L'offre de solutions de motorisation électrique et hybride permet aujourd'hui de couvrir une large part des besoins pour les bateaux de plaisance pour des puissances de 3 kW à 40 kW (6 à 80 HP) (le double pour un catamaran). Des valeurs valables si l'on reste en basse tension (48V), mais qui peuvent augmenter énormément si l'on choisit la haute tension. Reste l'inévitable question de l'autonomie. La résoudre est complexe, car elle dépend de :
- La capacité de stockage du parc de batteries. Celui-ci est limité pour des raisons de poids et d'encombrement, mais surtout pour des raisons budgétaires. Le prix de kWh d'une bonne batterie Lithium étant de 800 à 1000 euros.
- La possibilité de produire de l'énergie à bord : panneaux solaires, éoliennes et surtout hydrogérération (Production d'énergie par l'hélice, mais uniquement valable sur les voiliers)
- La possibilité d'avoir recours ou non à un autre mode de propulsion : la voile.
- De la vitesse de croisière souhaitée (la puissance évolue au cube de la vitesse…)
Le moteur électrique mieux adapté pour les bateaux lents
On comprend donc que pour les bateaux à moteur qui ne disposent souvent pas de beaucoup de place pour disposer des panneaux solaires et ne peuvent recourir à l'hydrogérération, la motorisation 100 % électrique sera plus complexe. Elle s'adaptera mieux aux bateaux à déplacement lourd ou à coque semi-planante, aux petites annexes, aux petits bateaux de pêche ou à la navigation fluviale pour des programmes de navigation à la journée.
Les bateaux à moteur nécessitant une forte puissance pour pouvoir aller vite et déjauger seront limités par le parc de batteries à embarquer. Par exemple, pour un équivalent 100 ch / 70 kW. Il faut 70 kWh de batterie pour une heure de navigation à pleine puissance ce qui entraine un cout (environ 70 000 €) et un poids assez élevé. L'une des voies possibles à explorer pour ces bateaux est sans doute le foil qui en sustentant le bateau pourrait réduire considérablement la consommation.
Pour les voiliers, c'est très différent
Le voilier est par définition un bateau hybride : moteur + voile. Par conséquent, le sujet de l'autonomie ne se pose pas du tout de la même manière et ce d'autant plus que l'on peut très souvent avoir une production conséquente en s'appuyant sur le photovoltaïque et l'hydrogérération. Plusieurs configurations sont alors possibles en fonction du programme et du bateau.
Un choix sans compromis, le 100 % électrique
Sur un voilier, il est possible de choisir une configuration 100 % électrique qui ne compte que sur ses batteries et sa production d'énergie pour naviguer. Mais cela nécessite une réflexion approfondie si l'on ne veut pas se limiter à la sortie à la journée. Plusieurs conditions doivent être réunies :
- Pour commencer, il faut avoir le bateau adapté. Un bateau qui est rapidement sous voiles même avec peu de vent, et rapide sous voiles afin de pouvoir hydrogénérer, c'est-à-dire produire de l'électricité en utilisant le moteur électrique comme un hydrogénérateur. Le SERVOPROP d'OCEANVOLT permet par exemple de commencer à produire des 5 nœuds et d'atteindre rapidement 1 kW à 7 nœuds. Il s'agit d'un système de pas variable sur l'hélice qui adapte le pas pour la propulsion, la marche arrière, mais aussi pour l'hydrogénération. C'est aujourd'hui la Rolls de l'hydrogénération.
L'hydrogénération est un point clé de l'autonomie. En alternant les périodes de voile et de moteur, l'autonomie est sans limite. Avec ce type de bateau, 5 heures de voiles peuvent facilement couvrir la consommation d'une heure au moteur. Pour un catamaran léger et rapide, on peut même aller à une heure de voile pour une heure de moteur ! - Faire un calcul précis de sa consommation du bord (hors moteur électrique) et ne pas ou peu utiliser les gros consommateurs (plaques à induction, cafetière, winches électriques, congélateur…) lorsque l'on ne veut pas revenir au port régulièrement.
