Into the wind

La vie au fil de l'eau et du vent    11 ans ~ 56’700 Mn ~ 680 escales

Depuis le départ, différents types de batteries se sont succédés sur L’Envol, GEL et AGM sans entretien (fermés) ou batteries ouvertes permettant de compléter le niveau d’électrolyte, toutes étaient basées sur une technologie conventionnelle au plomb-acide.

Un bref historique :

18/07/2013 France (Concarneau), 2x100Ah, GEL, en service 18 mois

28/01/2015 Patagonie (Ushuaia), 1x100Ah, type ouvert, en service 10 mois

07/12/2016 Tahiti (Makatea), 1x100Ah, type ouvert, en service 10 mois

15/11/2017 Fidji (Suva), 2x100Ah, AGM, en service 4 ans

En termes de longévité, aucune n’a donné satisfaction. Les dernières en date, des AGM sans entretien achetées aux Fidji, ont quand même réussi à tenir quatre ans mais ont beaucoup perdu de leur capacité. Nous aurons au total consommé six batteries de 100Ah en huit ans, il est temps d’arrêter ce gaspillage !

Durant l’hiver passé à Murdunna en 2020 puis sur la Tamar River en 2021, je débute un travail de documentation sur les batteries au Lithium. Les promesses semblent incroyables, là où la technologie conventionnelle au plomb-acide ne permet d’exploiter que la moitié de la capacité de son parc de batterie, le lithium permet d’en disposer à 100%. A capacité égale, elles sont presque cinq fois plus légères et deux fois moins encombrantes ! Si on dispose des moyens de charge adéquats, on peut les charger à 1C, ce qui signifie une recharge complète en à peine une heure ! Par manque de recul, La longévité maximale n’est pas encore bien documentée mais on peut compter sur 10 ans ou plus !

Plusieurs problèmes majeurs néanmoins, elles ne peuvent pas être chargées par températures négatives et elles ne tolèrent pas de rester totalement déchargées, ni d’être surchargées ou même d’être laissées en mode floating.

Pour profiter des bienfaits du Lithium tout en protégeant son bateau de ses méfaits, il faut généralement revoir en profondeur son circuit électrique et passer par l’installation d’un BMS, un boîtier électronique qui connecte d’une part les cellules Lithium brutes et d’autre part les moyens de charge (alternateur moteur, chargeur de quai, panneaux solaires, éolienne…) et les consommateurs (pilote, frigo, dessalinisateur, convertisseur 12-220V…) et ce, afin de les contrôler tous !

Avec seulement trois moyens de charge, un chargeur de quai, un PV, un hydrogénérateur et pas d’alternateur, la simplicité de L’Envol est telle que nous pouvons envisager un remplacement de nos deux batteries AGM au plomb-acide par une unique batterie au Lithium incorporant un BMS simplifié en interne.

Première conséquence de ce type de BMS, le courant de charge ne pourra pas excéder 20-25A ou cela pourrait le griller – l’intégration dans ce système d’un alternateur moteur n’est donc pas envisageable ! Le chargeur de quai délivrant 25A tout juste, tout comme notre hydrogénérateur quand L’Envol s’emballe sur un gros surf, et le panneau solaire ne pouvant pas donner plus de 8A en pointe, on passe ce premier écueil haut la main et on peut poursuivre.

Le risque d’une éventuelle décharge totale de la batterie est un faux problème car je ne connais aucun capitaine qui laisserait son parc de batteries vivre en-dessous de ses moyens.

Par contre le risque de surcharge à cause du PV est un vrai problème, travaillant 12H/24 on ne peut pas toujours être derrière lui ; au contraire des charges ponctuelles du chargeur de quai ou de l’hydrogénérateur qui peuvent être gérées manuellement sans soucis. Comme nous le verrons un peu plus bas, je vais lever l’obstacle en installant un relais dans la soute technique entre le panneau solaire et son contrôleur MPPT qui sera asservi à distance par le moniteur de batterie BMV-600S.

Ainsi, le 2 septembre 2021, le circuit électrique de L’Envol prend un nouveau tournant en accueillant en son sein une batterie au Lithium de 100Ah achetée à Launceston pour 480€ – financés par un appel aux dons. Avec les AGM au plomb qui débarquent, le bateau s’allège de 47Kg !

