 Le premier bateau électrique a été inventé en 1881 par le chimiste parisien Gustave Touré, mais l’utilisation du moteur électrique dans le nautisme reste marginale, plutôt réservée aux bateaux promenade, ou de petite taille destinés à la location ou à la pêche.
Pour autant les particuliers possesseurs de voiliers ou de cabiniers de taille moyenne (en dessous de 12 mètres) et poids conséquent mais raisonnable (en dessous de 10 tonnes), ont-ils la possibilité de transformer leur embarcation en propulsion électrique ou hybride ?
C'est l'enjeu de ce dossier...
En avril 2022, nous apprenons que les bateaux à moteur thermique seront interdits à Rotterdam, Amsterdam et dans les parcs nationaux d’ici 2030.
Et ce n'est qu'un début...
GENERALITES
Le rendement mécanique d'un diesel moderne
Il est de l'ordre de 35 % maximum !
Cela s'explique par le fait que l'énergie du carburant est transformée en :
- 30 % environ en énergie mécanique (couple)
- 30 % en chaleur dissipée dans l'échappement
- 30 % de chaleur évacuée dans le circuit de refroidissement
- 10 % de chaleur rayonnée dans la cale moteur...
Rapport volume/énergie/poids des principaux carburants hydrocarbures
- 1 litre d'essence équivaut à 34 Mégajoules et pèse 0,72 kg (l'essence est moins dense que l'eau)
- 1 kg d'essence équivaut donc à 47 MJ ;
- 1 Litre de gasoil équivaut à 36 MJ et pèse 0,8 kg (le gasoil est plus dense que l'essence)
- 1 kg de gasoil équivaut donc à 45 MJ.
La propulsion électrique intégrale
Nous l'avons vu avec les quelques réalisations présentées sur ce site, la propulsion électrique est aujourd'hui maîtrisée, même sur des bâtiments de taille quelquefois importante.
Pourquoi, à l'occasion du reconditionnement ou du changement de son moteur, ne pas sauter le pas ?
Selon les pionniers de cette option, cela présenterait quelques atouts, en plus des améliorations sur l'impact environnemental (bruit, pollution de l'air, pollution de l'eau...) :
- un gain de place (un moteur électrique est toujours plus petit que son homologue thermique),
- un gain de poids moteur (même si cela dépend du poids total du parc de batteries),
- des réservoirs carburant pouvant être reconditionnés pour un autre usage (eaux grises ou noires...).
- un coût d'exploitation inférieur tant au niveau de la propulsion que de l'entretien.
- une indépendance énergétique presque complète pendant la belle saison (selon usage, surface de capteurs, technique et capacité de stockage de l'électricité produite).
De plus en plus de chantiers navals se disent aujourd'hui capables de réaliser ce type de transformation.
Comment cela fonctionne
Un bon schéma valant tous les discours...
Les moteurs
Petit préalable électro-technique
La puissance nominale d'un propulseur électrique est fournie par la formule P (en Watts)= U (en Volts) x I (en Ampères).
Il ne faut pas confondre cette puissance théorique avec la puissance réelle transmise à l'hélice (ou PH).
En réalité, PH = P x Rd est la résultante de la puissance nominale multipliée par le rendement (Rd).
Pour mieux comprendre, le rendement d'un moteur électrique à courant continu n'est que de l'ordre de 70 à 88 % à cause 3 types de pertes spécifiques :
- La "perte Joule"
selon la formule P = RI² exactement comme pour un moteur thermique, elle correspond à la puissance dissipée par son échauffement lors du fonctionnement (au minimum 60° C à régime soutenu) ; mais cela a également pour conséquence une augmentation de la résistivité (résistance) des matériaux conducteurs (cuivre le plus souvent) qui oblige donc à un refroidissement forcé du moteur par ventilation ou circuit à fluide caloporteur...
- Les "pertes mécaniques"
essentiellement dues aux frottements des charbons sur le rotor (pour les moteurs DC, mais inexistants sur les moteurs brushless), mais également aux roulements amont et aval du moteur, aux bagues d'étanchéité du moteur (le stator est quelquefois l'arbre porte hélice)...
- Les "pertes magnétiques"
(appelées également "pertes fer"), elles sont dues à l'hystérésis (champ rémanent) et aux courants de Foucault (courant induit dans le fer)...
Ce petit préalable évitera au néophyte de se laisser emballer par des docs fournisseurs et d'aboutir immanquablement à des déceptions en poussée.
Depuis 2010, une nouvelle génération de moteurs électriques dédiés à la propulsion marine sont proposés aux plaisanciers.
Il s'agit d'engins développant jusqu'à 30 kW à l'arbre, ce qui correspond à environ 100 CV * (en équivalent thermique), alors que la précédente génération butait sur les 10 kW (environ 33 CV * d'équivalent thermique).
(*) Pour être plus clair, il s'agit du couple obtenu à l'arbre à capacité énergétique primaire (gasoil ou électricité) équivalente et non pas en conversion directe des unités puisque dans ce cas 1 CV = 0,750 kW.
Synchrone ou asynchrone ?
Le moteur synchrone
Il se compose, comme le moteur asynchrone, d'un stator et d'un rotor séparés par un entrefer. La seule différence se situe au niveau de la conception du rotor qui est constitué d'un aimant permanent alimenté par un courant continu, et de l'usage de balais (ou charbons).
La vitesse du moteur synchrone est constante quelle que soit la charge.
Le couple moteur est proportionnel à la tension à ses bornes.
Enfin, pour son démarrage, le moteur synchrone nécessite un système d'excitation (un gros condensateur).
Le moteur asynchrone (ou à induction)
est un moteur à courant alternatif sans connexion entre le stator et le rotor (brushless).
Le terme asynchrone provient du fait que la vitesse de rotation du rotor de ces moteurs n'est pas exactement déterminée par la fréquence des courants qui traversent leur stator.
Le moteur asynchrone est le plus utilisé dans l'industrie pour son coût de fabrication, sa facilité de maintenance, et sa bonne adaptation à la variation de vitesse.
Au-delà de quelques kiloWatts, les moteurs asynchrones sont uniquement alimentés par des systèmes de courants triphasés.
Question technique
pour résumer, 3 types de moteurs sont disponibles :
- la gamme DC à excitation,
- la gamme AC asynchrone à induction,
- la gamme "brushless".
gamme DC à excitation
Voltage d'alimentation de 24 à 96 Volts selon modèles.
Puissance de 1 à 30 kW.
Vitesse de rotation de 1200 à 3500 t/mn.
gamme AC asynchrone à induction
A noter que les nouveaux modèles (in-bord ou hors bord) basse tension permettent d'économiser 40 % d'énergie avec un rendement d'environ 88 % ; ils sont donnés pour au moins 3000 heures de fonctionnement garanti par an sur 15 ans (soit 45.000 heures).
Pour les curieux de technique, ces moteurs sont équipés de rotor à cage en cuivre avec angle de décalage, rectifiés, ignifugés, équilibrés et traités avec un vernis hautes températures.
Sont associés aux rotors de ces moteurs un codeur 64 ou 80 pulses par tour, ce qui permet, via le variateur (système Féliot, Golden-Motor, Curtis ou Kelly... par exemple) un fonctionnement optimisé.
De plus, chaque paramètre (vecteur de tension, courant, fréquence, glissement, rendements, perte Fer...) est recalculé en temps réel par le microprocesseur du variateur pour doser le courant et la tension moteur dans l'optique d'une meilleure performance et de l'abaissement de la température à 60° C, gage d'une longévité multipliée par 4.
Plusieurs modèles sont particulièrement adaptés aux coques planantes, semi-rigides ou les multicoques.
Tension d'alimentation de 48 à 96 Volts selon modèles.
Puissance de 3 à 30 kW.
Vitesse de rotation de 1750 à 3000 t/mn.
Le handicap de ce type de propulsion reste le réservoir à énergie ; en réalité actuellement, il faut compter quelquefois le tiers du poids du bateau en batteries classiques, pour disposer d'une autonomie convenable ; mais malgré un prix encore dissuasif, les batteries au Lithium (nous en sommes déjà à leur troisième génération) soulagent singulièrement cet inconvénient (voir page sur les batteries marines) et de nouvelles technologies sont en cours de test (batteries au graphéne ou à l'aluminium)...
Autre problème de taille, où les caser ?
Les charbons des moteurs à courant continu
Les moteurs à courant continu comportent des pièces dites « d’usure » (système balais-collecteur) qui nécessitent une maintenance régulière,
C'est un élément très sollicité, dont l'usure se matérialisent sous la forme de micro-particules de carbone, qui vont encrasser le rotor, et accessoirement tout ce qui est à proximité du moteur (platine de contrôle et d'asservissement y compris) ; c'est d'ailleurs la cause de panne la plus fréquente sur ce genre d'équipement.
En préventif, et dans cette application marine, mieux vaut éviter les moteurs à charbons !
On nous a fait également remarquer que la réglementation nord-américaine interdit les moteurs électriques avec balais pour les bateaux, dans lesquels le moteur se trouve dans la même cabine que la cuisine, car un moteur avec balais est susceptible de générer des étincelles donc un risque d'explosion.
gamme "brushless"
Un moteur brushless comporte les mêmes éléments qu’un moteur à courant continu, excepté le collecteur, mais l’emplacement des bobines et des aimants permanents sont inversés. Le rotor est composé d’un ou plusieurs aimants permanents, et le stator de plusieurs bobinages.
Les bobines sont alimentées de façon séquentielle. Cela crée un champ magnétique tournant à la même fréquence que les tensions d’alimentation. L’aimant permanent du rotor cherche à chaque instant à s’orienter dans le sens du champ. Pour que le moteur brushless tourne, les tensions d’alimentation doivent être adaptées continuellement afin que le champ reste en avance sur la position du rotor, et ainsi créer un couple moteur. D'ou l'importance de la qualité du contrôleur !
Ces moteurs tournent généralement à un régime entre 3000 à 6000 t/mn, ce qui dans un usage marine impose un système de réduction.
Comment faire varier la vitesse ?
Sur un moteur asynchrone, nous avons vu que l'on peut piloter la vitesse de rotation en intervenant sur :
- le nombre de paires de pôles (moteur à deux vitesses par exemple), couramment de 2 à 16,
- le glissement du moteur (moteur à bague),
- la fréquence du courant d'alimentation.
Les moteurs qui nous intéressent utilisent le plus souvent la variation de la fréquence pour intervenir sur la vitesse de rotation ; grâce à des variateurs électroniques.
Cela se fait sans perte de puissance (sauf au niveau de l'électronique de puissance du contrôleur), en jouant sur la fréquence et donc la vitesse de rotation du champ tournant au niveau du stator. Pour conserver le couple moteur, ce qui est l'idéal, il faut que la tension du moteur se modifie avec la fréquence dans un rapport constant.
En effet, le couple est lié à la fréquence, la tension et le courant par la formule :
C ~ (U/f) x I
C = couple moteur [Nm].
U = tension du réseau [V].
I = courant absorbé par le moteur [A].
Principe et fonctionnement du variateur de vitesse
Le variateur de vitesse est composé essentiellement :
- d'un redresseur qui, connecté à une alimentation triphasée (dans le cas d'un générateur embarqué), produit une tension continue à ondulation résiduelle (le signal n'est pas parfaitement continu) ; le redresseur peut être de type commandé ou pas,
- d'un circuit intermédiaire agissant principalement sur le "lissage" de la tension de sortie du redresseur (améliore la composante continue). Le circuit intermédiaire peut aussi servir de dissipateur d'énergie lorsque le moteur devient générateur,
- d'un onduleur qui engendre le signal de puissance à tension et/ou fréquence variable(s),
- d'une électronique de commande pilotant (transmission et réception des signaux) le redresseur, le circuit intermédiaire et l'onduleur.
Le variateur de vitesse est principalement caractérisé selon la séquence de commutation qui commande la tension d'alimentation du moteur ; soit :
- les variateurs à source de courant (CSI),
- les variateurs à modulation d'impulsions en amplitude (PAM),
- les variateurs à modulation de largeur d'impulsion (PWM/VVC).
Sur la plupart des variateurs de vitesse, il est possible d'inverser automatiquement le sens de marche :
- soit par inversion de la consigne d'entrée,
- soit par un ordre logique sur une borne,
- soit par une information transmise via une connexion à un réseau de gestion.
En conclusion, le pilotage du moteur au moyen d'un variateur de fréquence et de tension offre l'avantage de la limitation du courant de démarrage (de l'ordre de 1,5 fois le courant nominal, seulement) ainsi qu'un couple relativement constant quelle que soit la vitesse du moteur.
Protection IP du moteur
Le niveau de protection d'une machine ou d'un équipement est défini par son IP (Indice de Protection) et d'un nombre à 2 chiffres.
Prenons le cas d’une machine de classe IP 55, pour exemple :
Le premier chiffre 5 : certifie que la machine est protégée contre la poussière et contre les contacts accidentels ; c.a.d : pas d’entrée de poussières en quantité nuisible, aucun contact direct avec des pièces en rotation.
Le second chiffre 5 : certifie que la machine est protégée contre les projection d’eau dans toutes les directions provenant d’une lance de débit 12,5 l/min sous 0,3 bar à une distance de 3 m de la machine ; c.a.d : pas d’effet nuisible de l’eau projetée sur la machine pendant son fonctionnement
Classe d'isolation du moteur
Les isolants sont, d’après IEC 85 (Commission Électrotechnique Internationale, section : Mesure, commande et automation dans les processus industriels), répartis en différentes classes.
Pour chacune de ces classes est définie une température qui fixe la limite supérieure du domaine d’emploi des isolants de la classe considérée leur garantissant une durée de vie acceptable dans les conditions normales de service.
Un dépassement de cette limite de 8 à 10 K réduira de moitié à peu près la durée de vie des isolants.
L’isolation de l’enroulement d’un moteur fixe l’échauffement aux points les plus chauds de ce dernier par rapport à la température ambiante prise comme référence à 40°C maximum.
En cas de fonctionnement à une température ambiante supérieure, la puissance nominale d’utilisation doit être réduite.
Par exemple, les moteurs 2 EC® sont isolés classe F avec un échauffement limité à la classe B, ce qui leur confère une réserve thermique d’environ 25 %.
Règle d'or à observer
La charge de votre moteur doit être parfaitement adaptée au besoin en poussée de votre arbre d'hélice.
C'est ainsi qu'il y aura le meilleur rendement énergie/avancement.
Faute d'observer cette règle, le moteur, son contrôleur et les batteries chaufferont, ce qui, outre une perte importante d'autonomie, va sérieusement limiter leur durée de vie et leur bon état.
Le choix du voltage du (ou des) moteur(s)
L'électricité en milieu marin, par définition humide et salé, est une source d'inquiétude pour le plaisancier souhaitant passer à la propulsion électrique.
En arrêtant ce choix à un voltage limité à 48 V, cela évite les risques liés aux fortes tensions et vous permet de réaliser l'installation sans avoir besoin d'un diplôme d'électricien, tout en vous donnant accès à un large éventail de moteurs.
Le câblage
Compte tenu de l'importance des intensités qui circulent, les pertes dans les câbles sont conséquentes surtout sur des voltages faibles (24 V à 96 V le plus souvent).
C'est la norme NFC 15-100, qui définit les sections à mettre en oeuvre.
