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Navigation théorique en autonomie ... électrique

Toute la Corse évoquée ces derniers temps sur le site m'a remis à l'esprit le projet que j'avais commencé il y a quelques mois concernant « l'autonomie » de  nos petits bateaux … En électricité bien entendu.

Les premiers résultats étant partis avec mon disque dur à la poubelle, j'avais décidé de ne pas me fier à mes souvenirs, mais plutôt de tout recommencer à zéro, ce qui est fait maintenant ...

J'ai laissé de côté (pour l'instant) l'aspect propulsion électrique pour n'étudier que la partie servitudes : sécurité, navigation, éclairage, communications, loisirs ...

Le but est de savoir combien de jours on peut tenir sans perdre l'une ou l'autre de ses fonctions, en stockant un maximum avant, en produisant – si  on peut – pendant et en consommant, avec modération bien sûr ...

Pour stocker

On dispose de trois solutions :

  1. Les piles jetables – pardon, recyclables.
  2. Les accus (NiMh de préférence) type bâton comme les piles ou ceux propres à chaque appareil, souvent maintenant Li-ion.
  3. Les batteries au plomb.
 
Donc, avant le départ, piles neuves et le reste chargé à bloc à partir du 220 volts de la maison, avec de préférence  des chargeurs récents qui gèrent la surcharge et permettent « d'oublier » le tout.

Pour les NiMh, j'ai un modèle GP type « power bank » limité aux formats AAA (LR4) et AA (LR6)



Pour le plomb, on trouve facilement, pour une quinzaine d'euros, un modèle qui peut rester branché en permanence et garantit de partir avec une batterie bien pleine.
La batterie est un petit modèle portatif acheté dans un magasin auto, j'ai ôté les câbles de démarrage et vérifié, après ouverture, que sa capacité est de 10 Ah et que la prise dite de charge a une diode anti-retour en série qui inhibe le chargeur « intelligent »; il faut donc la charger via une sortie 12V.

Pour recharger

Pendant la croisière, on pourra éventuellement recharger en profitant des sources 220V rencontrées (prise de quai, restaurant, chambre d'hôtel, etc..) sinon, il faut disposer d'une ou de plusieurs sources d'énergie renouvelable.

Compte tenu de la taille du bateau, exit le groupe électrogène, l'hélice de traînée, l'alternateur d'arbre, l'éolienne sur mâtereau et la gègène à pédales, mais un petit panneau solaire souple semble parfaitement adapté.

Le moteur hors-bord ne possède pas de sortie permettant la charge, mais cette source serait la bienvenue.

La pile à combustible est écartée pour quelques années encore, attendons sa démocratisation !

Mon panneau solaire est un « Power Film » donné pour 300 mA; de nombreux essais montrent que c'est vraiment un maximum théorique.
Je compte sur 150 mA pendant 4 heures par jour, soit 600 mAh dans la batterie au plomb.


Je n'effectue pas de charge directe dans les autres accus pour les raisons suivantes :

  1. C'est plus simple avec la prise allume-cigare standard et les fiches jack
  2. C'est plus sûr, pas de fiches bananes ou crocodiles qui ne demandent qu'à se toucher; pas de courts-circuits, pas d'étincelles !
  3. Parce que la tension de sortie, une quinzaine de volts, est mieux adaptée à la batterie tampon 12V qu'à un accu de 1.5V. De plus, elle compense les pertes de rendement des chargeurs.
  4. Et enfin, pour ne pas avoir à gérer les temps de recharge, en utilisant systématiquement les chargeurs « intelligents » dédiés aux appareils.

Pour consommer

Sans perdre de vue le principe "consommons avec modération", j'ai donc fait l'inventaire des appareils électriques du bord :


Sécurité

  1. Le feu à retournement (5 LR20)
  2. Les feux à éclats des gilets (1 LR14 par lampe)
  3. Le projecteur à main (8 LR14 pour 2 h d'éclairage, sachant que chaque allumage illumine la nuit et ne dure que quelques secondes pour trouver le mouillage ou éclairer les voiles).
 
Pour eux, des piles de bonne qualité à changer chaque saison. Avec ceinture ET bretelles : des piles de rechange sous emballage étanche !!!

Pas d'accus, pour trois raisons :

  1. Un accu bien chargé plafonne à 1,2 V donc une perte de luminosité de 20% à 30% selon le comportement du filament de l'ampoule.
  2. Sa capacité est moindre que celle d'une pile (de l'ordre de 60%).
  3. Et aussi, il s'autodécharge plus vite qu'une pile qui a une durée de vie de plusieurs années (la pub qui disait que la pile Wonder ne s'use que si l'on s'en sert doit avoir du vrai).

Sécurité / Communication

1- La VHF, RT320 Navicom avec accus Li-ion dédiés. Si on ne l'allume que deux fois cinq minutes par jour pour écouter la météo, son autonomie est de plusieurs ... semaines. En veille ou double veille avec quelques minutes d'émission : plusieurs jours. Un second accu est gardé en réserve en cas de coup dur. Rechargeable sous 12V à partir de la batterie, consommation 1.25 Ah.