J’en profite pour refaire de A à Z le tableau électrique de L’Envol, les gros boutons de la version originale ne contactent plus très bien, un comble pour des interrupteurs !

Les disjoncteurs 5A du tableau électrique « made in China » n’ont jamais déclenché sous 10A de charge ! Vive les fusibles autos, simples, fiables, bon marché et légers !

Photo précédente – On peut évaluer le degré de sophistication d’un bateau, et celui inverse de sa fiabilité, en jetant un œil à son tableau électrique, sur L’Envol, nous sommes fiers de n’avoir que 10 interrupteurs !

De gauche à droite :

Pompe de cale ;

Eau douce sous pression ;

Convertisseur 12-16V du Toughbook ;

Feu de mouillage ;

Feux de navigation ;

Radio VHF ;

Instruments (écran multifonctions i70s + écran du pilote p70s) ;

Pilote auto (ordinateur de route SPX-10) ;

LED du panel (pour l’extinction éventuelle des LED la nuit au mouillage).

La partie gauche du panel est plutôt dédiée au mouillage et la partie droite à la navigation.

A gauche du moniteur de batterie BMV-600S, l’interrupteur d’asservissement du panneau solaire pour protéger la batterie Lithium des sous et surcharge et en particulier du mode floating du contrôleur MPPT.

Un interrupteur à 3 positions :

En haut, le PV est connecté au MPPT et c’est lui qui régule la charge (marche forcée, LED rouge allumée). Cette position est utile pour synchroniser le BMV une fois par mois ; en effet le compte et décompte des ampères entrant et sortant glissant avec le temps dans un sens ou dans l’autre, il est important de ré-étalonner le BMV régulièrement à 100% du SOC, c’est-à-dire batterie complètement chargée avec 100Ah disponibles à l’intérieur. Au quotidien, cette position est dangereuse pour la batterie Lithium car quand le MPPT passe en mode floating, il la surcharge ;

Au centre, le PV est déconnecté du MPPT, pas de charge possible. En cas de déconnexion de la batterie du circuit électrique du bateau, pour son remplacement par exemple, cette position protègera le MPPT. Elle est aussi utile si on s’absente du bateau ou, dans une moindre mesure, pour éviter la (faible) consommation du relais du PV pendant la nuit (s’il a été activé par le BMV, cf la position basse de l’interrupteur) ;

En bas, le PV est connecté ou déconnecté du MPPT sous conditions du relais interne du BMV. Cette position correspond à l’usage normal de la batterie au quotidien en navigation ou au mouillage, elle protège la batterie Lithium car le BMV est paramétré pour autoriser la charge seulement si la batterie est déchargée à 40% du SOC (il reste alors 40Ah dans la batterie, la LED bleue s’allume) et pour l’arrêter quand le SOC est remonté à 80% (il y a alors 80Ah disponibles dans la batterie, la LED bleue s’éteint). Entre ces deux bornes, la batterie fait un cycle complet délivrant le courant, sans en recevoir. Une certaine précision dans le calcul du SOC est donc importante, c’est pourquoi il faut de temps en temps resynchroniser le BMV (cf la position haute de l’interrupteur).

Le BMV est aussi paramétré pour activer une alarme visuelle et auditive si la tension de la batterie tombe sous 12,9V (ce qui en usage normal n’arrive jamais) ou au-dessus de 14,3V (bien utile pour superviser la synchronisation du BMV).

A ce jour, notre batterie Lithium arbore déjà un an et quatre mois de bons et loyaux services ! On a aussi gagné en autonomie et amélioré de beaucoup notre efficacité de charge.

A suivre…

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La trace GPS du bateau, nos traces GPS à terre (en trek, en stop…) et nos waypoints d’escales en Tasmanie sont visibles et téléchargeables gratuitement à partir de cette carte du voyage interactive. Sur un fond d’images satellites, vous pouvez zoomer, vous déplacer et cliquer sur les traces et les escales de L’Envol pour obtenir plus d’information.

Publié le 13/01/2023 depuis L’Envol, lagon de Knysna, Afrique du Sud, Ouest Indien, GPS 34 2.84 S 23 2.58 E

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