Problème :
Si l'on trouve couramment des abaques pour des tensions de 12 V et en 220 ou 380 V, cela devient plus problématique pour des tensions intermédiaires ; il faut donc passer par des calculs.
Sacrée loi d'Ohm !
Les câbles électriques sont généralement en cuivre, un métal considéré comme un excellent conducteur. C'est vrai sur les courtes distances, mais dès que la longueur devient importante, la perte par effet Joule (échauffement) n’est pas négligeable surtout pour de fortes intensités.
La résistivité
La résistivité d'un métal est exprimée en Ohm-mètre (Om).
Par ordre décroissant, les meilleurs conducteurs électriques sont l'argent, le cuivre, l'or et l'aluminium ; par contre, l'air est un bon isolant, sa résistivité est d'environ 3.109 Ohm (variable selon le taux d'humidité).
| éléments |
résistivité (nΩ.m) |
| Ag |
16 |
| Cu |
18 |
| Au |
22 |
| Al |
30 |
| Fe |
104 |
| Ni |
130 |
| Sn |
142 |
La résistance R d'un conducteur (aptitude à s'opposer à la conduction) est donnée par la formule
R = ? L / s
- ? = résistivité,
- L = longueur du conducteur
- s = sa section.
Ainsi, lorsque la longueur augmente, la résistance augmente aussi et, pour une intensité I donnée, la perte par échauffement (P = R I2) également, pouvant aboutir à la fonte du câble.
C'est l'augmentation de la section qui permet de limiter ces pertes et d'éviter les catastrophes !
Voici un tableau récapitulatif des sections conseillées en fonction des longueurs et des intensités dans le cas de câbles en cuivre :
Section
câble
(mm²) |
intensité recommandée (A)
|
| 2,3 |
4,6 |
6,8 |
9 |
11,5 |
13,5 |
16 |
18 |
20 |
23 |
27 |
32 |
36 |
41 |
45 |
55 |
64 |
73 |
82 |
| 1,5 |
100 |
50 |
33 |
25 |
20 |
17 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2,5 |
165 |
84 |
57 |
43 |
34 |
29 |
24 |
21 |
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 4 |
265 |
135 |
90 |
63 |
54 |
45 |
39 |
34 |
30 |
27 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 6 |
395 |
200 |
130 |
100 |
80 |
66 |
56 |
49 |
44 |
39 |
32 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
| 10 |
|
335 |
225 |
170 |
135 |
110 |
96 |
84 |
75 |
68 |
56 |
48 |
42 |
38 |
34 |
|
|
|
|
| 16 |
|
530 |
355 |
265 |
210 |
180 |
155 |
135 |
120 |
105 |
90 |
76 |
67 |
60 |
54 |
45 |
38 |
|
|
| 25 |
|
|
565 |
430 |
340 |
285 |
245 |
210 |
190 |
170 |
140 |
120 |
105 |
94 |
84 |
70 |
60 |
53 |
47 |
(à l'intersection de l'intensité et de la section, vous lirez la longueur de câble maximum conseillée pour ne pas trop subir d'échauffement)
Pour simplifier les choses :
Voici une formule ampérique qui permet d'approcher les choses :
S = 0,34*I ou S = 0,68*P pour une longueur de 100 m et une chute de tension de 3 %
s = section du câble en mm2
I = courant nominal absorbé par le moteur en Ampére
P = puissance mécanique du moteur électrique asynchrone.
- un moteur de 10 kW avalant 200 A en 48 V devra être câblé avec une section minimum de 68 mm2 qu'il vaut mieux sur-dimensionner en 120 mm2 ; en effet, l'effet Joule va créer un échauffement d'environ 45° C, ce qui va aboutir à une chute de tension et donc à une puissance perdue.
Attention !
- La longueur à prendre en compte est celle de l'aller plus le retour entre la source d'énergie (pack-batteries, génératrice...) et l'élément consommateur (moteur dans notre cas) !
- L'importance de la qualité des connecteurs et de leur sertissage sur les câbles est primordiale.
Le réservoir d'autonomie : les batteries
Nous avons rédigé un important dossier sur les batteries marines, nous n'allons donc pas le re-développer ici.
C'est évidemment un point pour lequel il ne faut pas se tromper sur le choix de la technologie, de la capacité et des fournisseurs.
Pour indication, le stockage d'énergie électrique sur un bateau représente aujourd'hui environ la moitié de l'investissement d'un système de propulsion électrique.
Quelques remarques préalables s'imposent dans la cas de batteries de traction :
- Le taux de décharge acceptable pour une batterie acide-plomb ne doit pas dépasser 50 % (sans dommages pour sa durée de vie). Afin d'assurer une autonomie suffisante, le parc batterie doit donc être très important, ce qui entraîne une masse embarquée très élevée. Une bonne partie de la puissance moteur utilisée sert alors à transporter des batteries, ce qui n'a pas de sens !
- Les batteries acide-plomb ne permettent pas le monitoring de la température des cellules d'où un risque de surchauffe (fatal pour la batterie) non maîtrisé ; la conséquence directe est de retrouver son bateau brutalement sans propulsion et sans signe avant coureur !
- Le parc batteries doit pouvoir faire face à une forte sollicitation sur un temps court, par exemple lors de manœuvres nécessitant la pleine puissance. Grâce au Lithium-Phosphate, ce courant de décharge admissible est 10 fois supérieur à celui des batteries acide-plomb, ce qui permet de réduire la capacité du parc batterie.
- Le temps de recharge est inférieur pour les batteries Lithium-Phosphate (généralement estimé à la moitié de celui de décharge).
- Les BMS (Battery Management System) indispensables sur les batteries Lithium quelque-soit leur technologie électro-chimique, sont des systèmes actifs qui assurent la surveillance des paramètres (température, sous-charge, sur-charge) des cellules séparément et réagissent en temps réel pour isoler automatiquement un élément défectueux ; par contre, les autres cellules continuent à fonctionner et le bateau reste manœuvrant.
Un dernier obstacle ?
Laisser de côté son moteur thermique pour passer son bateau en propulsion électrique fait rêver de nombreux plaisanciers.
Cela leur fait également peur car ils s'imaginent devoir modifier leurs bateaux en profondeur.
Il existe cependant aujourd'hui des solutions de moteurs électriques pour la plaisance, en configuration SailDrive et ligne d'arbre, qui ne nécessitent aucun changement de la structure du bateau.
Il faudra sans doute faire quelques modifications ou changer l'embase du SailDrive, mais dans pas mal de cas, les interfaces sont identiques, quelquefois avec la même visserie.
Un plaisancier bon bricoleur peut ainsi installer seul son nouveau moteur électrique.
Un nouveau complément technologique : le réducteur magnétique ?
La jeune start-up "Radfields", fondée en juillet 2018 par Rad Iliuta (*) et installée à Candillargues (Hérault), développe des systèmes de transmission basés sur le principe des aimants permanents, utilisé sur des navires de commerce ou des véhicules de tailles importantes, mais trop cher jusqu'alors pour la plaisance.
(*) Né en Roumanie, a grandi en Suède, il possède un double diplôme d’ingénieur aéronautique et de designer industriel ; a fait ses armes en Australie avant de s'installer à Montpellier.
Principe
Contrairement à un engrenage classique, les pignons ne sont pas en contact, mais un champ électro-magnétique s'oppose à leur rapprochement.
Lorsqu'une couronne se déplace, c'est cette répulsion magnétique qui entraîne la rotation de la seconde sans qu'elles ne se touchent.
En l'absence de contact, la transmission magnétique fait disparaître la friction, le bruit, les vibrations et les risques de phénomènes de résonance induits.
Avantages
- moins de vibrations,
- plus de performance sur l'avancement du bateau par suppression des pertes mécaniques,
- meilleur confort à bord du bateau,
- une installation et une maintenance facilitées,
- meilleures tolérance en terme d'alignement qu'un système mécanique,
- meilleure longévité, puisque sans usure mécanique,
- absorption des chocs sur l'hélice par le champ magnétique.
Indication
Particulièrement adapté aux les bateaux électriques et hybrides, augmentant ainsi leur autonomie.
Le dispositif permet de réduire la vitesse de rotation et augmenter le diamètre d'hélice pour un meilleur rendement hydrodynamique.
La couronne de transmission peut également être dotée de bobines pour un usage en hydrogénération.
Le système est capable d'accueillir plusieurs moteurs, électriques ou thermiques, pour une même ligne d'arbre, compatible avec la création d'une propulsion hybride parallèle ou un système électrique à plusieurs moteurs de faible puissance pour optimiser le coût et l'utilisation des moteurs selon le type de navigation, au port ou en pleine mer, par exemple.
notre avis
Le principe est séduisant, directement inspiré des moteurs brushless, mais comme il s'agit d'un tout nouveau produit comme il nous en est présenté pratiquement toutes les semaines, il reste donc à en vérifier la réalité, la fiabilité et le prix !
La propulsion hydrojet électrique
Il fallait s'y attendre, la technologie hydrojet passe aussi à l'électrique !
En effet, la société néo-zélandaise ZeroJet propose un pack intégré associant propulseur hydrojet et motorisation électrique.
Le ZeroJet de 2ème génération intègre un moteur à courant continu de 14 kW pour seulement 20 kilos. Celui-ci est directement livré accolé à la turbine jet avec son godet pour la direction.
La commande peut se faire avec un volant classique et des câbles, complétés d'un écran de contrôle ou avec une barre franche.
Le Zero-Jet fonctionne avec un parc batterie en 48 V.
Selon le bateau et l'autonomie recherchée, deux capacités de 5 kWh ou 10 kWh sont proposés.
Une solution actuellement réservée aux petites embarcations et annexes, mais qui pourrait s'adapter à des embarcations plus grandes ensuite.
LES VEDETTES RAPIDES
LTS Marine, société Québecoise fondée au printemps 2009 à Laprairie dans la région de Montérégie (rive sud du fleuve Saint-Laurent - Canada), a mis au point un nouveau modèle de bateau électrique suffisamment puissant pour pratiquer le ski nautique.
Ce prototype 100 % électrique est le résultat du travail des trois personnes qui composent LTS Marine : Michel Soucy, Bruno Tellier et Jean-François Lavigne, en partenariat avec Nautique-Montreal Classic Boatworks, l'Agence de l'efficacité énergétique du Québec et Eltek Valere.
Le moteur
Le moteur électrique qui l'équipe est fabriqué par la compagnie Canadienne TM4, partenaire entre autre, d'Hydro-Québec spécialisé dans la conception et la production de chaînes de traction électrique destinées aux industries de l'automobile et du transport avancé.
Le modèle choisi offre une puissance de 154 kW/ 74 kW (206 HP/ 100 HP), ce qui assure facilement la traction d'un skieur en slalom.
Ses batteries ont une autonomie d'environ 20 miles à la vitesse de 15 miles à l’heure et demandent environ quatre heures, pour se recharger.
La vitesse de pointe peut atteindre 50 miles/h, soit 80 km/h.
Sécurité
Le contrôle du système est assuré par un ordinateur de bord pour une sécurité accrue des utilisateurs :
- un système de gestion de la charge avertit le pilote pour lui permettre de revenir s’amarrer en lieu sûr, avant que le pack batterie soit totalement déchargé.
- un système de gestion du bateau avec capteur d’inclinaison coupe l’alimentation du système de puissance si l’embarcation chavire.
- un système de fusible conventionnel protège l’équipement électrique contre une sur-alimentation.
- l'isolation du châssis du bateau du système haute tension évite tout dommage aux passagers si un câble haute tension venait à toucher la coque.
Caractéristiques
Longueur avec plage de bain : 6,45 m
Longueur sans plage de bain : 5,94 m
Distance entre crochets de levage : 5,4 m
Largeur : 2,31 m
Poids : 1170 kg
Tirant d’eau : 0,56 m
Nombre de personne max : 6.
contact
LTS Marine
1602, Rue JEAN-LACHAÎNE,
SAINTE-CATHERINE
QC J5C 1C2
CANADA.
Tel : 1 514-577-0139
Mail : info@LTSMARINE.COM
LES PROPULSIONS HYBRIDES
Il existe 2 types principaux de propulsion hybride :
- les hybrides série :
le moteur électrique entraîne l'arbre tandis que le moteur thermique entraîne une génératrice qui recharge les batteries.
Dans cette configuration, seul le moteur électrique sert à la propulsion. on peut parler de propulsion électrique à prolongateur d’autonomie ou « range extender ».
- les hybrides parallèles :
2 moteurs (thermique et électrique) sont reliés à la transmission et les mouvements des deux moteurs sont raccordés au même arbre.
Nous avons constitué un groupe de travail sur l'adaptation de ces technologies - devenues courantes sur les véhicules terrestres - à nos bateaux :
- les moteurs électriques existent, dans les puissances (11 à 33 kW) qui nous sont nécessaires et à des prix devenus accessibles,
- les prix et la fiabilité des batteries se sont améliorés,
- la solution hybride implique le recours à moins de batteries (lithium généralement) que l'électrique intégral, et diminue d'autant ce poste pénalisant le coût du projet,
- on a accès à une gamme suffisamment attractive de groupes générateur diesel,
- les roufs de nos bateaux offrent des surfaces intéressantes pour y installer des équipement photovoltaïques devenus performants et moins onéreux (330 W l'unité pour moins de 1 € du Wc),
- en y couplant un système de recharge à quai sur prise faible intensité (6 à 10 A), matériel que nous sommes nombreux à déjà posséder à bord, le dispositif global couvre de nombreuses possibilités.
"L'ECOTROLL" une vedette mixte équipée de propulsion hybride
Nous avions suivi avec intérêt les aventures du désormais célèbre navigateur-chercheur Eric Brossier, à travers plusieurs reportages relatant un long séjour de près de 6 ans dans l'Arctique à bord du "Vagabond" dans des conditions extrèmes.
Il a testé la navigation à propulsion hybride sur nos eaux intérieures.
C'est sur "Ecotroll" qu'il a fait route avec France sa compagne et Léonie (3 ans), Aurore (5 mois) leurs enfants.
France Pinczon du Sel et Eric Brossier vivaient depuis 10 ans à bord de "Vagabond", leur voilier polaire.
Accompagnés de scientifiques, de cinéastes, d'aventuriers, d'artistes… ils ont sillonné et observé l'Arctique, pour mieux comprendre cet océan menacé, et pour témoigner.
Partis de Lyon en avril 2010, l'équipage a d'abord parcouru 640 km et 159 écluses sur les rivières et canaux de France au moteur électrique, avant de rejoindre le Groenland.
Sa propulsion était assurée par deux systèmes hybrides parallèles Nanni Diesel dont chaque moteur diesel de 60 CV se trouvait sur la même chaîne cinématique que la propulsion électrique délivrant une puissance de 7 kW.
L'énergie nécessaire à la traction est produite alternativement par la combinaison de 10 m2 de cellules photovoltaiques et d'un "kite" de 40 m2 (voir page sur les voiles et cerfs volants de traction) pour les allures sous le vent ; une manière harmonieuse d'épargner les énergies fossiles en répondant de façon concrète à l'objectif d'une navigation écologique, vraiment économique (moins de ½ litre de gazoil au mille parcouru, pour l'ensemble des deux moteurs thermiques) et « Long Range » (à long rayon d'action) d'un bateau à moteur.