2- Le portable, un Nokia de base, tient plusieurs jours ... si on ne téléphone pas. Sinon, un adaptateur 12 V permet de le maintenir en état, consommation de l'ordre de 200 mAh.

Navigation

1- Le GPS Magellan, 2 accus LR6 ou alimenté directement sur 12 V, environ 110 mA.  A raison de 4 heures d'utilisation par jour, il faut tous les 2 jours un jeu d'accus ou recharger la batterie de 900 mAh. La recharge des accus consommant à peine plus (moins d'1 Ah avec le même chargeur GP) que l'alimentation directe, il peut être plus simple de ne pas avoir de fil à la patte !

2- Le PDA, ma mémoire portative, a une autonomie de 6 à 8 jours pour une utilisation de 10 mn par jour, le temps de noter les évènements de la journée. On peut obtenir une autonomie bien plus importante en l'éteignant à chaque fois, mais le temps de remise en route peut ... énerver ! Il se recharge en 12V via un allume-cigare USB, consommation 350mAh

3- La pendule de bord, 1 pile LR6, durée de vie au moins 18 mois.

4- L'anémomètre à main (vraiment pas nécessaire, hérité d'une vie antérieure d'homme volant), 1 pile lithium jamais changée.


Eclairage

1 - La lampe de cockpit FRENDO, néon 7W (4 LR20); un jeu de piles dure environ 8 heures. Plutôt que d'investir dans des accus, j'envisage d'utiliser des LR6 dans des boitiers adaptateurs. Si l'autonomie devient trop faible, le remplacement par les nouvelles baladeuses à LED sera envisagé.

2 - Le plafonnier de cabine à led consommant 60 mA sous 12V; à raison de 4 h par jour, environ 250 mAh de conso.

3 - Les frontales PETZL (3 accus LR4), autonomie au moins une semaine à raison de plusieurs heures chaque soir. Une recharge sous 12V = 360 mAh.

4 - La lampe Squid, 3 piles LR4 car elle ne fonctionne pas avec les accus, sans doute pour un problème de tension minimale sur les LEDs; autonomie au moins 50h.

5 - Et le must, la lampe à induction, autonomie .... éternelle.

Loisirs

 
1- La radio FM, 2 accus LR6, autonomie au moins 1 mois.

2- L'appareil photo, un CANON IXUS qui ne se recharge que sur secteur. En supprimant la visée arrière sur l'écran et en ne regardant pas les photos de la journée tous les soirs, on a une autonomie de plusieurs centaines de clichés.
Dans le cahier des charges du remplaçant, il y aura la possibilité de recharge sur allume-cigare.

3 - l'IPOD, hors étude car mesures non faites.

Le bilan de tout ça

Pour un bavard anxieux qui veille le 16 et communique avec les copains, une recharge tous les 5 jours de la VHF : 250 mAh / jour.

Avec le GPS et l'éclairage directement sur batterie, 700 mAh / jour.

Et avec les recharges sporadiques d'accus, on ajoute 100 mAh.

Donc on sort de la batterie, en arrondissant, 1.1 Ah par jour; elle sera complètement vidée en 6 à 7 jours (en évitant la décharge profonde).

Mais s'il fait beau… bingo ! On multiplie l'autonomie d'un facteur 2 : 15 jours de rando au soleil en Corse.
Et si l'on est plus riche, avec un panneau de taille double, on frise l'autarcie énergétique ...
Et si l'on est plus économe et qu'on laisse à la maison tous ces gadgets, on part pour le tour du monde !

Conclusion

Il y a tellement de facteurs que cette petite étude est loin de répondre aux critères de la statistique et que chaque bateau reste un cas particulier, le nôtre ... J'espère cependant qu'elle ouvre des pistes de réflexion.

De
Jean-Claude, TIPOTA, Astus 20.1

Post-scriptum technique

Ne disposant pas d'un gestionnaire de batterie (prix absolument ... démentiel !!!) les mesures ont été faites avec un ampèremètre branché à la place du fusible type auto de la batterie et en moyennant les valeurs relevées au cours du temps. Le tout reste donc affecté d'une marge d'incertitude ... très incertaine.

Comments

Gyls29
13 posts

1 on Sep. 5 2008


Un petit tableau

Merci pour cette étude qui est très intéressante et me semble complète. Juste un petit point, je pense qu'un petit tableau récapitulatif des équipements et des conso en fin d'article aurait permis d'avoir une vision encore plus claire
Nico

2 on Sep. 5 2008


Autonomie complete

Dans le même registre, nous avons passé plus de trois semaines cet été en autonomie énergétique (presque) complète, en Corse, avec notre bébé de 3 mois. Notre systeme électrique était réduit au plus simple à savoir :
  • un panneau solaire flexible 10w
  • un baton a led (60) sur accu intégré
  • un cordon allume cigare permettant de recharger la lampe a led, et le telephone portable.


Bilan, de la lumière tous les soirs sans restriction, et un telephone portable toujours en forme pour appeler météo et amis.