- Installer un maximum de panneaux solaires qui, même s'ils ne peuvent étaler la consommation du moteur, couvriront au minimum la consommation des servitudes confort du bord.
- Avoir un programme compatible en se dégageant au maximum des obligations de timing et choisir ses créneaux météo et son routage pour favoriser la navigation à la voile tout en hydrogénérant . Contrairement à ce que l'on pourrait penser, un programme de grand voyage où l'on peut prendre son temps est bien plus favorable que la croisière estivale en Méditerranée avec des dates de départ et d'arrivée imposées.
Le catamaran à voile, le bon élève pour la motorisation électrique
Un catamaran léger et rapide sur lequel on peut installer beaucoup de panneaux solaires (souples et rigides) et qui dispose de 2 moteurs électriques pour 2 fois plus d'hydrogérération est le bateau idéal pour ce type de propulsion. Un monocoque rapide du type Salona 450 avec 2 moteurs OceanVolt Servoprop sera également adapté.
Les solutions "hybrides"
1 - Le bateau électrique avec "range extender"
Si on souhaite plus de sérénité et agrandir son rayon d'action, on peut très bien en plus du moteur électrique, installer un petit groupe électrogène AC de 4 ou 5 kW très léger (70 kg). Il servira pour recharger les batteries via le chargeur de quai si l'on se trouve face à une longue période sans vent. Le groupe permettra également de revenir au port à petite vitesse si les batteries sont complètement vides. La vitesse sera limitée dans ce cas par la puissance du chargeur et du groupe.
2 - La solution "diesélectrique" avec générateur DC 48 V
Il s'agit cette fois d'installer un groupe électrogène puissant. Dans ce cas, la puissance du groupe est choisie pour assurer la vitesse de croisière souhaitée même quand les batteries sont vides. Le groupe alimentera directement les moteurs en 48 V, le surplus d'énergie rechargera les batteries. C'est une solution très souple offrant la possibilité de naviguer au choix en 100 % électrique, sur le groupe ou sur les 2 selon les conditions.
L'expérience démontre que la consommation de carburant est diminuée de 80 % par rapport à une motorisation 100% diesel. Elle offre aussi la possibilité d'avoir tout le confort moderne à bord (chauffage, plaque à induction, machine à glaçons, compresseur de plongée…) sans faire tourner plusieurs heures par jour le moteur diesel traditionnel. L'utilisation au mouillage du moteur in board pour recharger les batteries via l'alternateur a un rendement très faible. C'est aussi très mauvais pour le moteur (qui tourne sans forcer)… et pour les voisins. Les nuisances sont fortement diminuées avec un groupe électrogène, qui de plus tourne toujours à pleine charge.
3 - Le bateau hybride en parallèle
Il s'agit ici de la solution qui rappelle celle utilisée sur les voitures hybrides. On combine un moteur thermique et un moteur électrique. Dans cette configuration, le moteur électrique et le moteur diesel sont connectés à une transmission commune. Un système d'embrayage permet d'utiliser le moteur diesel ou le moteur électrique ou les 2 en même temps. La solution parait attrayante sur le papier, mais ne fonctionne que sur les gros bateaux. Le prix et le poids du système d'embrayage n'étant pas adaptés à ce jour à la plaisance.
4 - Le 50/50 pour les bateaux bimoteurs.
Avec un bateau à 2 moteurs, comme c'est souvent le cas sur un catamaran, certains utilisateurs ont choisi de garder dans une coque un moteur diesel pour les longues traversées, et dans l'autre coque un moteur électrique pour les entrées et sorties du port, et le cabotage. Un système de recharge du type Integrel permet d'utiliser le couple disponible non utilisé par le moteur diesel pour charger le parc de batteries. Le système fonctionne très bien même s'il nécessite une certaine habitude pour les manœuvres de port avec 2 moteurs qui ne réagissent pas de la même façon, et qu'il faille augmenter la puissance du moteur thermique pour pouvoir faire avancer le bateau sur un moteur tout en rechargeant les batteries.