LES CABINIERS (eaux intérieures)
Le "De Larti"
Ce coche de plaisance habitable à fond plat, appartenant à Jean-Claude Lartisien, est un “Espade” classique de 11,50 m construit en 1988, que son propriétaire a fait transformer par « Bourgogne Electro Marine » et « EMC » en bateau électro-solaire au cours de l’année 2008.
Son générateur électrique est mixte, constitué de 8 panneaux solaires photovoltaïques de 100 W et de deux petites éoliennes.
Sa propulsion hybride fait appel :
- soit au moteur électrique de 10 kW en 48 V DC,
- soit à l’ancien moteur thermique diesel Nanni (38 kW), lequel peut être embrayé à la demande rapidement, en cas de besoin, à l’aide d’un dispositif mécanique ingénieux.
L’autonomie électrique actuelle (8 batteries classiques de 12 V au plomb en 200 Ah), soit 400 Ah en 48 V, et l'apport des panneaux photovoltaïques permettent environ 6 heures de navigation (passage d'écluses compris) sur canaux par jour à une vitesse moyenne d’un peu plus de 5 km/h, ce qui est suffisant sur ce type de voie d'eau.
Nos essais
– variateur réglé sur 100 A (graduation manette à 50 %) la vitesse est de 3,2 km/h,
– variateur réglé sur 120 A (graduation manette à 58 %) la vitesse est de 4,5 km/h,
– variateur réglé sur 150 A (graduation manette à 65 %) la vitesse est de 5,8 km/h.
En début de journée, à pleine charge, le contrôleur des batteries indique 52,5 volts et 46 volts en fin de navigation.
NB : les chiffres notifiés doivent être modulés par le fait que la platine de commande était déprogrammée au moment de ces essais.
Jean-Claude Lartisien et son "Espade" modifié en électro-solaire
Les 8 panneaux photovoltaïques installés sur le roof.
Dispositif de propulsion hybride (électrique / diesel) ses batteries et son contrôleur.
La vedette fluvio-maritime "NAUTINER 40"
Cette vedette électrique en polyester de catégorie "C" mesure 11,8 m par 3,5 m et pèse 11 tonnes.
Elle est propulsée par un moteur électrique HPVE AC 35 américain piloté par un contrôleur CURTIS ; il est équipé d'un réducteur APEX de 1/4 afin de faire tourner le moteur dans sa meilleure plage de rendement (2000 à 4000 tours/mn).
Pour la propulsion, l'énergie est assurée par 32 batteries lithium Phosphate de 400 Ah en série (nominal 3,2 V) soit une tension de 102 Volts, ce qui correspond à une puissance embarquée de 40 kWh.
Pour les servitudes un pack de 8 autres batteries de 400 Ah également fournissent du 24 V, pour une puissance d'environ 10 kWh.
Un chargeur en 24 V de 3 kW recharge ce pack.
Les packs-batteries sont contrôlées par 2 BMS Elithion, qui affichent en permanence sur tablette tous les paramètres de chaque élément de batterie.
Ses précédents propriétaires annoncent une consommation moyenne en fluvial de 4 à 5 kW/h ce qui autorise environ 2 jours de navigation.
La vitesse moyenne de croisière va de 6 à 8 noeuds.
La vitesse de pointe sur lac est de 30 km/h.
Cette autonomie peut être augmentée en mettant en service un groupe électrogène Fischer Panda de 12 kW pour alimenter le moteur et recharger les batteries.
2 chargeurs en 100 V sont installés (l'un de 8 kW qui peut être réduit à 3 kW pour charger à quai et un autre de 6 kW - 100 V en secours.
La RECONVERSION d'une VEDETTE FLUVIO-MARITIME
En bateau électro-solaire
L'E-Rusina
Partant du constat :
- que de plus en plus de plaisanciers s'intéressaient à cette option, pour des raisons de confort de navigation (bruit et fumées), de convictions personnelles ou économiques,
- que beaucoup de moteurs thermiques, installés en première monte sur nos bateaux, avaient entre 30 à 40 ans, commençaient à fatiguer et méritaient d'être changés, (*)
- que la quasi totalité des fournisseurs de kits de motorisation électriques pratiquaient des tarifs souvent supérieurs au prix payé par les plaisanciers pour l'achat de leur bateau,
- que le prix d'un bateau électrique neuf demandait d'y consacrer un budget entre 170.000 € et 350.000 €...
Le navigateur Paul de Haut, a relevé en 2016-2017 le pari technique, mais surtout économique, de remotoriser en électrique pour un prix (batteries comprises) ne dépassant pas celui d'un échange-standard de moteur (*).
Sa vedette mixte de 10,90 m pesant 10 tonnes à l'origine, n'en fait plus que 7,5 aujourd'hui (batteries comprises), ce qui fait que le moteur n'a plus à pousser 2,5 tonnes d'eau supplémentaires, un élément qui a été pris en compte dans les calculs de besoin de puissance !
Le bateau électro-solaire est maintenant silencieux, non polluant et même totalement autonome en énergie (en conditions d'ensoleillement estival).
Il se tient à la disposition des médias, des organisateurs de salons nautiques pour populariser cette aventure, exposer et faire visiter son installation ou animer des stages.
Le contacter par l'intermédiaire de ce site.
(*) pour mémoire le remplacement d'un moteur classique type "Volvo Penta" revient à environ 11.000 €, pose comprise...
(Cliquez sur l'image pour l'agrandir).
L'architecture électrique retenue
Choix du 48 V DC pour plusieurs raisons :
- un bon éventail de moteurs disponibles pour cette tension,
- un pack énergie ne recourant pas à des batteries en série avec un choix de batteries Lithium polymère directement en 48 V,
- un rapport voltage/ ampérage n'obligeant pas à des sections de câbles trop importantes,
- une sécurité électrique satisfaisante facilitant l'installation et la maintenance (possible que si la tension du système est inférieur à 50 VCC nominal - 60 VCC max en cours de recharge) ; tous les voltages à courant continu supérieurs à cette valeur supposent des interventions uniquement par des professionnels formés et équipés pour cette manipulation et en possession d'une accréditation spécifique (à l'instar des voitures électriques).
Spécifications
Catégorie : bateau de plaisance fluvial/mer C
Construction : 1979
Couchages : 4
Pilotage : double, intérieur et extérieur
Coque : acier (4 mm)
Longueur : 10,9 m (36 pieds)
Largeur : 3,30 m
Tirant d'air : 3 m ramenable à 2,5 m par système de vérins électriques
Tirant d'eau : 0,85 m
Moteur d'origine : Mercedes 6 cylindres en ligne
Motorisation électrique : 10 kW en 48 V
Batteries : Lithium PO4 avec BMS, 20 kWh
Autonomie : 6 à 8 heures/ jour en moyenne, selon vitesse et ensoleillement.
Recharge : par taud solaire et/ou chargeur spécifique faible ampérage (5 A) sur prise de quai, pour ne pas faire disjoncter les installations couramment présentes sur les pontons.
Remarque : la compétence en électricité marine n'est pas suffisante pour se lancer dans cette aventure, car il s'agit de régler également les problèmes liés à la transmission/réduction, au refroidissement du couple contrôleur moteur et à la répartition de la poussée...
La vedette électrique "Les Anges"
Equipée à l'origine de deux moteurs thermiques puissants (BMW de 150 CV chacun) cette vedette fluvio-marine en polyester de 10 mètres pesant 6,5 tonnes a été transformée en propulsion électrique mono moteur en 2014.
Didier, son propriétaire qui vit à l'année à bord, a choisi une architecture de moteur brushless de 10 kW fonctionnant en 144 Volts et dont la vitesse de rotation nominale est de 1000 t/mn.
Il a évidemment dû faire remplacer les 2 lignes d'arbre existantes et leurs hélices pour une nouvelle ligne centrale et une nouvelle hélice 4 pales.
Son moteur est alimenté au moyen de 12 batteries gel de 200 Ah en 12 Volts (Plomb classique auparavant, puis AGM) câblées en série, soit 24 kWh nominal ; il est en prise directe sur l'arbre, au moyen d'un tourteau.
Leur recharge est assurée par un groupe Fischer Panda, qui débite du 144 Volts.
Des panneaux solaires et leur régulateur MPPT rechargent un pack de 2 batteries 200 Ah montées en parallèle qui alimentent notamment : un frigo, une plaque de cuisson à induction, un robinet chauffant instantanné et le démarrage du groupe générateur.
Il a également installé un système de potabilisation d'eau pour être complètement autonome en navigation.
Contact : 06 62 89 11 50.
Le bateau de location électrique de Haines
Il s'agissait d'un modèle de 34 pieds nommé "Electra", qui a été exploité pendant quelques années par la société de location "Rives de France" avant d'être remotorisé en diesel.
Spécifications
Catégorie : bateau de plaisance fluvial
Couchages : 4 + 2
Pilotage : double intérieur et extérieur
Coque : polyester
Longueur : 10,5 m
Largeur : 3,77 m
Tirant d'air : 2,8 m
Tirant d'eau : 0,8 m
Motorisation électrique : 15 kW en 96 V
Batteries : au plomb étanche à électrolyte Gel
Autonomie : 6 heures
Recharge : par prise de quai
Constructeur Haines (GB).
Les bateaux électro-solaires de Naviwatt
Yannick Wileveau, créateur de Naviwatt, s'est lancé dans l'équipement de bateaux en aluminium, dotés de propulsion tout électrique, pour les particuliers.
Pour prendre un exemple concret, le "Gladys", un narrowboat construit par le chantier naval CNA Yachting de Quimperlé.
Ses 25 m2 de panneaux photovoltaïques, installés sur le toit sont sensés lui assurer l'autonomie suffisante pour l'utilisation prévue.
Propriétaire : Jean-Alain Sarrado,
Longueur : 15 mètres,
Largeur : 4 mètres,
Surface habitable : 44 m2
Batteries : au plomb étanches à électrolyte Gel
Motorisation : 10 kW en 48 Volts,
Prix de revient : 170.000 €.
Naviwatt
7, rue des Calfats
56640 - Arzon
Tel : +33 7 67 59 62 99
Mail : contact(at)naviwatt.com
Le COCHE SOLAIRE
Le coche électrique de "Bateaux pour la Planète", SAS créée par Dominique Renouf (*), est un bateau électrique de type catamaran fluvial en catégorie D, autonome en énergie.
(*) déjà à l'initiative du bateau électro-solaire le "Kevin".
Equipements :
- 24 m² de panneaux solaires (4,5 kW),
- 4 batteries de 200 Ah en 48 V soit 800 Ah
- 2 moteurs 6 kW en 48 V,
- contrôleur de charge solaire MPPT, chargeur/convertisseur et distribution CA dans un seul boitier EASYSolar Victron de 5 kW.
- Longueur : de 14,90 m à 19,95 m
- Largeur : 4 m
- Tirant d'eau : 0,60 m
- Tirant d'air 3,10 m
- Capacité : 4/6 personnes
- Autonomie : 3 à 4 heures par jour,
- Autonomie eau : 600 litres
- Cuve eaux noires.
Exploité sur le Lot aval, en région Nouvelle Aquitaine, le "Coche Solaire" est proposé à la location en partenariat avec « Les Canalous » pour celles et ceux souhaitant s’essayer au tourisme fluvial écologique.
Prix de vente pour le modèle de 19,90 m : 210 000 € HT
Délai de construction : 5 mois.
Bateaux pour la Planète
Tel : 06 88 40 76 21
mail : mariniere_2000@yahoo.fr
Les BATEAUX-HABITATION ELECTRO-SOLAIRES
L'Electra
Appartenant à 2 suisses, cet ancien bateau à passagers de 23 m de long pour 3,7 m de large construit en 1929, a été reconditionné entre 2009 et 2013 dans un chantier allemand pour devenir bateau d'habitation propulsé électriquement.
Il est également autonome en électricité de servitudes et assure sa production d'eau chaude d'origine solaire.
spécifications :
- 18 panneaux solaires sur le rouf,
- 2 panneaux thermiques à tubes sur le poste de pilotage pour l'eau chaude,
- moteurs : 20 kW type brushless PMAC double stator, refroidissement à eau,
- batteries : 800 Ah en 48 V,
- éclairage 220 V par onduleur 48 DC/220 AC,
- chauffage par poêle à granulés avec murs chauffants...
PETITS MOTEURS HORS BORD ELECTRIQUES
Torqeedo
La marque allemande propose une gamme de moteur Hors-Bord avec des puissances allant de 1 CV à 80 CV (en équivalent thermique) :
- pour les petits modèles (gamme Travel), la batterie Li-ion est intégrée,
- au delà de 5 CV (gamme Cruise), les batteries (en 24 ou 48 V) sont externes,
- au delà de 20 CV, l'alimentation électrique est en Haute Tension.
La majorité des modèles existent en barre franche mais aussi en commande à distance.
De même, vous pouvez choisir entre un arbre court et un arbre long.
La marque développe également des "pods" d'une puissance de 6 à 25 CV (en équivalent thermique)
Contact Europe
Torqeedo GmbH
Friedrichshafener Straße 4a
82205 - Gilching
Allemagne
Tel : +49 (0) 8153 / 9215-126
Fax : +49 (0) 8153 / 9215-329
Mail : service@torqeedo.com
ePropulsion
Les moteurs HB et pods ePropulsion
Le fabricant chinois de moteurs électriques de bateaux ePropulsion, offre une gamme de moteurs hors-bord électriques en plein développement.
Comme son concurrent allemand, il commercialise de petits modèles avec batteries incorporées (équivalent à 3 CV thermiques) et d'autres avec pack batteries déporté.
EPropulsion vend aussi ces batteries (Lithium Fer Phosphate) en 48 V, d'une capacité de 2 à 9 kWh.
A noter que leur gamme "Evo" est hybride "propulsion et hydrogénération", plus naturellement destinée aux voiliers.
La marque développe également des "pods" d'une puissance de 1 à 6 kW.
La marque se lance également sur le segment des moteurs électriques in-board puissants avec le "H-100" qui développe 100 kW et un couple maximal de 2 000 Nm.
Le poids annoncé est de 190 kg.
Il est proposé avec le contrôleur "HC-160-54" de la marque ePropulsion.
Le système modulaire développé par la marque permet d'envisager des installations doubles pour plus de puissance.
Plusieurs distributeurs commercialisent ces produits en France, dont :
MIDIF
26, avenue de la Méditerranée
34118 - Frontignan Cedex
Tel : 04 67 74 26 96.
Mail : info@midif.fr.
Mercury Marine
La firme américaine Mercury Marine (groupe Brunswick) se lance à son tour début 2022 avec un premier modèle de moteur hors-bord électrique baptisé "Avator".
Il est plutôt destiné aux petits bateaux et aux unités transportables.
On reste dans la configuration de batteries à l'intérieur du capot moteur, facilement démontable et interchangeable.
Un écran intégré affiche toutes les informations de charge des batteries et de fonctionnement du moteur.
Le Hors Bord à membrane ondulatoire "FinX"
 Bio-inspiré, puisque développée en observant le déplacement des animaux marins, la start-up "FinX Motors" a imaginé une "nageoire" pour faire avancer les bateaux.
Son fondateur Harold Guillemin lance un moteur Hord-Bord électrique dont l'hélice est remplacée par une membrane déformable en élastomère qui imprime un mouvement ondulatoire, en sorte que l’eau est aspirée d’un côté puis rejetée de l’autre.
