Les batteries à bord de nos voiliers

Batterie voilier

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, et à devenir….plus long !

En voici le contenu actuel :

  • Importance des batteries à bord
  • Que se passe t-il dans une batterie
  • Notions de base concernant les batteries
  • Avoir un bon multimètre et tester
  • Usage et installation des batteries à bord
  • Le nombre de cycles
  • Batteries Gel ou AGM pour les servitudes
  • Calcul de la consommation du bord et du parc de batterie nécessaire
  • 90% du problème….Le frigo
  • Taille du parc de batteries de servitude
  • Choix des batteries de servitudes
  • Branchement des batteries de servitudes : Comment coupler les batteries
  • Quelle batterie pour le démarrage moteur ?
  • Auto-décharge des batteries lors d’un hivernage
  • Objectif sécurité, confort et autonomie du voilier, est-ce possible ?

Donc pourquoi est-ce si important, les batteries ?

Pour deux bonnes raisons :

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 faîtes 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, voir même exploser. (Voir l’article que j’ai rédigé suite à l’incendie qui a détruit 22 bateaux dans un port à Saint Malo : Laisser son bateau branché, quels risques ?). Nous allons en parler ci-dessous.

Que se passe t-il dans une batterie

Ci-dessous, je vous propose une petite vidéo de deux minutes pour y voir plus clair sur ce qui se passe à l’intérieur d’une batterie classique :

Instructif n’est-ce pas ?

Pour comprendre encore mieux comment cela fonctionne, je vous suggère une super émission que vous connaissez sûrement « C’est Pas Sorcier ». Ils sont vraiment doués pour la pédagogie, Fred et Jamy :

Notions de base concernant les batteries

Une batterie est donc une réserve d’énergie qui fonctionne grâce aux réactions chimiques de plaques métalliques plongées dans un liquide appelée « 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). Je ne rentrerai pas plus dans le détail, mais 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, évidemment cela parait logique. C’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.

En tout cas, 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 . Et cette tension, elle doit la garder dans le temps. L’outil de base est donc le « voltmètre », ou le « multimètre » pour contrôler tout ça.

Avoir un bon multimètre et tester

Achetez un multimètre de bonne qualité pour avoir des informations fiables et précises ! Les multimètres « premier prix » donnent parfois des données fantaisistes, certains sont équipés de piles introuvables, j’en ai même vu qu’on ne pouvait pas ouvrir. Si la pile était morte, il fallait racheter un autre multimètre !

Avec cet outil, tester une batterie est assez facile : une fois chargée, vous la laissez 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 à priori en bon état.

Multimètre numérique

En fonction de sa qualité et de son âge, toute batterie aura une « auto-décharge », qui sera plus ou moins marquée. 1 à 2% par mois, j’en parle plus bas dans cet article.

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.

Usage et installation des batteries à bord

Avant l’achat il convient donc de s’informer un peu, d’autant plus que l’objectif est de ne pas être obligé de changer son « parc » trop souvent. Le changer tous les 3 ou 4 ans, c’est un échec, car en effet, il s’agit d’un investissement conséquent. Bien dimensionné et correctement utilisé, un parc de batterie peut sans problème tenir 7 – 8 ans ou plus.

Première chose à savoir, le fait est que l’on n’utilise pas les batteries du bord pour les mêmes usages. Les deux principales utilisations sont :

  • les batteries de « servitudes », elles sont souvent plusieurs à bord d’un croiseur classique, elles sont utilisées pour le matériel de navigation, le froid (frigo-congélo), les lumières, l’autoradio, le confort d’une manière générale…Ces batteries seront sollicitées « en douceur » sur de longues durées
  • la batterie de « démarrage » qui est 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 entendues 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 technologies à utiliser sont donc différentes en fonction de l’utilisation que l’on en fait.

Le nombre de cycles

Le « nombre de cycles » correspond au nombre de fois où l’on peut recharger et décharger la batterie.

En consultant les tableaux des fabricants, comme l’extrait que je vous colle ci-dessous, on constate rapidement que plus on tire sur une batterie, moins elle pourra donner de cycles. AGM et Gel sont des types de batteries, j’en parle plus bas.

Nombre de cycles des batteries

Quelle conclusions peut on en tirer ? C’est simple, moins je décharge mes batteries et plus longtemps elles vivront. N’utiliser que 20% ou 30% des capacités d’une batterie va considérablement augmenter sa durée de vie. C’est pourquoi un parc surdimensionné est une bonne idée en croisière, tant pis pour le poids, on n’est justement pas en régate ! En effet, 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 dépassez 2500 cycles (elles peuvent donc faire encore mieux si elles sont moins sollicitées que 50%).

Leur durée de vie dépasse 10 ans !

Batteries Gel ou AGM pour les servitudes

Sans vouloir évoquer tout ce qui existe sur le marché, je veux ici évoquer les deux technologies les plus répandues à bord de nos voiliers de croisière ou de voyage. Il s’agit des batteries « AGM » (Absorded Glass Mat) et des batteries « Gel ». Vous trouverez sur les pontons des adeptes des deux technologies pour les servitudes. Pour ma part, d’après mon expérience, mais aussi sur le papier, les batteries Gel sont les plus adaptées et ce sont celles qui présentent la plus grande longévité (nombre de cycle largement supérieur). À condition de ne pas leur demander de charges/décharges rapides.

Les batteries AGM ont en effet quelques avantages, elles supportent mieux les charges/décharges rapides et leur coût est (très) légèrement inférieur. En tout cas sur un voilier, des batteries de servitudes sont utilisées en grande partie pour faire fonctionner ce qui, de très loin, consomme le plus sur 24 heures : le groupe froid. Il s’agit donc de fournir une énergie sur des périodes prolongées, la décharge rapide n’existe pas quand on parle de servitudes. La batterie « Gel » est donc celle que je vous recommande vivement.

Pour faire court dans les explications, dans une batterie dite « Gel », l’électrolyte, c’est à dire le liquide contenu dans la batterie (eau 70% + acide 30%) est « gélifié » par l’ajout de gel de silice. Dans une batterie dite « AGM », l’électrolyte est immobilisée, ou « absorbée » dans des « buvards » en fibre de verre insérés entre les plaques.

Ci-dessous, un tableau comparatif des deux technologies :

Avantages des batteries Gel ou AGM

Calcul de la consommation du bord et du parc de batterie nécessaire

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