Été 2024 – un sacré coup de jus

Mieux comprendre la gestion énergétique en navigation

Avec l’installation du frigo l’an passé, je commençais à me questionner sur la tenue de mon parc… Les tests effectués au printemps semblaient indiquer que pour une utilisation à la journée et par des températures raisonnables les 2 batteries de 102 Ah suffiraient… L’été me prouva que non 🙂

Je reviens dans cet article sur ma manière de gérer l’énergie sur mon bateau naviguant en Méditerranée à la journée, en week-end voire plus.

Si au 1er juin l’installation se résumait à 2 batteries rechargées par le quai ou l’alternateur ; au 20 août les choses étaient bien différentes.

Je reviens ici dans les causes, les choix et les conséquences de ces évolutions.

Arrivée d’un panneau solaire

La sortie au Frioul avec le CNM, principalement au mouillage – sans rechargement électrique à quai, dans une météo non pas caniculaire mais chaude cependant me fit comprendre que je ne pourrai plus tenir l’ensemble de mes besoins avec le parc sans recharge sur plusieurs jours.

L’option la plus simple aurait été de faire tourner le moteur quelques minutes pour que l’alternateur recharge mais non seulement le coup climatique, et la gêne, m’ont poussé vers la solution panneau.

Bilan électrique

L’idée n’est pas nouvelle mais quand on parle électrique, ou même stockage d’énergie, il faut mesurer les besoins et les sources. Internet est plutôt bien équipé pour ce genre de tâches. J’ai donc réutilisé et réadapté un tableau proposé. L’objectif est donc de décomposer mes besoins et de les chiffrer et de faire de même pour les apports. Cela permet aussi de définir la capacité totale de stockage à emporter pour subvenir à ces besoins.

Total pour Gorri : 162 Ah sur 24h

Cette analyse est faite pour une journée complète de 24 heures. On comprend assez bien que le frigo est – dans cette configuration exigeante en marche 20 hrs/jour – la principale source de consommation (36%). Vient ensuite l’éclairage et le PC.

Ceci représente l’une des faces de la pièce. L’autre étant de savoir si le parc en place et les sources de rechargement permettent d’équilibrer le système. Si ce n’est pas le cas il faudra éventuellement revoir les consommations : moins de si, moins longtemps de ça, retirer la machine à glaçons ^^, etc ; ou bien recharger plus tôt, plus longtemps, ajouter une source (éolienne, photovoltaïque, hydraulique, fossile) ; ou encore accroître la capacité du système pour stocker davantage.

Le dimensionnement d’un parc de batterie se fait en tenant compte de la capacité de celui-ci à d’admettre la décharge. Les batteries au plomb et leur dérivés (AGM, Gel, Plomb-Calcium, Plomb-Carbone) ne peuvent être déchargées au-delà de 50%. Par conséquent les parcs de batteries au plomb offrent une capacité égale au double des besoins identifiés. Ainsi en consommant exactement les quantités prévues, les batteries auront fourni 50% de leur capacité totale.

On voit vite que le système de stockage / production peine à équilibrer la demande. J’estime que mon parc de batteries est de 2 x 102 Ah. Estimons alors aussi que cela correspond plus ou moins à ma consommation – ce qui est discutable je l’admets – j’ai opté pour un complément de recharge. C’est à dire que si j’ai 2 batteries de 102 Ah, et ne pouvant déchargé à plus de 50%, je limite ma consommation à 100 Ah sur 24h. On a vu plus haut que je suis plutôt autour de 160 Ah. Il faut donc soit réduire les consommations, soit augmenter la taille du parc, soit décharger davantage, ou encore recharger plus tôt.

A nouveau, voulant éviter de faire tourner mon moteur (gênes occasionnées et report du problème d’énergie sur le stockage et la consommation en diesel) et constatant que mon besoin est principalement au mouillage, quand le frigo fonctionne, les jours chauds, qu’il est du vent ou non, j’ai choisi de prendre un panneau solaire.