L'ondulation progressive est formée à la périphérie de la membrane placée entre deux flasques et se déplace vers son centre en aspirant l'eau avec elle, sans aucune pièce en rotation.
.
La membrane est excitée sur son bord d’attaque par un moteur linéaire.
Cette technologie est empruntée à la société Wavera, qui l'a développé dans le domaine des pompes industrielles.
Selon le développeur du système en application marine, contrairement à une hélice qui mixe l'eau, on la propulse en ligne droite, ce qui élimine les problèmes des vitesses élevées en bout de pale, et de cavitation.
L’amplitude et la fréquence de la membrane sont contrôlées électroniquement :
- une plus grande fréquence augmente la vitesse,
- une plus grande amplitude augmente la poussée.
Le modèle Fin5 de 2 kW (soit environ 5 CV en équivalent thermique) est annoncé à 3200 €.
Il fonctionne sur des batteries en 48 V.
Contact :
24, rue de l'Est
75020 - PARIS
Site : finxmotors.com
e-mail : sales@finxmotors.com
Notre avis
Une piste intéressante à suivre, si les promesses sont tenues et en ayant plus de renseignements fiables sur la durée de vie de la membrane et le coût de son remplacement...
De même, comment va-t-il réagir en présence des algues de plus en plus envahissantes.
MOTEURS HORS BORD ELECTRIQUES PUISSANTS
Plusieurs firmes se sont lancées dans la fabrication et la distribution de moteurs hors-bord électriques, dont plusieurs modèles de fortes puissance (entre 150 et 400 CV !).
Alors que les hors-bord électriques des principaux acteurs du marché se limitent aux petites puissances inférieures à 100 CV, cette nouvelle offre pourrait séduire des plaisanciers.
- Ainsi le norvégien "Evoy" (fondé par Gunnar et Leif A. Stavostrand) annonce le lancement d'un moteur électrique hors-bord de 150 CV conçu à la base pour une utilisation professionnelle, mais également en plaisance.
contact
PEAK Florø
Strandgata 52
6905 - Florø
NORWAY
Tel : +47 990 13 032
mail : evoy@evoy.no
- La marque américaine "ReGen" propose quant'à elle déjà depuis 2012, des moteurs Hors Bord jusqu'à 300 CV, mais à un prix de plus de 30.000 € !
contact :
ReGen Nautic USA Inc.
850 NE 3rd Street, Suite 207
Dania Beach, Florida
33004 - USA
Tel : 954 302-2240
mail : info@regennautic.com
De toute façon, le vrai problème sur de telles puissances de propulsion, ce n'est pas de trouver le moteur, mais plutôt de lui donner l'énergie électrique pour l'alimenter pendant un temps suffisamment adapté à son utilisation ; c'est donc l'autonomie qui reste le frein technique principal.
CATAMARAN ELECTRO-SOLAIRE sur MESURE
Le "LISA"
Il s'agit d'un prototype réalisé par le belge Peter van Elslander en 2015.
Il est descendu de Gand (Flandre Orientale - Belgique) début juin 2015 vers le sud de la France pour Aigues-Mortes où il a hiverné puis est reparti début avril 2016 vers Bordeaux, en faisant une incursion sur le Lot, avant son retour pour la Belgique, uniquement mu par l'énergie solaire (sans jamais avoir recours à un chargement à quai) pour valider son concept.
Fort de son expérience, Peter propose de réaliser sur mesure des bateaux catamarans électrosolaires autonomes avec l'agencement et le confort adaptés à votre projet et à votre budget.
Groupe électro-propulseur
- 2 moteurs hors-bord électriques de 4 kW en 48 V.
- 18 m2 panneaux photovoltaïques de 300 W x 9, soit 2,7 kW crête
- une batterie tampon au Lithium de 160 Ah en 48 V.
Sur sa demande, nous n'évoquerons pas la marque de ses moteurs car le fournisseur n'a pas daigné s'intéresser à son projet, en faisant un geste commercial pour encourager son entreprise et lui a vendu au prix fort !
Le bateau
Catamaran de 12 mètres avec flotteurs en polyéthylène (*).
- largeur : 4,42 m
- tirant d'air : 3,45 m mais peut être descendu.
- tirant d'eau : 65 cm (avec les dérives) mais possible de retirer les dérives pour amarrer n'importe ou...
(*) Le polyéthylène est un des polymères de synthèse les plus simples et les moins chers à produire, appartenant à la famille des polyoléfines ; comme le verre, l'acier et l'aluminium, il est recyclable à volonté.
Structure en aluminium à base de pylones 3 tubes de type "portant de scène".
Poids : 2 tonnes + lest d'une tonne
Consommation électrique : 600 Wh à 5 km/h (en conditions normales, sans vent ni courant significatif).
Coût énergétique / masse (à cette vitesse) : 0,2 kW/ tonne.
Equipements à bord
- Congélateur 220 V,
- plaque de cuisson électrique...
- bouilloir électrique,
- grill électrique,
- outillage électro-portatif...
(tous en auto-alimentation).
Contact
Site : captain sunset (facebook)
Captain Sunset Explorations
Tel : +(32) 476 37 57 51
petervanelslander@hotmail.com
Les ANNEXES ELECTRIQUES
Avon, marque de semi-rigide du groupe Zodiac Nautic spécialisée dans les annexes de yacht, a présenté au "Cannes Yachting Festival" un nouveau concept boat : le "eJet Tender".
Le prototype, développé en collaboration avec Torqeedo, est un semi-rigide de 4,5 m, doté d'une propulsion par jet et d'une motorisation électrique. Il affiche une autonomie d'une heure et demie et une vitesse maximale de 26 noeuds.
Un des avantages de cette solution est de pouvoir se passer de réducteur, compte tenu des vitesses de rotation des jets tout à fait compatibles avec celle des moteurs électriques.
LES VOILIERS
L'inboard électrique
Il va de soi que les moteurs électriques présentés plus haut sont adaptables aux voiliers, dès lors que la réserve d'électricité à bord (et donc sa production) est suffisante pour assurer les besoins énergétiques du moteur.
Ce type d'équipement est parfait pour les manoeuvres portuaires, mais oblige à recourir à un gros groupe électrogène en cas de pétole.
Saildrive électrique
Petite explication préalable
Un saildrive est un système de transmission marine dont le moteur intérieur est doté d'un arbre de sortie horizontal, qui entraîne un arbre intermédiaire vertical qui passe la coque, avant d'entraîner à son tour un dernier arbre de transmission horizontal le plus souvent monté sur une dérive.
Ces transitions de l'horizontale à la verticale, puis de nouveau à l'horizontale évoque un "Z".
Enfin, la différence entre un "saildrive" et un "Z-drive" est que si le premier est fixe, le second peut tourner sur son axe en azimut.
Ces précisions permettent de mieux comprendre l'intérêt de l'usage d'un moteur électrique qui - contrairement au thermique - supporte très bien d'être installé verticalement, ce qui évite un engrenage à 90 ° dans le dispositif de transmission (transformant le "Z" en "L".
Il existe maintenant des gammes de moteurs électrique Saildrive, plus particulièrement adaptés aux voiliers (dans le cadre d'une construction ou d'une rénovation importante).
Ces groupes de propulsion existent en plusieurs versions selon la puissance :
(gamme saildrive électrique proposée par la société Kaena)
Une gamme de kit d'installation de saildrive électrique est proposée par la société Ruban-Bleu, pour la modique somme de 17 014,80 € (pour un moteur 9,8 KW en 48 V).
L'expérience réussie du "SUN 21"
Le "Sun 21" a validé les connaissances sur la navigation hauturière à l'énergie solaire photovoltaïque, par son expérimentation en conditions réelles.
En effet, du labo à la pratique in situ, dans les conditions qui sont le quotidien de nos croisières, il y a souvent un monde !
7000 miles marins couverts sans aucune goutte de carburant, en utilisant uniquement l'énergie rayonnée par le soleil, témoignent de la réalité du potentiel de cette option puisque pendant sa traversée de l'Atlantique – du port espagnol de Chipiona jusqu'à la Martinique – le SUN 21 a produit environ 2000 kWh d'origine photovoltaïque.
La moitié de l'énergie absorbée durant la journée par les cellules solaires est emmagasinée dans des batteries, ce qui permet au bateau de continuer à naviguer pendant la nuit.
Bien évidemment, lorsque le ciel reste longtemps nuageux, la vitesse s'en trouve réduite.
L'AQUABUS C60
Il s'agit d'un catamaran à deux flotteurs en polyester reliés par une plateforme en aluminium et en bois, prévu pour naviguer à une vitesse maximale de 9 nœuds (environ 16,5 km/h) pour une vitesse moyenne de 5 à 6 nœuds (10 - 12 km/h).
La version hauturière fait 14 m de long sur 6,6 m de large et peut accueillir 5 à 6 personnes, ainsi que toutes les installations nécessaires leur permettant d'y séjourner pendant plusieurs semaines.
Dans les ports ou les points de mouillage, plusieurs dizaines de visiteurs ont pu monter à bord du navire pour le découvrir et faire de petites excursions.
Dans l'un des deux flotteurs hébergeant les cabines est également placée la cambuse, tandis que dans l'autre se trouvent les installations sanitaires.
Entre les deux flotteurs s'étend un grand pont couvert par les panneaux solaires.
Fiche technique
- 6 couchettes, plusieurs dizaines de places pour des visites et des trajets courts.
- Dimensions : longueur 14 m, largeur 6,6 m
- Tirant d’eau : 1 m à pleine charge,
- Poids : environ 12 tonnes,
- Propulsion : 2 moteurs électriques à courant continu de 8 kW,
- Batteries : au plomb de 520 Ah/ C5, 48 V, répartis dans chaque flotteur.
- Générateur photovoltaïque : ensemble de panneaux de 10 kW, couvrant une surface de 65 m2.
Le bateau a été construit par l'entreprise MW-Line d'Yverdon, dans le canton de Vaud (Suisse).
L'expérience marine mitigée du "PLANET-SOLAR"
Le "Tûranor PlanetSolar" est un autre exemple de la mise en application des énergies renouvelables utilisées pour la navigation maritime hauturière.
Ce catamaran solaire utilise des éléments disponibles sur le marché (en dehors de tout prototype), l'intention étant de démontrer que par un usage innovant de matériaux et de technologies existants, des performances peuvent être réalisées aujourd'hui.
Fiche technique
Longueur : 31 mètres,
Largeur : 15 m,
Poids : 95 tonnes,
Moteurs : 4 moteurs électriques (2 par arbre de transmission) fournissant une puissance absorbée pouvant atteindre 120 kW (efficience énergétique annoncée de plus de 90 %), consommation moyenne 20 kW (26,8 CV)
Hélices : 2 hélices en carbone tournant en sens inverse (diamètre d'environ 2 mètres, ce qui est le double du diamètre habituel équipant un bateau de cette taille),
Générateur photovoltaïque : 537 m2 de panneaux constitués de 825 modules avec 38.000 cellules SunPower ayant un rendement maximum de 22 %,
Pack batteries : 2 x 12 batteries (648 cellules Lithium-Ion de l'entreprise allemande GAIA à Nordhausen)
Equipage : 6 personnes,
Initiateur du projet : le Neuchâtelois Raphaël Domjan,
Constructeur : chantier naval «Knierim Yachtbau» de Kiel,
Conception hélices : bureau suisse d'ingénieurs drivetek AG (Ipsach / Bienne),
Architecte : le Néo-Zélandais Craig Loomes,
Propriétaire : l'allemand Immo Ströher,
Parti de Monaco le 27 septembre 2010, le "Turanor" devait réaliser un tour du monde par étape en 160 jours uniquement avec l'énergie fournie par le soleil (pour les moqueurs de service au sujet de cette précision, rappelons que le vent est également de l'énergie solaire dérivée...)
Le défi était de taille, car il s'agissait de déplacer 95 tonnes sur un très long périple, en hauturier.
Malheureusement, semble-t-il, les 2,1 noeuds de moyenne (malgré des courants et des vents favorables le plus souvent), ont été très en dessous des prévisions optimistes des concepteurs du PlanetSolar.
Le navire expérimental est handicapé par son poids trop important alors même que sa coque est composé de fibres de carbone.
Il utilise une puissance moyenne de 18 kW pour une vitesse de 4 noeuds.
En conclusion, PlanetSolar est une expérience enrichissante, mais qui n'a pas tenu ses promesses...
Comparaison
Le SUN21 avait une vitesse moyenne de 3,5 noeuds pour une puissance moyenne de 1,35 kW.
Les calculs de "consommation électrique / masse de déplacement" des navires, parlent d'eux-mêmes :
PlanetSolar : 0,19 kW/ tonne
SUN21 : 0,11 kW/ tonne.
Les bateaux électriques "Candela"
Suite à des recherches et développements remontant à 2014, les bateaux électriques du Suédois Candela proposent une nouvelle offre haut-de gamme en électrique, puisqu'il s'agit de modèles dotés d'hydrofoils.
Le modèle "Candela C-8" fait donc entrer le bateau électrique, dans une nouvelle ère.
Grâce à ses hydrofoils contrôlés par ordinateur, il consomme 80 % d’énergie en moins que les bateaux aux coques traditionnelles, notamment par réduire des frottements au minimum.
La marque assure qu’il peut également aller trois fois plus loin et atteindre une vitesse de croisière plus élevée que les autres bateaux électriques.
L’hydroptère affiche en effet une vitesse de pointe de 30 nœuds et une autonomie de 2 heures à 22 nœuds.
Côté technique
- la construction est réalisée avec 100 % de fibre de carbone, pour optimiser au maximum le poids,
- l'embarcation est propulsée par deux pods à moteurs à aimants permanents ultra-compacts,
- les hélices contrarotatives offrent une efficacité d'hélice de 80 %,
- les foils sont entièrement immergés, solution présentant la meilleure efficacité,
- le système C-FOIL est fabriqué à partir de composites de carbone et utilise les principes de conception de l'industrie aéronautique,
- les foils sont constitués d'une grande feuille principale droite près du centre de gravité et d'une feuille en T plus petite à l'arrière,
- les foils sont rétractables pour le remorquage, le stockage et le fonctionnement en eau peu profonde,
- 10 capteurs mesurent en temps réel l'état du système (position, la vitesse et l'accélération dans tous les axes), ils renseignent aussi l'ordinateur et l'électronique sur l'état de la mer pour adapter la meilleure péréquation entre la poussée et les positions des foils.
- l'autonomie des batteries est de 50 milles nautiques par charge, à 22 noeuds,
Caractéristiques
Le modèle C-8 peut embarquer lusqu'à 8 occupants.
Poids : 1605 kg
Longueur : 8,50 m
Largeur : 2,50 m
Puissance moteur : 50 kW
Vitesse croisière : 24 noeuds
Vitesse max : 30 noeuds
Temps de charge : en 230 V monophasé (16 A) 13 h, en triphasé (32 A) 2,5 heures
Mouillage : 0,5 m en mode rétracté, 0,9 m en mode planant, 0,8 m en mode foil, 1,5 m en mode foils sortis
Affaire à suivre...
Contact
Site : sales@candela.com
Tel : +46(0)735955792
Mail : contact@candela.com
Les bateaux électriques alimentés uniquement par un générateur thermique...
Un concept spécial !
Chaque "Nautic" voit fleurir son lot de nouveaux modèles de bateaux électriques et c'est tant mieux.
