi, avec un évaporateur adapté et un compartiment froid hyper isolé, peut résoudre une grande partie des problèmes d’énergie à bord. Installer des LED, qui consomment environ dix fois moins (entre 0,1 et 0,2 Ampères par ampoule) que les ampoules classiques, est également une mesure très efficace. L'utilisation d'un ampèremètre, ou d’une pince ampèremétrique, peut être d’une grande utilité pour mesurer précisément la consommation du groupe froid.
Selon les préceptes des fabricants, moins on décharge une batterie, plus elle pourra faire de cycles et plus longue sera sa durée de vie. Il est recommandé d’avoir un parc de batteries dont la capacité est au moins le double de la consommation journalière estimée. N’hésitez pas à surdimensionner légèrement la capacité de votre batterie par rapport à vos besoins estimés ; cela vous assurera une marge de sécurité et prolongera sa durée de vie. Certains choisissent même de doubler cette sécurité, comme l'installation de deux batteries de 200 Ah, soit 400 Ah, pour une consommation d’environ 100Ah. Ce choix permet de passer des jours et des semaines au mouillage comme en navigation, avec congélateur et plusieurs heures d'utilisation d'ordinateurs, d'autoradio ou d’autres éléments de confort, sans jamais avoir de souci de batterie, la tension ne descendant presque jamais en dessous de 12,4V. Les batteries offrant le plus grand nombre de cycles à 50% sont des batteries à électrolyte gélifiée qui peuvent dépasser 2500 cycles et avoir une durée de vie de plus de 10 ans, si elles sont moins sollicitées que 50%.
Installation Physique des Batteries : Sécurité et Optimisation
L’installation physique des batteries est un aspect crucial pour la sécurité à bord. Les accumulateurs sont lourds et il est inimaginable qu’ils puissent bouger sous l’effet des mouvements du bateau. Par gros temps, une batterie mal arrimée peut très rapidement devenir un obus de 40 kg qui traverse le carré. La ou les batteries DOIVENT être arrimées de manière irréprochable au bateau, presqu’à en faire corps. Ne pas respecter cette règle fondamentale relève de l'irresponsabilité.
La confection d'une boîte solidement fixée est indispensable. Le but est que la batterie ne puisse pas prendre d’inertie par les mouvements en mer. Les sangles doivent être inextensibles. Une solution consiste à utiliser des cales pour horizontaliser la batterie et à la brêler par une sangle à cliquet frappée sur trois anneaux dont l'embase est fixée par une stratification. Une fois les barreaux posés, poncez bien tout, faites un cache pour déterminer les zones travaillées, et peignez avec une peinture de cale comme de la Damboline grise.
En outre, rien ne doit pouvoir toucher les cosses, car cela représente un grave risque d’incendie si le positif et le négatif entrent en contact. Les batteries ne doivent pas être trop confinées, un espace suffisant est nécessaire pour la ventilation.
Concernant le choix des batteries, si vous voulez les avoir au meilleur prix, il faut si possible acheter ses batteries dans des magasins prévus pour les terriens, car ce sont les mêmes batteries que pour les bateaux, mais elles y sont moins chères. Préférez les marques réputées comme MasterVolt ou Victron, qui sont des valeurs sûres. De surcroît, préférez deux batteries de 200 Ah à quatre batteries de 100 Ah. Au final, vous auriez 400 Ah dans les deux cas, mais le câblage, les branchements et les allers-retours d’un parc à quatre batteries feront perdre de la puissance, et il y aura forcément des déséquilibres entre les batteries qui sont susceptibles de les faire vieillir prématurément. Choisir moins de batteries mais de plus grande capacité permet également d'économiser du câble. Attention au poids : une batterie de 200 Ah peut peser près de 70 kg, il faut donc prévoir l’emplacement. Il est parfois nécessaire de faire un peu de menuiserie pour que cela rentre, mais cela en vaut vraiment le coup. Elles doivent être fixées de façon à ne pas traverser le roof ou basculer en cas de chavirage, et elles ne doivent pas pouvoir glisser.
Câblage du Parc de Servitude : Principes Fondamentaux
Pour la mise en service des batteries, branchez d’abord le câble positif sur la batterie puis le négatif. Sur les connexions par tige filetée, prenez garde aux rondelles et choisissez-les en cuivre. La conduction électrique des rondelles en acier est différente de celle du cuivre et peut conduire à desserrer, avec le jeu de la dilatation, une connexion.
Il est incontestable de ne pas brancher en parallèle deux batteries d’âges, de marques ou de capacités différentes. Le résultat de cette pratique est connu : petits soucis électriques en fin de nuit, comme des pannes de feu de mât ou de GPS.
Les Méthodes de Recharge des Batteries de Servitude
La question du rechargement est essentielle pour l'autonomie à bord. Au moment de la recharge (alternateur moteur ou chargeur branché au quai), la question se pose de savoir s'il est rédhibitoire de coupler les deux batteries (moteur et servitude).
L'alternateur moteur est un moyen de recharge courant. Cependant, il est préférable de limiter son utilisation au ralenti et sous faible charge, ce qui n’est pas conseillé et est très énergivore pour un diesel in-board, même avec un alternateur de 40A.
Le chargeur de quai est une option efficace lorsque le bateau est à terre. Il est possible d'utiliser la sortie 230 volts et de passer par le chargeur de quai avec un commutateur.
Les panneaux solaires représentent une solution intéressante, bien qu'ils aient leurs limites. Les panneaux solaires n’ont pas un rendement élevé s’ils ne sont pas orientés correctement, mais ils sont moins lourds. Il existe des panneaux fins (Solara de 2 mm d’épaisseur) qui peuvent être installés sur la capote avec des fermetures à glissière. Un panneau de 60W, par exemple, même s’il est le maximum acceptable pour certains bateaux, peut en réalité ne fournir que la moitié de sa puissance nominale, soit 30W (2,5A pour 12 volts) sur une moyenne de six heures d’ensoleillement, ce qui représente 15 Ah pour la journée. Cela peut ne couvrir que 50% du besoin, mais c'est toujours un apport significatif. Des installations plus importantes, comme quatre panneaux de 60W (240W au total), peuvent fournir 20 à 25 A/jour dans les zones ensoleillées. Pour les panneaux solaires, il est utile de consulter des sites spécialisés qui donnent des rendements précis et réalistes. Le problème est l’orientation : en mer, c’est très délicat, et au mouillage, le meilleur rendement est à midi solaire. Si on navigue le jour, cela pose un défi.
Le groupe électrogène portatif offre un excellent rendement pour la charge, mais il est lourd et encombrant avec sa réserve de carburant. Il présente l'avantage de pouvoir utiliser de l’outillage électroportatif. Cependant, il n'est généralement pas utilisable en navigation et est bruyant au mouillage. De plus, il utilise un carburant très inflammable et rejette des gaz brûlés. Pour cette raison, il doit être placé dans un endroit stable et sans risques. Sur un bateau, le cockpit est souvent le seul endroit possible, ce qui soulève des préoccupations concernant le bruit, la gîte, et la protection du fil de liaison avec le chargeur de quai. La réserve de carburant est d’au moins cinq litres, ce qui complique les manœuvres dans le cockpit.