Propulsion: Électrique, hybride ou diesel ? Les avantages et les inconvénients sur les yachts
Alexander Worms
· 01.08.2023
Comme souvent, cela dépend : La réponse à la question du concept de propulsion idéal pour un voilier n'est pas simple. Logiquement, un grand et lourd yacht d'eau bleue, si possible à quille longue, n'est pas un day-sailer sur un lac à l'intérieur des terres. Et c'est entre ces deux extrêmes que se situe le profil d'utilisation du yacht et donc le concept de propulsion parfait qui lui correspond.
Aperçu des systèmes d'entraînement
D'un côté, le diesel classique, qui fonctionne aujourd'hui de manière fiable s'il est bien entretenu, mais qui a justement du bruit dans ses bagages et des gaz d'échappement. De l'autre, la propulsion tout électrique, super silencieuse, sans odeur et sans émission, du moins directement à bord, qui pose à son tour des problèmes d'infrastructure de recharge dans les ports.
La propulsion hybride se situe à mi-chemin entre ces deux pôles. Elle dispose d'un moteur électrique et d'un banc de batteries comme source de propulsion et, en plus, d'une possibilité de produire de l'électricité à bord à partir d'une source d'énergie. Dans le cas le plus simple, il s'agit d'un générateur diesel, mais on peut aussi imaginer une pile à combustible.
Il faut actuellement choisir entre ces trois systèmes - tout électrique, hybride et diesel. Mis à part les voiles, bien sûr, qui devraient être - du moins de nom - le principal moteur d'un voilier. Mais qu'est-ce qui distingue ces concepts ? Et : quels sont leurs avantages et leurs inconvénients ?
Les avantages et les inconvénients des modes de propulsion
Bien sûr, à côté des faits bruts sur le thème de la propulsion à bord, il y a toute une série d'opinions, car l'un aime sa voiture électrique et veut aussi être motorisé silencieusement sur l'eau, l'autre trouve le bourdonnement sonore du diesel rassurant.
L'un voit un impact négatif sur l'environnement dans l'extraction des matières premières pour les batteries, l'autre dans la combustion d'énergies fossiles. Mais au-delà des considérations idéologiques, qu'ont à offrir les différentes motorisations ?
Dans les exemples de calcul pour la comparaison, nous sommes partis d'un yacht de 4,5 tonnes. Le bateau devrait pouvoir parcourir environ 50 miles au moteur. C'est bien sûr beaucoup pour un bateau à propulsion électrique, mais cela peut s'avérer nécessaire en vacances. Il est également possible de traverser le NOK de cette manière. Si l'autonomie électrique souhaitée est inférieure, les prix et les poids changent en faveur de la propulsion électrique.
La propulsion électrique
Pour le moteur électrique, cela signifie dans notre exemple qu'il doit avoir une puissance de 10 kW. "Pour les bateaux en mer, nous calculons environ 2,5 kW par tonne. Cela permet d'avoir suffisamment de réserves lorsqu'il faut affronter le vent et les vagues", explique Marcel Schwarzenberg-Unruh de Fischer Panda. Outre les générateurs, l'entreprise de Paderborn fournit depuis des décennies des moteurs électriques pour la propulsion des bateaux. "Nous venons d'équiper un Vindö 40 d'un système. Lors d'une marche de cinq nœuds, le moteur prélève 5 kW dans les batteries. Intéressant : à trois nœuds, ce ne sont plus que 800 watts", poursuit-il. Si l'on tient compte de 15 pour cent de réserve, le réservoir d'accumulateurs doit dans ce cas, à 5 nœuds, avoir une capacité de 57,5 kWh. C'est lourd et cher. Comme je l'ai dit, celui qui peut vivre avec une autonomie réduite économise de l'argent et du poids.
Entraînement électrique : autonomie signifie poids
Dans notre exemple, le kilowattheure de capacité de la batterie coûte encore environ 1.000 euros. C'est sans aucun doute beaucoup. "Les accumulateurs sont certifiés et testés et donc sûrs. Bien sûr, on trouve aussi un kilowattheure sur le marché libre pour 200 euros. Mais les systèmes de gestion de la batterie ne sont souvent pas inclus ou sont de qualité douteuse. D'après notre expérience, les assurances ont alors du mal à couvrir cela", explique Schwarzenberg-Unruh. Un coup d'œil sur Internet permet de constater que 300 à 400 euros pour 100 ampères-heures à 12 volts sont tout à fait courants. Il faut toutefois tenir compte du fait que toutes les batteries ne peuvent pas fournir suffisamment de courant pour un entraînement, que certaines ne peuvent pas être branchées en parallèle ou en série ou qu'elles ne fonctionnent que dans une certaine plage de température.