Cependant, une mode est en train de s'amplifier : celle d'équiper les bateaux de plaisance de moteurs électriques alimentés par un groupe électrogène thermique, à l'instar de beaucoup de paquebots de croisière qui ne les utilisaient que pour les manoeuvres, dans un premier temps mais qui sont en train de généraliser le tandem moteur électrique/ générateur thermique sur les nouvelles unités construites...
Ces dernières années, l'évolution se déplace vers des générateurs au GNV.
 Autant cette solution peut avoir une logique sur de gros bâtiments à usage cabotier, pour lesquels l'adjonction de "Pods" (*), facilite les amarrages fréquents, tout en permettant un gain de place "rentable" dans les cales, autant on ne peut que se poser des questions sur l'intérêt économique et écologique de ce choix dans la plaisance.
(*) Un "pod" est un propulseur externe caréné à une ou 2 hélices, équipé d'un moteur électrique ; il peut pivoter sur un axe central, ce qui rend de grands services sur les gros bâtiments pour les manoeuvres portuaires.
Rendement d'un groupe électrogène
La puissance électrique délivrée par un générateur thermique dépend du rendement du moteur (75 à 80 % au maximum) diminuée de celui de l'alternateur (la génératrice) qui lui est couplé.
En général, les constructeurs indiquent ces éléments d'évaluation du rapport puissance / rendement :
- 1 CV de puissance du moteur = puissance du groupe électrogène maximale de 0,5 kVA (50 %)
- 1 kW de puissance du moteur = puissance du groupe électrogène maximale de 0,65 kVA (65 %).
Manque à gagner écononomique
- D'abord, à périmètre comparable, le surcoût d'investissement va de 20.000 à 100.000 € (batteries comprises) par rapport à une propulsion thermique directe.
- Ensuite, la consommation ne peut être diminuée que si le rendement final du groupe de propulsion avant hélice est plus intéressant :
Propulsion thermique directe
elle est égale au rendement du moteur au villebrequin diminué de la perte à l'inverseur (plutôt minime).
Propulsion électrique d'origine thermique
En ce cas le rendement à l'arbre sera celui au villebrequin du groupe électrogène, diminué de celui de l'alternateur, diminué de celui de la platine d'asservissement (chauffe importante en électronique de puissance), diminué des pertes dans les câbles (intensité très importante en courant continu, ou obligation de passer par un énorme onduleur générant ses propres pertes), diminué du rendement propre au(x) moteur(s) électrique(s) qui n'est que de 70 à 88 % pour un modèle à courant continu (voir pourquoi plus haut sur cette page).
Cette approche de rendement établie sur un emploi immédiat de l'électricité produite ne prend pas en compte le passage intermédiaire par un pack de batteries, induisant bien entendu une restitution partielle de l'énergie injectée (surtout sur les tecnologies au plomb)...
Par ailleurs, le gain de poids (batteries traction comprises) ne fait pas vraiment la différence qui permettrait d'envisager un déplacement d'eau poussée moins important pour aboutir à une moindre consommation.
Mieux-disant écologique ?
Comment parler de chaîne de propulsion plus écologique puisque il y a toujours un moteur thermique (celui de la génératrice), utilisant au final pas moins (et plutôt plus) de carburant d'origine fossile, et rejetant dans l'air des imbrûlés et autres gaz NOx !
Les seuls points sur lesquels on puisse accorder une amélioration :
- moins de bruits occasionnés par la propulsion, les groupes électrogènes installés à bord pouvant étre particulièrement bien insonorisés,
- moins de vibrations induites, le groupe électrogène n'étant pas forcément solidaire de la structure du bateau.
Quelques exemples
Le chantier CNTI travaillant dans le domaine de la construction navale aluminium présente le Dragon's 39, un trawler en aluminium dessiné par l'architecte Tanguy Le Bihan.
La propulsion est assurée par un moteur électrique, mais avec une alimentation fournie par un groupe électrogène.
Il est annoncé permettre des déplacements à 7 à 8 noeuds pour une consommation de 4 à 5 litres par heure.
Ses promoteurs le présentent comme "un bateau innovant pour une pratique alternative de la plaisance alliant confort et espace".
Où est le gain en espace puisque l'ensemble moteur électrique avec sa platine de régulation et le groupe électrogène (minimum 10 kW) occupe forcément plus de place que son équivalent thermique ?
Conclusion
Si les moteurs électriques in bord à usage marine de plaisance offrent effectivement maintenant des puissances suffisantes pour remplacer leurs homologues thermiques, deux choix se présentent :
- usage pour des navigations limitées en durée (celle de la capacité des batteries puisque de fait, elles sont le réservoir d'énergie de l'embarcation) avec recharge à quai - sauf à déployer une surface importante de capteurs photovoltaïques ; la démocratisation des batteries puissantes au lithium va dans ce sens, et la nouvelle génération attendue de celles au graphène ouvre un champ d'application étendu.
- montage électro-solaire avec panneaux PV + batteries tampon et relais par un groupe électrogène conséquent.
Le point de vue du constructeur
"...Je tiens à préciser, concernant notre choix de propulsion, que le groupe électrogène ne tourne pas en permanence. En moyenne, en mer à 7 noeuds, alternance de 3 heures sur batteries, 3 heures sur groupe.
Sur les canaux, où la vitesse est limitée à 5 km/h le plus souvent, sans courant, le groupe ne devrait tourner qu'une heure par jour. Le gain en confort auditif est très appréciable.
Notre trawler est en aluminium : la transmission des vibrations d'un moteur thermique sur la coque est importante.
Ce bateau étant conçu pour des voyages de plusieurs mois, la présence d'un groupe électrogène s'impose de toute façon.
Vous parlez d'une perte de place générée par le groupe, mais de toute façon, la salle machine ne serait pas exploitable en partie "habitable" puisque située sous le carré.
Enfin, le surcoût n'est pas de 100 000 € mais de 20 000 €, aucun entretien du moteur électrique Leroy Somer (moteur industriel éprouvé depuis très longtemps).
Je partage votre avis sur la consommation de carburant qui en découle, mais il faut bien attendre l'évolution de la pile à combustible et, surtout, de la fourniture d'hydrogène pour remplacer le groupe.
J'ai lu vos articles avec intérêt et vous suivrai sur Facebook.
Très cordialement,
Marie-Pierre PERELLO (CNTI).
Les GENERATEURS par PILE à COMBUSTIBLE
En 2020, les premiers modèles prototypes de générateurs à l'hydrogène sont proposés à l'équipement d'embarcations.
Sur le principe : rien à redire puisque le résultat de la réaction produisant de l'électricité alimentant les moteurs électriques donne de l'eau ce qui signifie aucune pollution !
En dehors de toute considération financière, mais il faudra forcément s'y intéresser plus tard, le problème de cette technologie réside ailleurs :
- comment est produite l'hydrogène (à partir de quelle source d'énergie, et son impact environnemental, son rendement...),
- comment est transportée et distribuée l'hydrogène.
Principe de la pile à hydrogène
C'est un générateur de courant qui transforme l'énergie d'une réaction chimique en courant électrique de façon continue.
De l'hydrogène, combinée à l'oxygène de l'air ambiant, produit un courant capable d'alimenter un moteur électrique.
Le résidu de cette réaction est seulement de la vapeur d'eau...
Cette technologie est fondée sur la conversion de la réaction entre l'hydrogène et l'oxygène en électricité + eau.
Comme toutes les piles, elle a une cathode (+) et une anode (-) séparées par un électrolyte qui permet le passage du courant par transfert ionique des charges.
De même, elle consomme son oxydant (ici le dioxygène O²) et son réducteur (ici le dihydrogène H²) et continue de fonctionner tant qu'elle est approvisionnée en ces éléments.
A noter que le réducteur utilisé peut être égalementi du méthanol ou du gaz naturel.
fonctionnement
Le processus consiste à injecter sous pression l'hydrogène moléculaire (H²) au travers d'une membrane polymère pour qu'il se combine avec l'oxygène de l'air.
En traversant la membrane, les molécules de H² se scindent pour devenir des atomes H, ce qui libère des électrons. Comme l'atome d'hydrogène ne peut exister à l'état libre, il cherche à se lier à d'autres atomes dont l'oxygène (O²) pour former des molécules d'eau.
La libération des électrons qui se fait à l'anode (-) et la captation à la cathode (+) produisent entre les deux pôles de l'électricité utilisable par un moteur électrique.
La pile à hydrogène est donc un générateur qui fonctionne à l'inverse de l'électrolyse de l'eau en transformant l'énergie chimique en énergie électrique directement.
Par rapport aux accumulateurs rechargeables, la pile à combustible (PaC) peut donc sembler une alternative d'avenir :
- ressource quasi infinie de l'hydrogène,
- plus aucune émission théorique en CO² et autres polluants nuisibles à l'environnement et à la santé...
- un haut rendement énergétique,
- pas de nuisance sonore.
La production d'hydrogène
L'électrolyse de l'eau
Le système le plus facile à mettre en oeuvre est l'électrolyse de l'eau qui peut être une solution d'utilisation intelligente d'une surproduction temporaire d'électricité.
C'est la décomposition chimique de certaines substances sous l'effet d'un courant électrique.
Le dispositif de production consiste en une cuve contenant un électrolyte (l'eau) dans lequel sont plongées deux électrodes reliées aux bornes d'un générateur de courant continu.
On appelle anode l'électrode reliée à la borne positive du générateur et cathode celle reliée à la borne négative du générateur.
Au cours de cette opération électro-chimique :
- l'ANODE (+) se comporte comme un oxydant, en attirant les électrons,
- la CATHODE (-) se comporte comme un réducteur, en émettant des électrons.
à l'anode
a lieu la réaction d'oxydation suivante : H² → 2H+ + 2e–
Il y a donc production de 2 électrons par molécule de dihydrogène.
L'ion H+ passe de l'anode à la cathode et provoque un courant électrique par transfert des électrons dans le circuit électrique.
à la cathode
a lieu la réaction de réduction suivante : O² + ;4H++ 4e– → 2H²O
La tension théorique produite est de 1,23 Volt pour une pile fonctionnant à 25°C avec de l'oxygène et de l'hydrogène purs à 1 bar.
En pratique, la tension fournie par une pile débitant un courant électrique évolue généralement entre 0,5 et 0,8 Volt.
La perte de potentiel constatée étant due à différents phénomènes physiques se produisant au niveau des électrodes, de l'électrolyte, principalement.
Le craquage de molécules hydrogénées
Le "craquage" (cracking en anglais) désigne, en pétrochimie, la thermolyse du pétrole et de ses dérivés liquides.
L'opération consiste à casser une molécule organique complexe en éléments plus petits.
Elle est beaucoup employée dans la pétrochimie et peut tout à fait aboutir à une production d'hydrogène...
Cependant, c'est une transformation à la fois polluante, complexe (donc économiquement peu rentable) et à base d'hydrocarbures.
95 % de l'hydrogène est fabriqué actuellement à partir de sources d'énergies fossiles (gaz naturel, pétrole non raffiné) et de bois. Il existe actuellement trois types de procédés de production mais le plus courant est le reformage (conversion de molécules à l'aide de réactions chimiques) du gaz naturel par de la vapeur d'eau.
La photodécomposition du sulfure d'hydrogène
principe
Le professeur Kazuyuki Toji de l'Université de Tohoku a développé une méthode pour créer de l'hydrogène par exposition de sulfure d'hydrogène aux rayons du soleil.
L'intérêt de cette méthode de production d'hydrogène est de réduire les coûts.
En effet, la photodécomposition de sulfure d'hydrogène nécessite moitié moins d'énergie que la traditionnelle électrolyse de l'eau.
méthode
A une solution acqueuse de sulfure d'hydrogène est ajouté un catalyseur à base de cadmium sulfate. Le mélange est ensuite fouetté jusqu'à obtention d'une mousse.
L'hydrogène est produite par exposition de cette solution aux rayons du soleil.
Un m² de surface recouvert avec cette solution exposée aux rayons du soleil produit environ 7 litres d'hydrogène par heure, soit 20 fois plus qu'avec la méthode électrolytique.
Transport et distribution de l'hydrogène
Pour distribuer cette hydrogène produite d'une façon ou d'une autre à chacun de ses utilisateurs, il faut :
- le liquéfier,
- le conditionner en toute sécurité,
- le transporter vers l'utilisateur final,
- mettre en place un conditionnement pratique, économiquement viable et à la sécurité sans faille.
La propulsion électrique "Hy-Génération"
La start-up bretonne Hy-Génération (créée en 2012) de Rémi Champeaux, innove dans le domaine des propulseurs électriques pour la plaisance.
Son concept, un ensemble propulseur constitué :
- d'un moteur électrique à aimant permanent permettant de s'affranchir de la ligne d'arbre,
- de pales à pas auto-ajusté.
Grâce à un angle optimal des pales à toutes les vitesses, tant en marche avant qu'en marche arrière, le propulseur Hy-Génération améliore sensiblement le rendement par rapport à un moteur électrique à hélice classique, ce qui permet de gagner en autonomie, le point faible des bateaux électriques.
Le prix annoncé serait entre 800 € à 1000 € par kW.
Yamaha et sa propulsion intégrée Harmo autour d'une embase électrique
La solution "Harmo" est une embase à monter sur le tableau arrière du bateau.
Elle intègre une hélice sous tuyère, une sorte de pod tournant de 90 degrés autour de son axe.
Autre innovation : Les pales de l'hélice tournent à l'intérieur de la structure de support circulaire grâce à une liaison électromagnétique tandis qu'une fine couche d'eau entre les deux parties fait office de conducteur ; cette transmission par aimants offre la possibilité d'une forte poussée à faible vitesse et limite bruits et vibrations.
Complétées par un système de joystick, les embases azimutales en installation double garantissent un pilotage facile et instinctif lors des manœuvres.
Pour l'instant les prototypes présentés n'excédaient pas une puissance de 10 CV.
Le prix n'est pas encore communiqué au moment de la rédaction de cet article.
Le PROJET HYMAR
HyMar (Hybrid Marine Systems) est un projet de collaboration et de recherche financé par l’Europe (programme "EU's Seventh Framework Research"), ayant pour but le développement d’une plateforme de conception commune pour les systèmes de propulsion électrique marine de bateaux allant jusqu’à 24 m.
Actuellement, le problème majeur de cette industrie est qu’il n’y aucune homogénéité. Les constructeurs de bateaux ont un large choix de systèmes, batteries et contrôleurs souvent incompatibles, avec des installations beaucoup plus efficaces que d’autres.
En réunissant les fabricants leader de la marine ayant une réputation sérieuse, HyMar vise à développer une gamme de systèmes hybrides avec un principe de conception commun.
Mastervolt, spécialiste des systèmes d’énergie autonomes, travaillait en collaboration avec d’autres sociétés (Bosch Engineering, Steyr Diesel et Bruntons Propellers...) afin de créer des équipements conformes à cette filière, quel que soit le fournisseur.
La finalité de cette collaboration serait une architecture "systèmes ouverts" qui devrait permettre d’obtenir non seulement une propulsion électrique efficace, mais également une propulsion hybride accessible au plus grand nombre.
HyMar coordonne le projet complet, depuis les batteries jusqu’aux propulseurs, certains développements technologiques très prometteurs étant attendus.