Rebelote pour choisir la puissance du panneau, son poids, sa taille, etc… J’admets que dans ce calcul énergétique je n’ai pas pris en compte la dépense « carbone » de la fabrication du panneau… Après quelques recherches j’ai pris rdv chez ASE Energy. Une petite société de revente de matériel électrique pour camping-cars et bateaux. Leur vendeur a pris le temps de revoir les données avec moi, de réfléchir aux moments où je l’utiliserai, à l’encombrement, et j’ai retenu une version basique mais cependant assez puissante : 135W MONOCRISTALIN

Le résultat est à la hauteur de mes attentes !! Non seulement le panneau est très simple à utiliser en particulier avec la prise allume-cigare qui permet de le connecter au système sans ouvrir le coffre à batteries … mais il délivre 8 voire 8,5A soit 100W. Ce qui compte tenu de l’installation non optimale (angle incident pas parfaitement perpendiculaire) est une très bonne chose. Cela suffit à alimenter le frigo et à recharger un peu les batteries entamées par les journées sous pilote et les feux de nuits en navigation comme au mouillage.

CQFD !

Installation de nouvelles batteries

Constat d’une fin de vie

Depuis le début de l’été 2024, et avec l’utilisation accrue du frigo, je surveille davantage les batteries. Etrangement, je ne comprends plus les valeurs du SmartShunt de Victron sensé indiqué la charge en % compte tenu de la tension mais surtout des ampérages débités depuis la dernière charge complète.

Elles avaient été installées par Gaël en 2015 soit il y 9 ans. On dit des batteries qu’il faut les changer tous les 3 à 5 voire 6 ans alors 9 années, je ne boude pas mon record même s’il revient en grande partie à Gaël 😁

Analyse et choix des possibilités

Pour choisir mes batteries j’ai tenu compte de 3 paramètres : les dimensions, la capacité, et l’usage pour choisir la technologie.

La loge dans laquelle elles sont sanglées, sous la banquette bâbord est plutôt bien faite. Un support rigide permet de les installer à plat et de les sangler pour éviter qu’elles ne bougent trop, voire qu’elles ne se retournent. Mais puisque le fond est courbe, la longueur ne peut dépasser 30 à 35 cm.

On a vu plus haut que, compte tenu de la limite de décharge de 50%, l’idéal serait d’avoir un parc d’une capacité totale de l’ordre de 160 x 2 : 320 Ah. Avec moins je devrais recharger plus souvent. Évidemment plus les batteries offre un stockage important plus les plaques chimiques sont grandes et donc plus la batterie est importante. Au passage elles deviennent aussi plus lourdes.

Question usage il s’agira principalement de tenir pendant 1 à 2 jours. Elles seront stockées chargées. Les cycles seront longs. Les décharges pas nécessairement profondes (> 80%) mais lors de sorties en weekend, au delà de la balade à la journée, cela reste possible d’atteindre 60% voire 50% dans de rares cas. Les appels de charge ne dépasseront pas 5 ou 6A. Aucun appareil à bord ne sollicitera 10 voire 15A d’un coup.

J’ai hésité entre les technologies Gel, AGM, Plomb-Calcium et Plomb-Carbone.