Les autres appareils electriques sont sur piles, et 3 semaines n'ont pas suffit à les decharger (sauf l'appareil photo, mais d'autres raisons nous ont empeché de nous en servir) :
  • gps portable pas servi des vacs!
  • radio, 4 grosses piles inusables
  • vhf, très peu servi
  • feu de mouillage autonome (feu de jardin)


La prochaine fois je rajoute un chargeur de piles sur allume cigare, et ça sera au point!

Petite parenthèse économie d'energie, c'est dans l'air du temps, mon tohatsu 3.5cv a consommé 3 litres d'essence en trois semaine.

Bravo Jean-Claude pour cet inventaire typé rando cotière.

nico
Roger Baudet
0 post

3 inspired from nico on Sep. 6 2008


Petit correctif : un accu actuel peut avoir deux fois plus de puissance qu'une pile classique. Mais c'est vrai que l'accu tient moins bien la charge sur le long terme. Il n'est donc pas idéal pour un feu à retournement par exemple.

Le panneau solaire devient effectivement un incontournable à bord. Avec les prix en baisse et une efficacité réelle, il devient un plus, même pour un équipement électrique léger.

La question qu'on peut se poser, c'est à quel moment l'équipement léger à piles doit être remplacé par une installation avec batterie centrale. Je pense qu'un des "virages" est l'installation d'un pilote automatique par exemple.
Philip

4 on Sep. 10 2008


Convertiseur

Personnellement je préfère avoir une batterie d'une capacité légèrement supérieur et un panneau un peu plus grand et perdre un peu d'énergie dans un convertisseur 12 V à 220 V. L'appareil ne s'achète qu'une fois et permet d'utiliser tous les chargeurs 220 v livrés avec les nos consommateurs "indispensables" sans avoir à acheter à prix d'or des adaptateurs pour prise allume cigare pour chaque appareil. Meilleures salutations
avatar
Jean-claude L
162 posts

5 on Sep. 10 2008


Bonjour Gyls29, je n'ai pas fait de tableau récapitulatif car cela me semblait trop "scientifique" pour mes réflexions pifométriques ...

Bonjour Nico, merci pour ton récit qui me conforte dans mes options minimalistes ....

Bonjour Roger, je pensais aux piles alcalines de bonne qualité et non aux carbone-zinc; j'ai pris mes infos dans le catalogue conrad et pour une R20, le ratio est de 50%. mais c'est vrai qu'il y a maintenant des R6 donnés pour 2700 mAH, comme les piles ... la technologie avance vite. La règlementation aussi d'ailleurs, exit le feu à retournement, j'ai équipé cet été mes petites filles des nouvelles lampes PETZL (modèle SIGNAL, 9 euros, étanche, portée 1km, piles lithium avec 10 ans de durée de stockage).

Bonjour Philip, ton option est tout à fait logique, mais personnellement, le 220V est et restera complètement exclu à bord, même la batterie est ramenée à la maison pour lui compléter sa charge. (où mon installation électrique est équipée de disjoncteurs différentiels 30mA, à comparer aux 700mA environ que peut débiter un petit convertisseur de 150 W)
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Jean-claude L
162 posts

6 inspired from Jean-Claude, Tipota on Feb. 1 2012


" Bonjour Gyls29, je n'ai pas fait de tableau récapitulatif car cela me semblait trop "scientifique" pour mes réflexions pifométriques ... Bonjour Nico, merci pour ton récit qui me conforte dans mes options minimalistes .... Bonjour Roger, je pensais aux piles alcalines de bonne qualité et non aux carbone-zinc; j'ai pris mes infos dans le catalogue conrad et pour une R20, le ratio est de 50%. mais c'est vrai qu'il y a maintenant des R6 donnés pour 2700 mAH, comme les piles ... la technologie avance vite. La règlementation aussi d'ailleurs, exit le feu à retournement, j'ai équipé cet été mes petites filles des nouvelles lampes PETZL (modèle SIGNAL, 9 euros, étanche, portée 1km, piles lithium avec 10 ans de durée de stockage). Bonjour Philip, ton option est tout à fait logique, mais personnellement, le 220V est et restera complètement exclu à bord, même la batterie est ramenée à la maison pour lui compléter sa charge. (où mon installation électrique est équipée de disjoncteurs différentiels 30mA, à comparer aux 700mA environ que peut débiter un petit convertisseur de 150 W) "

Janvier 2012 : chaque fois que j'en ai l'occasion, je fais sur les convertisseurs 12 V -> 220V un test pour voir si l'isolement électrique est respecté entre entrée et sortie; c'est vrai pour les trois modèles que j'ai pu avoir entre les mains, ce qui réduit considérablement le danger d'électrocution puisqu'il faudrait  toucher les deux bornes 220V en même temps pour être soumis au potentiel dangereux. Pour ceux qui possèdent une troisième borne (dite de terre) elle est généralement liée au fil noir d'alimentation 12V, donc la masse de la batterie.

Ceci n'a bien sûr qu'une valeur indicative.

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