Alors que la plateforme hybride sera basée sur du 144 V DC, les autres systèmes d'un bateau requièrent des tensions différentes. Les besoins en gestion de demandes de puissance doivent aboutir à une nouvelle gamme d’appareils de conversion d’énergie pouvant gérer ces besoins avec un perte minimum d’intensité.
Plusieurs compagnies, développent des groupes générateurs multifonctions qui ouvrent la filière des propulsions hybrides.
Contact
Hymar.org
La FILIERE batteries ISSUE de l'AUTOMOBILE
CARWATT, une startup créée par Fabien Berger et Gérard Feldzer s'est donnée pour objet de reconvertir des véhicules utilitaires diesel en électrique.
Là où c'est encore plus intéressant, c'est qu'ils utilisent des batteries lithium reconditionnées provenant des parcs de voitures électriques du groupe Renault (Renault + Nissan).
On pouvait tout à fait imaginer d'adopter cette démarche pour nos bateaux, avec quand même la restriction qu'il s'agit de batteries ayant été changées sur les véhicules électriques des marques, essentiellement pour leur manque d'autonomie.
Nous les avons donc contactés et avons échangé avec eux, pour travailler ensemble, mais ils ont évoqués une surcharge de travail et le choix de rester dans leur secteur automobile, pour décliner notre proposition.
Etonnement !
Car lors d'un reportage télévisé diffusé en janvier 2018, sur la péniche sur laquelle habite Gérald Feldzer, il a déclaré proposer ses services à ceux qui auraient un projet de remotorisation électrique de leur bateau ?!...
A savoir
La consommation moyenne d'une voiture électrique d'un peu moins de 2 tonnes (type Nissan Leaf équipée d'un moteur de 105 CV) est de 17,2 kWh au 100 km dans le cas d'une conduite "cool" (circuit mixte hors autoroute)...
COMPLEMENT au PHOTOVOLTAIQUE
Les éoliennes marines
Le marché propose actuellement de petites éoliennes (entre 400 W et 1 kW), qui assurent un léger complément à un dispositif photovoltaïque à l'arrêt, si les conditions le permettent et en navigation par le simple déplacement du navire pour les moins puissantes (selon leur emplacement, et les conditions aérologiques...)
Attention, on ne peut envisager cette recharge électrique que pour des batteries de servitude...
Ceux qui en sont équipés, sont généralement très déçus de leur rendement réel.
Pour de la traction, la meilleure utilisation du vent reste les voiles ou les kite.
Modèle courant d'éolienne marine à 6 pales
Les voiliers électriques à hélice régénératrice
L'idée est d'avoir un moteur électrique, quasiment autonome en énergie en combinant plusieurs ressources naturelles de charge.
Certaines sont classiques : mini-éolienne, panneaux photovoltaïques...
L'innovation consiste à utiliser une nouvelle génération d'hélice fixe (EWOL) au profil particulier, assurant une production électrique de 280 W à 7 nœuds de vitesse carène.
Cet astucieux assemblage est dû à la société française Naviwatt, spécialisée dans la production de bateaux à propulsion électrique, en collaboration avec WM Energie, EcoWays et les hélices EWOL.
Le résultat semble satisfaisant puisqu'il assure au voilier test une bonne poussée avant / arrière, une trainée limitée à la voile, alors qu'il recharge les batteries pendant la marche sous voile.
A noter la performance de l’hélice.
L’adoption d’un pied type S-Drive en lieu d’une ligne d’arbre, pourra sans doute améliorer encore les choses.
Plusieurs autres sociétés dont Oceanvolt (société Finlandaise), proposent ce type de solutions.
Association Francaise pour le Bateau Electrique (AFBE)
Ne s'intéresse malheureusement qu'aux projets professionnels, pour l'instant.
Contact :
Xavier de Montgros
112 quater, rue Marcadet
75018 - Paris
Tel : 06 72 99 16 84
Site : www.bateau-electrique.com
La structuration internationale du secteur du bateau électrique se met en place
Depuis son lancement en 2023, la "IEMA" (International Electric Marine Association) annonce la signature d'un manifeste pour développer et renforcer la collaboration entre les représentants de 9 filières nationales : L'Association Française pour le Bateau Electrique (AFBE), l'Electric Boat Association of America, l'Electric Boat Association of Canada, la Norwegian Electric Boat Association (Norsk elbåtforening), l'Electric Boat Association of Greece, l'India Boat Association/India Eco Boat Association (IEBA), l'Association suisse pour les bateaux à zéro émission, L'Association espagnole des bateaux électriques (ANBE) et l'Association des bateaux électriques du Royaume-Uni.
La propulsion électrique est en route et se structure.
Faire remotoriser son bateau en électrique ?
Lancée en 2017 par Jérôme Fournier, "EclairSea", remplace les moteurs thermiques des bateaux par des moteurs électriques dans ses locaux de Binic-Étables.
Si vous ne vous sentez pas capable de le faire par vous-même, et que vous avez le budget, il peut s'en charger...
Contact :
EclairSea
14, rue de l'Europe
Étables-sur-Mer (22).
Tel : 09.83.29.07.07 / 06 89 91 46 13
Mail : jfournier@eclairsea.com
Site : www.eclairsea.com
Forum
Je tiens à faire des remarques importantes :
La première concerne les moteurs électriques avec balais.
Depuis quelques années, la réglementation nord-américaine, interdit les moteurs électriques avec balais pour les bateaux, dans lesquels le moteur se trouve dans la même cabine que la cuisine ; la raison est simple ; s'il y a une cuisine, il y a du gaz, et un moteur avec balais est susceptible de générer des étincelles, donc il y a risque d'explosion.
C'est un coup dur pour les solutions de type Lynch Motors qu'on ne peut plus recommander pour des voiliers, si la cuisinière est à gaz ; mais la majorité du marché se tourne vers les moteurs sans balais « brushless ».
Le second concerne les batteries utilisant les technologies Lithium, car vous citez le PowerWall de Tesla.
Les seules batterie utilisant du lithium ion ayant montré une grande stabilité thermique sont les batteries LFP Lithium Fer Phosphate équipées de BMS.
Pour ceux qui choisissent de recourir à des batteries à base Lithium seules les LFP équipées de BMS devraient être recommandées.
Les batteries Lithium utilisant d’autres technologies devraient être proscrites. La littérature et plein d'exemples, de bateau, de voiture, de maison, ordinateur ou autre équipement ayant brûlé suite à un emballement thermique non maîtrisée dû aux batteries Lithium.
L'observation de tous ces incidents ou de ces accidents montre que les batteries Lithium Polymères, Lithium Cobalt Oxide, Lithium Nickel Cobalt Aluminium, Nickel Manganese Cobalt ont une instabilité thermique extrêmement difficile à maîtriser. Le PowerWall de Tesla en fait partie et ces batteries devraient être interdites sur des bateaux.
Ces 2 points sont tellement importants qu’ils mériteraient une mise à jour de la page.
A. B.
Réponse
Il ne faut pas confondre ce qui est présenté comme possibilités théoriques et techniques dans ce dossier, et ce que nous préconisons comme meilleure ou moins mauvaise solution.
Ce préalable étant établi, en ce qui concerne les moteurs à balais, nous avons clairement indiqué que le système brushless leur était largement supérieur et avons expliqué pourquoi ; cependant, nous n'étions pas au courant de cette interdiction nord-américaine et allons l'ajouter bien volontiers à notre paragraphe.
Pour ce que est des batteries Lithium, il est également bien écrit dans notre dossier, qu'au delà de leur type, il est "indispensable" de n'utiliser que des batteries équipées de BMS !
Cette recommandation est largement répétée, également dans notre dossier traitant des batteries marines !
Par contre, le nombre de feux de batteries Lithium que vous évoquez n'est vraiment pas significatif par rapport d'une part, au nombre de batteries Lithium en service dans le monde (voitures, motos, vélos, trottinettes, et toutes autres utilisations fixes, electro-portatives ou nomades confondues) et d'autre part, par rapport à l'ensemble des feux électriques recensés par les compagnies d'assurance.
D’après une récente étude menée en Suède (*), les voitures électriques sont d'ailleurs moins concernées par les incendies que les véhicules thermiques.
C’est désormais une habitude : chaque voiture électrique qui prend feu fait la une des médias et suffit à enflammer la Toile. S’engage alors un bras de fer entre les partisans des véhicules électriques et des voitures thermiques pour savoir laquelle des deux technologies est la plus sécurisante. Charge aux études de jouer les arbitres.
Enfin, sauf erreur de notre part, le cas particulier des PowerWall Tesla (batteries de traction automobiles, reconverties en pack de stockage domestique d'électricité), sont équipées de toutes les protections techniques exigées par la législation nord-américaine qui restent une garantie raisonnable, tant pour les maisons que peut-être pour un éventuel usage sur un bateau selon des modalités particulières.
(*) Etude réalisée par "l’agence suédoise des contingences civiles" (MSB), qui a dressé le bilan de tous les feux de véhicule recensés entre début 2018 et fin 2022 ; selon ses chiffres, environ 3 400 voitures thermiques se sont embrasées (dont les incendies criminels) pour un total de 4,4 millions de voitures en circulation et en comparaison, 371 véhicules électriques se sont embrasés sur la même période, dont 81 voitures particulières.
En moyenne, 47,6 % des cas concernent des véhicules en charge !
Je ne comprends pas pourquoi les organisateurs de salons nautiques ne nous offrent pas à nous tous plaisanciers la possibilité de rencontrer et débattre avec Paul de Haut dans le cadre des manifestations qu'ils programment, alors que la plupart se positionnent sur un segment environnemental et qu'ils mettent en avant les bateaux électriques dans leur communication.
Il n'y en a que pour les stands des constructeurs de bateaux électriques de fous (financièrement), que personne parmi nous pauvres péquins ne pouvons nous offrir, alors que lui a réussi à passer d'une motorisation thermique à électrique pour un budget tout à fait raisonnable et réaliste.
T.L, Un plaisancier moyen qui rêverait de naviguer électrique.
Réponse
L'explication vient surtout du fait que ces salons sont organisés au bénéfice des exposants professionnels et non des visiteurs-plaisanciers.
Paul vient un peu comme un troublion au milieu du secteur de la navigation électrique qui tient à cadenasser toute possibilité d'échapper à son maillage commercial.
C'est une méconnaissance des professionnels du nautisme de l'état du marché actuel et des possibilités financières des plaisanciers.
Son approche pragmatique basée sur le fait qu'il faille faire rentrer l'électrification d'un bateau existant dans le budget d'un échange standard de moteur thermique, est la clé d'une évolution massive de nos bateaux vers ces solutions de mobilité électrique.
Sur un ponton, nous avions déjà échangé ensemble sur le sujet avec Paul, et il m'avait parlé de son projet. Je vois qu'il l'a mené à bien ce qui ne m'étonne pas lorsqu'on connaît le personnage. Là où il fait très fort c'est d'avoir réussi à réaliser cette re-motorisation électrique dans une enveloppe budgétaire de l'ordre indiqué, en effet pas plus chère qu'un échange standard de moteur thermique !
Je suis impressionné, car je me suis beaucoup renseigné sur les possibilités de faire la même opération sur mon bateau, mais j'ai été arrêté net par les prix que l'on m'annonçait, tout simplement pharaoniques !
Ma question est simple, M. de Haut accepterait-il d'être consultant sur ce type de transformation et dans quelles conditions ?
Merci de me répondre en MP.
J.M
Nous avons l’intention de motoriser électriquement des bateaux et principalement des bateaux de Wakeboard.
Le projet ressemble à celui de Carwatt, en effet nous avons retenu la même solution technique, soit des moteurs Tesla ou Leaf avec des batterie Renault de deuxième main.
Notre premier projet est lancé à mon propre bateau, un X2 Mastercraft de 2005.
Je serais ravi d’échanger avec vous à ce sujet si cela vous intéresse.
G.M
Réponse
Je pense que vous faites fausse route en voulant adapter directement des éléments moteur et batteries issus de la filière automobile Tesla ou Renault-Nissan.
Ce qui semble plus adapté et facilement réalisable tant techniquement, qu'administrativement, sécuritairement et commercialement, c'est de s'intéresser à la filière des moteurs HB électriques de grosse puissance, qui existe maintenant.
D'autant plus qu'en proposant à la vente de tels bateaux, votre responsabilté sera importante et vous aurez d'énormes difficultés d'homologation.
Cependant, nous vous souhaitons bonne chance pour mener votre projet à bien.
Bonjour à tous et merci pour votre dossier à nul autre pareil.
Je viens vous faire part de mon expérience pour éviter aux autres des galères.
J'ai remotorisé ma vedette en inboard avec un moteur 10 kW brushless et son controleur VEC 500 de la marque chinoise Golden Motor.
Déjà, aucune documentation utile et aide à attendre d'eux.
Ensuite, ne pas oublier qu'aux prix annoncés, il faut ajouter le port (son prix et ses délais) la TVA et les frais de douane...
Enfin, le matériel n'est pas fiable : j'en suis à mon second contrôleur et mon moteur vient de lâcher à son tour, sans que je puisse en identifier les causes.
Inutile également de parler de garantie...
Bref, j'arrête avec eux et vais me tourner vers une autre solution.
P.E
Réponse
Vous n'êtes malheureusement pas le seul dans cette situation, c'est pour cela que nous nous refusons à donner des conseils sur les modèles et les marques en ce domaine, malgré une demande pressante de beaucoup d'internautes.
Il s'agit de sommes importantes engagées et en cas de déception nous ne voulons pas avoir la moindre responsabilité, même morale suite à des d'éventuelles recommandations.
Chacun est libre de ses choix et en est responsable.
Autre réponse :
Tout ce que vous décrivez au sujet de GM est exact, mais ce n'est pas du si mauvais matériel, sauf les connecteurs vraiment cheap et causes de beaucoup de pannes.
Par expérience, j'ai vu des moteurs et/ou contrôleurs déclarés comme foutus, mais qui étaient tout à fait opérationnels, lorsqu'on avait les éléments diagnostics pour les tester.
Malheureusement, c'est une expertise que l'on ne trouve pas et qu'il faut se construire au fil du temps.
P.H
Je viens de lire vos documents sur la propulsion électrique et les hélices. Je ne trouve nulle part le lien entre le moteur électrique et l'hélice.
Le moteur électrique a un couple immédiat contrairement à un moteur thermique. Cela doit avoir une répercution sur la définition de l'hélice ou les réglages des variateurs...
J'ai noté sur les salons que les fournisseurs de moteurs hors-bords électriques annoncaient toujours avoir des hélices spécifiques à cette motorisation.
Auriez-vous de la documentation à ce sujet ?
Qui fabrique de telles hélices ?
E.O
Réponse
Vous trouverez en bas de notre dossier consacré aux hélices, le nom des principaux fabricants d'hélices et donc la possibilité de les contacter pour échanger avec eux sur le sujet et réaliser une étude personnalisée pour votre bateau.
Nous aurions tendance à penser, compte-tenu de notre expérience, que justement grâce à son couple immédiat, une hélice montée sur une propulsion électrique, nécessite moins de pales (à caractéristiques par ailleurs égales) que sur un montage thermique, mais cela reste à vérifier avec les fabricants.
Toujours par expérience et par défaut, l'hélice qui équipe votre embarcation (si vous en êtes satisfait) fera parfaitement l'affaire, si le groupe moto-propulseur électrique fournit à l'arbre le même rapport "couple/nombre de tour"...