	Gel	AGM	Plomb-Calcium	Plomb-Carbone
Durée de vie	Bonne : Longue durée de vie dans des conditions de charge-décharge modérées. Sensible à la chaleur et à la surcharge.	Bonne : Durée de vie solide, mais sensible aux décharges profondes répétées.	Modérée : Durée de vie améliorée par rapport aux batteries conventionnelles, mais moins bonne que les AGM ou Gel.	Excellente : Résiste bien aux décharges profondes répétées, offrant une longue durée de vie, surtout dans des applications exigeantes.
Résistance à la sulfatation	Très Bonne : La nature gelifiée de l’électrolyte minimise la sulfatation.	Moyenne : Peut se sulfater si non complètement rechargée régulièrement.	Faible : Risque de sulfatation plus élevé, surtout en cas de sous-charge ou de non-utilisation prolongée.	Excellente : Résistance à la sulfatation grâce à la combinaison du plomb et du carbone, ce qui permet une utilisation plus efficace en cas de décharges partielles.
Efficacité et performance	Bonne : Excellente pour des applications stationnaires, moins adaptée pour les courants de décharge élevés.	Excellente : Efficacité élevée, capable de fournir des courants de décharge élevés, idéale pour les systèmes nécessitant une grande puissance instantanée.	Moyenne : Fournit des performances acceptables, mais inférieures aux AGM et Gel en termes de courant de décharge élevé.	Très bonne : Bien adaptée aux décharges profondes fréquentes, offre des performances stables et une bonne efficacité énergétique, bien que légèrement inférieure à l’AGM en termes de courant instantané.
Coût	Élevé : Plus chères que les AGM et Plomb-Calcium en raison de leur technologie avancée.	Modéré à élevé : Souvent plus chères que les Plomb-Calcium, mais moins que les Gel.	Faible à Modéré : Généralement moins chères, mais le rapport qualité/prix est moins favorable si l’on considère la durée de vie et les performances.	Élevé : Investissement initial important, mais potentiellement plus économique à long terme en raison de leur durée de vie prolongée et de leur efficacité dans les applications à haute intensité de décharge.
Maintenance	Sans entretien : Aucune maintenance requise, ce qui est un avantage pour les utilisateurs.	Sans entretien : Nécessite peu ou pas de maintenance, ce qui en fait un choix pratique pour les environnements marins ou les applications où l’accès à la batterie est limité.	Faible entretien : Moins d’entretien que les batteries au plomb-acide classiques, mais nécessite un contrôle périodique de l’électrolyte.	Sans entretien : Très peu de maintenance requise, avec une performance stable même en cas de charge incomplète, une caractéristique attrayante pour les installations où la maintenance régulière est difficile.
Adaptabilité aux systèmes existants	Modérée : Peut nécessiter des ajustements mineurs dans les systèmes conçus pour les batteries plomb-acide classiques, en raison de leur sensibilité aux conditions de charge.	Excellente : Facile à intégrer dans les systèmes existants sans modifications importantes.	Bonne : Peut être utilisée en remplacement direct des batteries plomb-acide conventionnelles, mais attention aux variations de performances selon les conditions de charge.	Très bonne : Compatible avec la plupart des systèmes conçus pour les batteries au plomb, mais peut nécessiter un contrôleur de charge spécifique pour optimiser la durée de vie et les performances.

• Gel : Idéal pour les applications où la maintenance est difficile, mais coûteux et sensible à la chaleur.
• AGM : Un bon compromis entre coût, performance et facilité d’utilisation.
• Plomb-Calcium : Moins cher, mais offre des performances et une durée de vie inférieures.
• Plomb-Carbone : Coûteux mais durable, avec une excellente résistance aux décharges profondes et à la sulfatation.

Installation

A la livraison, j’ai mis les batteries à charger indépendamment afin qu’elles soient à la même tension lors de la mise en parallèle. J’ai pu réutiliser les sangles des 2 anciennes batteries et j’ai installé une nouvelle pour la troisième batterie. Enfin, j’ai préparé les câbles pour les relier : cosses, gaine thermo-rétractable, etc.

Sanglage de la batterie moteur

Je profite de ce billet sur l’énergie pour vous glisser quelques photos de l’installation de crochets et de la sangle pour la batterie moteur.

Collés au SIKA pour éviter de visser dans le polyester de la coque les crochets en inox me permette de passer cette sangle qui évite à la batterie de quitter son logement si d’aventure Gorri ne venait à gîter plus que nécessaire…

Conclusion

Bilan : l’année 2024 aura été l’occasion de mettre un coup de neuf sur la partie électrique de Gorri. Désormais le parc est conséquent, et le panneau permet une bonne recharge au mouillage. Avoir sécurisé la batterie moteur me rassure aussi.

Il faudra garder un oeil sur les consommations pour les réduire : bien refermer le frigo, couper le PC dès que possible, etc