L'évolution de l'industrie nautique vers des solutions de motorisation plus durables constitue l'un des changements les plus significatifs de ces dernières décennies. Si la voile reste, par définition, une forme de navigation hybride combinant la force du vent et l'assistance moteur, l'intégration de chaînes de propulsion électriques et hybrides transforme radicalement l'expérience du plaisancier. Ce guide explore les dimensions techniques, économiques et pragmatiques de la conception et de la construction d'unités utilisant ces nouvelles énergies.
Les fondamentaux de la propulsion électrique et hybride
L'offre de solutions de motorisation électrique et hybride permet aujourd'hui de couvrir une large part des besoins pour les bateaux de plaisance pour des puissances de 3 kW à 40 kW (6 à 80 HP) (le double pour un catamaran). Des valeurs valables si l'on reste en basse tension (48V), mais qui peuvent augmenter énormément si l'on choisit la haute tension.
Le moteur électrique, par rapport au diesel, offre des avantages indéniables : compacité, facilité d'entretien, disparition des odeurs et des vibrations. De nombreux plaisanciers sont attirés par l'idée qu'un moteur électrique de taille modeste peut effectuer un travail équivalent à un moteur diesel beaucoup plus imposant, notamment grâce à ses caractéristiques de couple immédiat. Selon Oceanvolt, un moteur de 10 kW peut facilement surpasser un moteur diesel de 30 chevaux.
Cependant, la question de l'autonomie reste le point critique. La capacité de stockage du parc de batteries est limitée pour des raisons de poids et d'encombrement, mais surtout pour des raisons budgétaires. Pour les bateaux à moteur nécessitant une forte puissance pour pouvoir aller vite et déjauger, la limitation imposée par le parc de batteries est tangible. Par exemple, pour un équivalent 100 ch / 70 kW, il faudrait 70 kWh de batterie pour une heure de navigation à pleine puissance, ce qui entraîne un coût d'environ 70 000 € et un poids très élevé.
Le voilier comme plateforme énergétique idéale
Le voilier est par définition un bateau hybride : moteur + voile. Par conséquent, le sujet de l'autonomie ne se pose pas du tout de la même manière et ce, d'autant plus que l'on peut très souvent avoir une production conséquente en s'appuyant sur le photovoltaïque et l'hydrogénération.
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L'hydrogénération est un point clé de l'autonomie. En alternant les périodes de voile et de moteur, l'autonomie est sans limite. Un bateau qui est rapidement sous voiles même avec peu de vent, et rapide sous voiles afin de pouvoir hydrogénérer, est essentiel. Le système SERVOPROP d'OCEANVOLT, avec son pas variable, est une référence, permettant de commencer à produire dès 5 nœuds et d'atteindre rapidement 1 kW à 7 nœuds. Sur un voilier, il est possible de choisir une configuration 100 % électrique qui ne compte que sur ses batteries et sa production d'énergie, mais cela nécessite une réflexion approfondie.
Un catamaran léger et rapide, sur lequel on peut installer beaucoup de panneaux solaires (souples et rigides) et qui dispose de deux moteurs électriques pour doubler la capacité d'hydrogénération, représente le bateau idéal pour ce type de propulsion.
Systèmes hybrides : le rôle du générateur
Si l'on souhaite plus de sérénité et agrandir son rayon d'action, l'installation d'un petit groupe électrogène AC de 4 ou 5 kW très léger (70 kg) peut compléter le système. Il servira à recharger les batteries via le chargeur de quai en l'absence de vent ou permettra de revenir au port à petite vitesse en cas de batteries vides.
Il existe plusieurs configurations hybrides :
- Hybride parallèle : Le moteur électrique et le moteur diesel sont connectés à une transmission commune via un système d'embrayage. Cette solution est souvent réservée aux gros bateaux.
- Hybride série : Le moteur électrique est alimenté par les batteries, le moteur thermique (groupe électrogène) servant uniquement de "range extender" pour recharger le parc. C'est la solution la plus efficace pour les voiliers et bateaux jusqu'à 60 pieds.
- Hybride "déguisé" : Certains propriétaires choisissent de garder un moteur diesel dans une coque pour les traversées et un moteur électrique dans l'autre pour le port et le cabotage.
L'expérience démontre que la consommation de carburant est diminuée de 80 % par rapport à une motorisation 100% diesel, tout en offrant la possibilité d'utiliser tout le confort moderne (induction, climatisation, dessalinisateur) sans faire tourner un moteur thermique à faible rendement.
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Le choix des matériaux et la construction navale moderne
La construction d'un voilier, qu'il soit hybride ou non, demeure une affaire d'artisanat de haute précision. Si la conception assistée par ordinateur (CAO) et les machines à commande numérique ont révolutionné la précision, la main de l'homme reste indispensable pour la stratification des composites ou l'aménagement intérieur.
Le choix des matériaux définit la durabilité du navire. Si le carbone domine pour la course, la fibre de verre imprégnée de résine époxy ou vinylester reste le standard pour la production de série. Pour les unités destinées aux hautes latitudes, l'aluminium demeure le matériau de prédilection en raison de sa résistance aux chocs.
Les étapes de production modernes, comme l'infusion sous vide, permettent de créer des coques et des ponts plus rigides et plus légers. L'installation du système de propulsion électrique au sein de cette structure nécessite une planification rigoureuse dès le début du chantier, afin de bien répartir les masses, notamment celles des batteries, et de prévoir l'intégration des systèmes de gestion thermique et électrique.
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