Bonjour,
Tout d'abord je tenais à vous féliciter pour la qualité et la richesse des contenus de votre site, que j'ai découvert il y a peu...
... Sur cette page, vous évoquez la possibilité de recourir à des batteries Li-ion "de réemploi". C'est en effet quelque-chose que l'on voit de plus en plus (Cf le projet de Paris Yacht Marina, associée à Green Vision et Renault).
Cependant je m'interroge sur la possibilité d'utiliser également une motorisation de voiture électrique. Prenons l'exemple d'un moteur de Zoe2 de 135 kW : ne serait-il pas bien dimensionné pour propulser un bateau de 6 ou 7 m et même le faire déjauger.
Associé à sa batterie de 52 kWh, l'autonomie serait assez sympathique il me semble, et côté rendement n'ont-ils pas été conçus pour fonctionner ensemble ?
Pourtant je ne parviens pas à trouver d'exemple d'utilisation de ces moteurs en propulsion de plaisance, produits en grande série et accessibles en 2ème main.
Que pensez vous de cette option ?
Avez-vous déjà pu voir des cas d'application ?
Quels freins pressentiriez-vous sur ce type d'installation (moteur pas marinisé, refroidissement moteur, électronique propriétaire verrouillée, etc. ?).
J.T
Réponse
Votre idée semble séduisante sur le papier ; vous n'êtes d'ailleurs pas le premier à nous interroger à ce sujet, mais avant d'aborder des problèmes de puissance, rendement, adaptation et autonomie, posés dans le cadre d'une remotorisation marine à partir d'un véhicule électrique, il convient de rester sur le plan de la sécurité !
Les voitures électriques fonctionnent en moyenne tension avec tout un système de protections adaptées, ce qu'il est très difficile d'obtenir en dehors d'une unité spécialisée dans cette filière par un particulier et représenterait un risque important à bord.
De plus, la maintenance n'est possible sans prendre trop de risques, que si la tension du système est inférieure à 50 VCC nominal - 60 VCC max en cours de recharge) ; tous les voltages à courant continu supérieurs à cette valeur supposent des interventions uniquement par des professionnels formés et équipés à cette manipulation et en possession d'une accréditation spécifique (à l'instar des véhicules électriques).
C'est suite à ce préalable que nous préconisons une tension maximum de 48 V nominal pour l'architecture électrique de propulsion ; elle présente :
- un bon choix de moteurs disponibles pour cette tension,
- un pack énergie n'ajoutant pas trop de batteries en série (plomb), ou un choix de batteries Lithium directement en 48 V,
- un rapport voltage/ ampérage n'obligeant pas à des sections de câbles trop importantes,
- une sécurité électrique satisfaisante facilitant la surveillance, l'entretien et les dépannages...
La grande majorité des entreprises s'étant lancées dans ces motorisations marines électrique ont adopté cette architecture, ce n'est pas pour rien.
Savez-vous si dans le cadre d'une remotorisation en électrique d'un bateau école, on peut bénéficier d'aide ?
C.L
Réponse
Selon nos informations, aucune aide n'est actuellement prévue pour la remotorisation électrique de bateaux, malheureusement !
Mais essayez de de vous rapprocher de vos organisations professionnelles pour le confirmer et faire pression pour que cela devienne possible.
Sur votre site "la propulsion électrique" le navigateur Paul de Haut "La RECONVERSION d'une VEDETTE FLUVIO-MARITIME Le Rusina" a transformé son bateau en électro-solaire, il se disait qu'il était disponible pour populariser son aventure.
Vous voudrez bien, s'il vous plait, me mettre en relation avec cette personne afin de connaître son avis sur la transformation que j'envisage sur la propulsion de mon bateau.
A.G
Je viens de découvrir votre site et je suis enchanté des infos qui y sont. Je suis intéressé par la transformation d’un bateau à moteur. J’aimerais si cela est possible être en contact avec les concepteurs des motorisations tout électrique pour bateau habitable de longueur entre 10 et 15 m.
S.H
J'ai découvert votre aventure et vraiment je suis en admiration. Peut-on communiquer sur votre installation SVP ?
Alain
Réponse
Suite aux articles parus dans la presse, sur Internet et aux différents relais de ses réalisations en remotorisation électrique de sa vedette, Paul est sans arrêt sollicité par des plaisanciers ou même des professionnels, pour "échanger" avec lui sur le sujet. Il ne veut ni ne peut plus continuer à le faire dans ces conditions, tellement la demande est forte, et c'est tant mieux car cela prouve que les mentalités sont maintenant mûres pour cette évolution.
Suite à ces sollicitations, il a proposé au ministère de tutelle et à plusieurs organisateurs de salons nautiques, d'assurer des ateliers/ conférence avec visite de son bateau, mais jusqu'à présent, cela n'a pas semblé les intéresser plus que cela ?! C'est d'autant plus étonnant que tous ces salons, et en premier lieu le ministère, sont présentés sous le signe de la mobilité écologique... et d'un mieux-disant environnemental.
En attendant que tous ces responsables mettent en accord leur com et leurs actions, Paul a largement partagé sur ce site les ressources qui lui ont permis de passer de la réflexion à la réalisation.
A vous d'en faire votre profit.
J'habite dans le Var et je suis en passe de transformer mon Pointu en bateau électrique et aussi "Pointu Mer propre" (nettoyage de la mer, des ports, des fonds peu profonds et des bords de plage...) afin d'en faire un prototype ambassadeur et médiateur, pour inciter les plaisanciers, pêcheurs, etc. à faire de même. J'ai bien regardé votre site et je vais suivre beaucoup de vos conseils. Et comme vous avez une grande expérience en la matière, je me demandais s'il n'y avait pas un partenariat à faire entre nous ou, pourriez-vous me conseiller afin que j'avance plus vite dans ma démarche éco-responsable. Ce bateau tout en bois se prête parfaitement à cette transformation, il peut naviguer par presque tous les temps, mais lentement. J'ai besoin d'une puissance de 4 kW minimum.
Merci d'avance de bien vouloir m'orienter dans ma démarche, afin de redonner à ce beau bateau une fonction durable.
P.L
Réponse
Evidemment, c'est tout à fait possible ! Mais cela demande une étude préalable sérieuse pour ne pas faire n'importe quoi et se retrouver avec des problèmes. Il s'agit ensuite de déterminer vos compétences (ce que vous savez et pouvez faire par vous-même) et ce qu'il faudra confier à un ou des spécialistes.
Choisir également des technologies et des fournisseurs pour le moteur, pour son contrôleur, le palier de poussée, la transmission et la réduction, les batteries, le chargeur et / ou les panneaux et leur régulateur, les dispositifs de sécurité électriques indispensables...
Tout cela aboutit à un budget et à une planification des tâches.
Une fois commencé, il faut aller au bout. Ou alors passer par un intégrateur et par un chantier spécialisé, mais alors on est plus du tout sur le même budget !
Cela fait un moment que je parcours votre forum, sans trouver comment m'inscrire pour poser des questions.
Ma question principale est la suivante : la conversion d'un bateau en électrique, dépend de quelle norme et de quelle homologation ?
J'ai acheté un shetland 4+2 hors bord, que je refais depuis un an. Je réfléchis depuis un moment à cette conversion. Une petite précision, je suis électricien, donc ce travail ne me fait pas peur.
O.R
Réponse
Nous ne sommes pas un forum, mais un site collaboratif, comme indiqué sur la page d'accueil.
Pour répondre à votre question sur l'homologation, le mieux serait sans doute de la poser aux autorités compétentes, car les choses évoluent rapidement en ce domaine de l'électro-mobilité marine.
Nos dernières infos à ce sujet, mais cela remonte déjà à quelques années, c'est qu'à partir du moment où vous ne changez pas les caractéristiques principales de votre bateau en terme de puissance et de poussée, il suffisait d'en faire la déclaration pour mettre à jour votre titre de navigation et votre contrat d'assurance (comme pour un changement de moteur thermique).
C'est d'autant plus facile si comme dans votre cas, vous remplacez un HB par un HB électrique qui possède déjà une homologation...
Attention, l'électricité du bâtiment n'est pas le même métier que celui de l'électricité marine.
Tout d’abord, un grand merci pour votre site, je suis admiratif de tout votre savoir et très reconnaissant de le voir partagé de la sorte. Grâce à vous, moi qui ai embarqué assez récemment dans l’aventure fluviale sur un coup de cœur qui m’a valu comme à d’autres de tomber dans quelques pièges, je me sens désormais, si ce n’est armé, tout du moins averti, et en tout cas déjà passionné.
Mon inverseur a lâché l’été dernier, peu de temps après avoir obtenu mon permis… et l’analyse du moteur (un Mercedes OM 312 de la dernière guerre, ou presque) que cette panne a occasionnée, nous a permis de constater qu’il tournait encore, mais par miracle ! Toutefois, même si tout cela serait réparable, le bruit occasionné en navigation m’a fait rêvé d’une re-motorisation électrique. L’occasion fait le larron !
J’étais un peu coupé dans mon projet face aux prix pratiqués en général, que vous connaissez bien ! (toutefois la société Carwatt m’a répondu et m’a proposé, une fois que mon architecture serait définie, de me fournir un de leur pack de batteries, pour un prix à -15 % du marché, petit geste à mon goût pour des batteries qualifiées en fin de vie par Renault…).
Mais vos conclusions du projet Rusina, et surtout son coût m’ont remis du baume au cœur ! Un grand bravo !
Mon bateau "le Senang" un Luxemotor de 1896 amarré à Joinville le Pont fait 13 m pour 3,40 pour un tirant d’eau de 0,80 (sûrement moins vu qu’il est passé sur le quai lors de la dernière crue qui ne pointait « qu’à » 65 cm au dessus du quai).
En examinant tous les exemples de bateaux électriques, j’ai déduis que je devrais me trouver un moteur d’environ 15 kW, (déjà plus difficile à trouver en 48 V). L’objet de mon message est de savoir si vous pensez que le 10 KW, que je crois vous avez choisi, et donc selon vos tests, serait suffisant également pour mon bateau un peu plus long et plus lourd que le Rusina (je n’aurai une idée du poids que lors de la mise à sec le mois prochain…).
Pour les batteries, j’étudie la possibilité de me délester (expression à propos) des blocs de béton coulés sur la coque à l’arrière (je sais l’opération périlleuse) pour les remplacer par un parc lourd de batteries Gel, présentées comme des batteries solaires.
Sinon au lieu du béton c’est ma tirelire que je casserai pour passer au lithium ; mais malgré les qualités de ce dernier, j’ai bon espoir que de nouvelles générations de batteries voient très prochainement le jour (je surveille particulièrement les batteries au sodium, et bien sûr au graphène, mais aussi cette technologie dont vous avez peut-être aussi connaissance : Bi-ion et préfère opter pour une solution moins onéreuse en attendant (c’est un pari !).
Enfin pour les panneaux solaires, je compte en tapisser ma timonerie sur un chassis pouvant coulisser pour ombrager la structure acier lors des fortes chaleurs, et utiliser ce surplus de longueur également verticalement comme taud de scène (j’envisage de donner une série de concerts sur le toit, et ainsi protéger artistes et instruments de la pluie).
Mon message est déjà bien long, je ne vais pas vous ennuyer plus longtemps bien que je serais ravi d’échanger plus amplement avec votre équipe. Si mon projet aboutit, j’espère avoir assez d’autonomie pour vous rendre visite dans le Lot !
J’ai lu que l’aide était bienvenue sur Plaisance écologique, je serais heureux d’aider, bien qu’artiste musicien, j’ai aussi des compétences en développement web. Je vous souhaite une très belle fin de semaine.
F.C
Réponse
C'est avant tout le poids de votre bateau et l'usage envisagé qui va déterminer la puissance nécessaire du moteur électrique à installer.
Pour les modèles et marques, nous ne voulons et ne prenons pas le risque de les citer, et c'est une sage précaution lorsque l'on constate les retours utilisateurs de certaines se présentant pourtant comme les leaders du marché ! Par contre, il existe bien des modèles de moteurs 48 V en 15 kW, qui de notre point de vue, serait un minimum pour votre embarcationet (et même en 20 kW).
Pour ce qui concerne les batteries, et notamment le technologie "Bi-ion", il convient de se méfier de tous les effets d'annonce qui fleurissent régulièrement sur des pseudos "technologies innovantes".
Tant que le process n'a pas abouti à une production commerciale, il convient d'utiliser ce qui fonctionne à coup sûr, et dont on connaît bien les caractéristiques, prix et limites...
Voir utilement à ce sujet notre dossier sur les batteries marines.
Bravo pour l'utilisation de votre embarcation comme scène fluviale, c'est une excellente initiative.
Pour le coup de main pour le site, nous sommes évidemment preneurs.
Bonne chance pour votre remotorisation.
Je trouve votre site super intéressant. Bravo !
Je suis propriétaire d’un vieux patrouilleur fluvial de 1928. Je m’efforce de le conserver en bon état, au plus près de ses origines. Il a une histoire intéressante... Malheureusement côté moteur, celui qui est actuellement dessus (Perkins 87 CV de 1960 environ) commence à montrer des signes de vieillesse. N’ayant pas un budget hors limite, je suis en train d’étudier son futur remplacement. A l’origine ce bateau avait un moteur Güldner 6 cylindres. Mais il est hors de question de retrouver cette antiquité. Je me disais que pourquoi ne pas évoluer vers de l’électrique. Si j’ai bien compris il me faudrait un moteur de 40 KW. Cependant étant donné que je navigue en rivière, fleuves et canaux, il n’y a pas toujours de quoi recharger. Alors je me demandais pourquoi pas un diesel électrique (groupe qui s’enclencherait automatiquement au besoin, pour recharger des batteries).
C.M (bateau Spicy)
Quid des bateaux électriques fonctionnant à l'hydrogène, que vous ne semblez pas mettre en avant ?
Peut-on savoir pourquoi, car cela semble une ressource inépuisable ?
M.A
Réponse
L’hydrogène est une ressource qui est certe inépuisable (notamment dans l'eau), mais qu'on ne trouve pas à l'état naturel exploitable directement, sous forme de gaz !
Pour l'obtenir, il faut : soit passer par l'électrolyse, soit par le crackage de molécules hydrogénées, puis ensuite le liquéfier, toutes opérations qui demandent énormément d'énergie...
C'est donc de fait un vecteur de stockage énergétique à très bas rendement.
Pour être plus précis, la chaîne de production/usage, offre un rendement inférieur à 15 % !
Et coûte une fortune...
Ne parlons même pas des normes de sécurité de production, de stockage, de transport et d'utilisation de ce gaz hautement explosible !
L'hydrogène c'est beau, ça paraît vert, si on ne regarde pas comment il est produit ! 90 % de l'hydrogène (plus exactement "dihydrogène"), s'obtient le plus souvent par un procédé d'extraction chimique à partir d'hydrocarbures fossiles, principalement du méthane (issu du charbon et de dérivés pétroliers). L'électrolyse de l'eau est un tout autre procédé également industrialisé, à moindre échelle d'un traitement chimique du gaz (meilleure rentabilité) cette méthode récupère 40 % environ de l'énergie potentiel du gasoil. C'est donc très polluant à faire, le transport pose aussi des problèmes de CO2 car il faut 23 camions sur la route pour remplacer un camion citerne d'essence !