Ceux qui ne veulent pas s'exposer à toutes ces considérations achètent en pack adapté au moteur et finissent par payer pour cela. C'est pourquoi les batteries recommandées par Fischer Panda ont été utilisées dans l'exemple de calcul. Le système est alors six fois plus cher qu'un moteur diesel comparable. Il faut le vouloir. "Nous constatons effectivement que de nombreux clients doivent avoir un tel système, soit parce que les véhicules thermiques ne sont pas autorisés sur leur territoire d'origine, soit parce qu'ils le veulent tout simplement. Ils ont alors une voiture électrique et une maison particulièrement efficace sur le plan énergétique. Le bateau ne doit pas être à la traîne", explique Schwarzenberg-Unruh. En raison de la grande banque d'accumulateurs nécessaire dans notre exemple, l'ensemble du système pèse environ deux fois plus que le diesel plus le réservoir. Bien sûr, les avantages connus du moteur électrique, comme l'absence d'entretien, le silence et l'absence de gaz d'échappement à bord, sont également à mentionner. Et en plus de cela : Le moteur électrique facilite énormément les manœuvres.
Le moteur hybride
Un système hybride combine ces avantages de la propulsion électrique avec la longue autonomie d'un diesel. L'idée est simple : si l'on a besoin de plus d'autonomie que la capacité de la batterie ne le permet, une source d'électricité embarquée aide à la générer. Dans la plupart des cas, il est ainsi possible de rouler en mode purement électrique. Ce n'est qu'en cas de besoin d'une plus grande autonomie, et donc d'électricité, que le générateur de courant entre en jeu. Il peut s'agir d'une pile à combustible, mais ces systèmes embarqués sont actuellement encore en cours de développement. La question du stockage et de la production réellement neutre pour le climat de l'hydrogène nécessaire n'est pas encore résolue non plus. De la musique d'avenir sur les yachts, donc. Le plus courant est un générateur diesel. Celui-ci produit également des gaz d'échappement, mais il peut fonctionner à un régime optimal et, comme il ne doit pas transmettre de poussée à un entraînement, mais ne nécessite qu'un câble avec du courant, il peut être très bien encapsulé. Cela le rend silencieux et évite les vibrations.
Ce qui reste : Les gaz d'échappement et l'entretien. D'ailleurs, si le générateur fonctionne avec des E-fuels, il peut être climatiquement neutre.
Si le générateur est dimensionné en conséquence, il peut assurer une autonomie de propulsion totale. La fréquence de son utilisation dépend alors de la taille du banc de batteries : plus il est grand, moins souvent le diesel devra intervenir. Une telle configuration nécessite toutefois beaucoup de place. En effet, un réservoir est nécessaire en plus des batteries, et le générateur lui-même doit être placé quelque part, en plus du moteur électrique. Ainsi, le système est surtout lourd et, selon la taille des batteries, il peut être plus cher qu'une propulsion purement électrique. En revanche, il offre une grande autonomie et une grande indépendance par rapport à l'infrastructure de recharge à terre.
Le moteur diesel
Elle est également offerte par le moteur diesel. Les stations-service sont disponibles. De plus, il est bon marché et relativement léger. Si le territoire d'origine ne prévoit aucune restriction quant à son utilisation et que les considérations écologiques ne sont pas prioritaires, il reste une bonne alternative. Mais ce qui reste : Les gaz d'échappement, l'entretien nécessaire et le niveau sonore du moteur.
L'embarras du choix
Que faire alors lorsqu'il s'agit d'acheter un nouveau yacht ou de mettre fin à la vie d'un moteur diesel à bord ? Il s'agit d'évaluer les différents points individuellement pour soi-même. La tranquillité à bord contre la peur de l'autonomie. Les coûts contre la conscience écologique. La situation d'installation sur le bateau et le poids contre l'absence d'entretien et la fiabilité. Avant de prendre une décision, il est important de se demander exactement ce que l'on attend d'une propulsion et de demander ensuite des offres correspondantes. Personne ne peut prendre la décision à notre place, tout dépend de ce que l'on veut.
Exemples de calculs pour l'électrique, l'hybride et le diesel
Les graphiques comparatifs sont basés sur une série d'hypothèses. Ceux qui ne s'y retrouvent pas, eux et leur façon de naviguer, peuvent néanmoins utiliser la comparaison comme point de repère pour leurs propres réflexions. Nous sommes partis d'un déplacement de 4,5 tonnes, ce qui est courant pour un bateau de 30 pieds. Le bateau devait pouvoir parcourir 50 miles nautiques à une vitesse de croisière de 5 nœuds en mode purement électrique. Sur la base de ces données, Fischer Panda a élaboré un concept de propulsion entièrement électrique et un concept de propulsion hybride, et a spécifié les prix et les poids. Chez les autres fournisseurs, les prix peuvent bien sûr varier, mais le poids restera similaire. Pour le poids du réservoir, nous sommes partis de 120 litres de diesel plus le réservoir et la goulotte de remplissage, car il s'agit d'une taille courante. De plus, le réservoir est disponible en cas de transformation d'un bateau existant. L'autonomie est basée sur un Vindö 40 électrifié, qui a besoin d'environ 5 kilowatts d'énergie absorbée par le moteur à 5 nœuds de vitesse. Ces valeurs peuvent varier pour d'autres yachts. En outre, 15 pour cent de réserve ont été pris en compte dans la batterie et dans le réservoir. Le diesel consomme 3 litres par heure à 5 nœuds. Il s'agit là aussi d'une hypothèse.