J.P
L'Hydrogène, n'est pas la panacée ! Dans le cadre de la lutte contre le changement climatique, l'hydrogène fait partie pour l'heure du problème plus que de la solution, induisant l'émission de près d'un milliard de tonnes de CO2 par an (de l'ordre de 2 % du total mondial).
P.G
Nous sommes une association sévrienne disposant d’un chantier naval…
Nous avons restauré de nombreux bateaux depuis une quinzaine d’années (voiliers, runabout, bateaux à vapeur) le plus souvent des bateaux du patrimoine (L’ANTIQUE, LA VIGIE, etc.)
Nous avons un nouveau projet de rénovation d’un Motor Sailor en bois.
C’est un bateau du patrimoine construit en Norvège en 1938. Il a sauvé de nombreuses personnes pendant la guerre, puis a été utilisé par la NAVY avant d’être transformé en bateau d’agrément par un propriétaire anglais. Il a été francisé en 1977 et appartient à l’actuel propriétaire depuis une trentaine d’années.
Il est actuellement motorisé par un YANMAR de 50 cv avec un dispositif classique de transmission par arbre et hélice.
Nous souhaiterions profiter d’une rénovation lourde en chantier qui va s’étaler sur 2 ans au moins pour changer ce dispositif au profit d’une propulsion électrique. Ceci nous permettrait de réorganiser certains volumes et de mieux répartir les masses dans le bateau, sans compter les nombreux avantages d’une propulsion propre et sans nuisances. Reste le problème de l’autonomie…
Merci de revenir vers moi pour me dire s’il est réaliste d’envisager cette démarche et si oui, quelles seraient les solutions techniques disponibles et les budgets ?
JP.R
J'ai vu qu'il existe des POD pour remplacer les moteurs thermiques.
Avec une puissance Max de 9 kW par POD (2 sur un catamaran), et pour ne pas embarquer trop de batterie, l'idéal serait d'être autonome électriquement comme c'est aujourd'hui le cas pour des habitations isolées (éolien et solaire d'appoint).
Je pense donc qu'une éolienne à axe vertical (une ou plusieurs), pourrait (ent) produire suffisamment pour les deux moteurs et tous les équipements de confort du catamaran.
Le fait d'avancer générant déjà un vent, la puissance de batterie serait donc minimale (par vent arrière, la navigation se faisant sous voile)
Quelle documentation pourriez-vous me conseiller pour concevoir et installer un tel système ?
Existe-t-il un chantier de plaisance spécialisé dans ce domaine (circuit complet production/propulsion) ?
Marc T.
Réponse
Votre demande aborde plusieurs points sur lesquels nous allons tenter de vous donner notre avis de la manière la plus claire :
- Les PODs sont basés sur une technologie qui ne nous semble pas forcément la mieux adaptée à la marine à voile de petit gabarit, en ce sens où ils opposent une résistance à l'avancement non négligeable ; bien entendu, sur le papier, on peut imaginer un POD à hélice bec de canard, pour limiter un peu ce freinage, ou au contraire un POD hydrolienne pouvant passer en mode générateur électrique sous voiles.
- l'idée de vos éoliennes à axe vertical n'est pas mauvaise théoriquement en ce sens où elles sont plus silencieuses, moins génératrices de vibrations, et surtout capable de faire leur beurre de toutes turbulences, contrairement aux modèles à axe horizontal.
A notre connaissance, sauf sur le prototype sur lequel elles remplaçaient les voiles (mais qui n'a pas été généralisé à la plaisance, ce qui semble indiquer qu'il n'était pas si adapté que prévu), cela pose un problème de place perdue tout autant que de sécurité à cause de la prise au vent non maîtrisée.
Nous en revenons donc à une solution hybride améliorée :
- Panneaux photovoltaïques dernière génération (back-contact, et autres...) offrant un important rendement, et facile à mettre en oeuvre.
- Hydrolienne (2 pour un cata) réversibles (propulsion /générateur électrique) et relevables, permettant à la fois une recharge sous voile et au mouillage ; ce type d'équipement commence à être au point tout en bénéficiant d'expérimentation avec succès dans de nombreuses courses au large, mais n'en attendez pas de gros rendements.
En prenant le temps de consultation nécessaire de notre site vous satisferez votre demande de documentation sur ces points, puisque plusieurs dossiers les abordent.
Enfin d'une façon plus générale, lorsque vous faites la comparaison entre un cata et une maison en terme d'autonomie électrique, vous oubliez qu'une maison n'a pas besoin d'être déplacée et qu'il ne faut pas minimiser la quantité d'électricité que ce poste mobilise.
Quant aux conseils sur des chantiers compétents, nous continuons de nous garder de nous lancer dans ce type d'exercice périlleux.
J'ai vu sur un forum nautique un gars qui se présentait comme ingénieur (belge me semble-t-il) qui voulait construire un bateau en l'équipant d'un moteur électrique, alimenté par un groupe électrogène pour s'affranchir de l'installation de panneaux solaires et du parc de batteries qui va avec. Qu'en pensez-vous ?
Gégé
Réponse
Comment un ingénieur, fût-il belge, peut-il envisager qu'en mettant en cascade 2 moteurs (l'un alimentant l'autre à travers un générateur électrique) on obtiendra un meilleur rendement qu'avec un seul ?
Le cas des paquebots de croisière est différent, puisqu'ils ont les besoins en électricité d'une ville et de tous ses services, en plus de leur besoin spécifique de propulsion électrique qui semble être le meilleur système dans leur cas....
Ceci dit, un générateur thermique venant au secours (ou en complément) d'un système électrique combinant recharge à quai de batteries de traction + appoint photovoltaïque, nous semble déjà plus intéressant.
Je viens de parcourir votre site Internet et prendre connaissance de vos travaux sur la propulsion électrique des bateaux.
En effet, je me retrouve actuellement dans le nord du Congo Brazzaville, plus précisément à Betou en plein bassin du Congo (grande forêt équatoriale). Et dans cette zone enclavée, le fleuve Oubangui (en amont) et le fleuve Congo (en aval) sont les principales voies de communication dans la zone limitrophe Congo Brazzaville, République Démocratique du Congo et la République Centrafricaine. Sur cette zone, il y a une multitude de moyens nautiques qui y circulent, et ceux-ci utilisent les moteurs à essence et diesel qui occasionnent la pollution de la flore.
Je vous assure que c’est avec un grand plaisir que je viens de découvrir vos travaux car depuis plus d’un an que je suis à la recherche des solutions sur la mise en place d’une possibilité de propulsion électrique des moyens nautiques circulant sur plus 1000 km allant du fleuve Oubangui (en amont) au fleuve Congo (en aval), sans compter les différentes affluents qui se jettent sur ces deux grands fleuves.
Je confirme également avec assurance que votre solution électrique paraît la mieux adaptée dans dans cette zone.
U.V K
C’est avec beaucoup d’intérêt que j’ai parcouru votre site très bien documenté et plein d’informations très utiles.
Je voudrais cependant mieux comprendre pourquoi vous faites l’éloge de la propulsion hybride et êtes si négatif à l’encontre de la propulsion diesel électrique et particulièrement du type choisi par CNTI.
Autant pour moi l’hybride est une évidence dans le domaine de l’automobile ou l’on peut récupérer une quantité d’énergie importante lors des décélérations, autant dans le domaine de la navigation de plaisance son avantage par rapport à d’autres solutions me paraît plus minime, son principal avantage étant que la puissance du moteur thermique est disponible à tout moment directement sur l’arbre d’hélice. Mais en dehors de cet avantage majeur évident, je ne suis pas sûr que la propulsion hybride d’un bateau de plaisance soit beaucoup plus efficace d’un point de vue énergétique que le concept diesel électrique.
- En mode thermique, la puissance du moteur hybride est en partie utilisée pour entraîner la génératrice et produire du courant qui sera stocké dans les batteries du bord. L’efficacité de cette génératrice dépend du régime moteur et de la qualité de la chaîne cinématique. Dans ce mode, le moteur hybride présente les mêmes inconvénients que le diesel classique pour ce qui est du bruit et des vibrations engendrées. En mode électrique on prélève le courant des batteries avec l’efficacité que l’on sait et il faut tenir compte des éventuelles pertes mécaniques au niveau de l’accouplement avec le moteur thermique. Je ne crois pas que le mode thermique+électrique simultané soit utilisé sur les bateaux de plaisance comme il l’est sur certains 4 X 4 d’une marque Japonaise de luxe (accélération maximum garantie).
- En concept diesel électrique, le générateur tourne à vitesse constante. Sa taille est optimisée en fonction du programme défini. Son efficacité en terme de production électrique est maximisée. Il est isolé en cocon et peut être placé là ou son bruit sera le moins génant pour l’équipage. Suivant le cas il peut alimenter directement le moteur électrique (navires de fort tonnage) ou recharger le parc de batteries.
- D’un autre côté je suis parfaitement d’accord avec vous pour dire que la propulsion diesel électrique ne sera jamais une solution intéressante pour un voilier pour lequel le meilleur mode de propulsion restera … la voile, le moteur étant par définition auxiliaire.
Mais prenons un trawler ou une vedette mixte mer/rivière, par exemple une coque à déplacement de 37 à 45’ (11 à 13,5 m) faisant des étapes entre disons 10 et 50 miles avec quelques traversées par an de 100 à 500 miles (je pense que le Dragon 39 de CNTI que vous citez en exemple rentre plus ou moins dans cette catégorie).
Le propriétaire d’un tel bateau navigue car il aime être sur l’eau et découvrir du pays par la mer ou les voies navigables. Le confort et le fait de pouvoir apprécier pleinement la vie à bord sont des critères fondamentaux. La vitesse n’est pas une fin en soi (un bateau rapide est rarement confortable à la mer et sur les voies navigables la vitesse est le plus souvent limitée). L’efficacité énergétique et l’écologie ne sont souvent que des prétextes commerciaux pour donner bonne conscience aux acheteurs (sinon comment expliquer la sur-motorisation de la plupart des bateaux à moteur de série vendus, par ex : 2 X 200 CV pour un bateau de 42’).
Quand on navigue toute la journée au moteur le bruit et les vibrations deviennent vite un inconvénient majeur. Pouvoir se passer du moteur thermique pendant quelques heures est toujours une bénédiction (applicable à l’hybride comme au diesel électrique). Un système diesel électrique bien conçu est très silencieux et génère beaucoup moins de vibration (même si la différence est moindre sur les bateaux de plaisance utilisant des diesel 4 temps rapides par rapport aux navires de plus fort tonnage utilisant des diesels lents à 2 temps). Le groupe opère à régime constant et peut être bien plus efficacement isolé acoustiquement qu’un moteur thermique en ligne d’arbre (isolation en cocon non solidaire de la coque et emplacement aussi éloigné que possible du lieu de vie).
Nos bateaux sont aussi un espace très restreint ; pouvoir les emménager de façon optimum en s’affranchissant du traditionnel alignement hélice-arbre-moteur diesel peut permettre de gagner de l’espace de vie ou du moins de pouvoir l’agencer différemment. Ceci est à mon sens tout aussi important que l’espace commercial gagné sur un navire marchand.
Ce type de bateau (comme la plupart des bateaux de plaisance) passe un temps considérable au port ou au mouillage souvent avec une consommation d’énergie faible ou inexistante (par exemple quand l’équipage n’est pas à bord). Eoliennes, panneaux photovoltaïques, prise de quai vont permettre de recharger les batteries du bord suffisamment pour assurer la propulsion électrique du bateau pendant tout ou partie de l’étape suivante. Et rien n’empêche, pour des traversées plus longues de faire aussi appel à un cerf volant. Même si ces paramètres n’influence pas directement l’efficacité énergétique du système de propulsion, ils vont permettre de diminuer le nombre d’heure d’utilisation du générateur au cours de la croisière, diminuer la facture de carburant et augmenter l’agrément.
Je pense donc que pour ce type programme le concept diesel électrique + énergie renouvelable ou non d’appoint (solaire élolienne, prise de quai) peut être une solution intéressante dont le bilan énergétique pourrait être similaire ou supérieure à la propulsion hybride et au même au diesel classique le tout dans un plus grand confort à l’utilisation.
D. L R
Réponse
Reportez-vous attentivement à notre dossier, nous ne faisons l'éloge de rien : nous inventorions seulement des pistes dont certaines nous semblent un peu moins mauvaises que d'autres...
Contrairement à ceux qui restent dans la pure théorie, nous avons expérimenté ou suivi de près des réalisations différentes en ce domaine.
Il en ressort que :
- Un électro-générateur thermique, ne peut être qu'une solution de dépannage sur le segment de la plaisance (lire à cet effet le livre de Dominique Renouf - entre autre).
- Un électro-générateur thermique alimentant un moteur électrique (système diesel électrique) ne peut avoir au final un meilleur rendement qu'un thermique bien étudié. S'il est utilisé en source d'énergie principale de propulsion, ce n'est ni malin, ni écologique. Les éventuels gains de place, de bruit et de vibrations ne nous semblent pas des éléments suffisamment déterminants pour l'adopter.
- le passage de l'électricité par les batteries, est forcément l'occasion d'une perte - il est vrai - mais les dernières générations que l'on trouve sur les voitures électriques (pour reprendre votre comparaison) associées à une gestion intelligente de la charge, améliorent sérieusement les choses.
Nous guettons avec impatience la marinisation des ensemble cinématiques électriques dont sont dotées les voitures (Nissan Leaf, par exemple...), et leur installation sur des bateaux.
- En attendant, l'intérêt de l'hybride débrayable offre la sécurité d'avoir 2 moteurs autonomes ; en cas de panne de l'un d'eux, cela reste une sécurité et un atout en mer, lorsqu'on n'est pas équipé de voile.
Je suis étudiant en 1ère année d’IUT à Toulouse et j’ai comme projet de fabriquer un bateau qui se déplacerait par une énergie stockée mécaniquement (pneumatique, ressort, élastique, eau sous pression, etc.).
En faisant mes recherches je suis tombé sur votre site et je me demandais si vous n’auriez pas des conseils à me fournir ou bien des idées.
T.G
J''envisage d'acheter une vedette type Guy Couach 16 m pour y vivre. Je privilégie un bateau un peu âgé pour une question de prix.
Les motorisations trouvées sur ces unités sont soit en fin de vie, soit obsolètes : puissance et consommation peu en rapport avec la tendance actuelle.
Ma question est, si quelqu'un peu y répondre : peut-on électrifier un tel bateau et quel peut être le coût ?
J'ai navigué sur votre site peut être-trop complet et trop technique pour moi. A la fin je suis un peu paumé. pour m'orienter pour ce projet
D.B
Réponse
Votre projet est tout à fait possible, mais si vous trouvez notre dossier trop compliqué à suivre et à intégrer, mieux vaut abandonner l'idée de le faire par vous-même.
Tournez-vous plutôt vers un professionnel et demandez un devis ; il y en a plusieurs en référence sur notre site.
Par contre au niveau prix, attendez vous à tomber à la renverse !
Sachez avant tout que ce sera en rapport avec l'état du bateau, la puissance moteur nécessaire selon l'usage envisagé, et bien sûr du parc de batteries ainsi que leur technologie, que vous souhaitez installer.
Bon courage malgré tout pour votre projet.
Autres liens connexes
- Exemples de bateaux électriques
- Les batteries marines
- Hélices et propulsion
- Groupe recherche sur la propulsion électrique |
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